供热工程课程设计说明书.docx

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供热工程课程设计说明书

供热工程课程设计课程名称：

___供热工程__________指导老师：

王靖李奉翠虞婷婷付浩卡院系：

__能源与建筑环境_工程学院__专业：

___建筑环境与设备工程____姓名:

____霍雨霞__________

学号：

____041412104__________时间：

____2015年05月__________目录前言2………………………………………………《供热工程》课程设计任务与指导第一章……………33第一节设计任务书……………………………………3第二节采暖设计指导书………………………………第二章设计依据…………………………………………6第一节设计建筑物的概述……………………………6第二节规范及标准……………………………………7第三节设计参数………………………………………7第三章热负荷计算………………………………………9第一节外围护结构的基本间耗热量计算…………………9第二节门窗的冷风渗透量计算……………………………9第三节外门的冷风侵入耗热量计算………………………10第四节以101房间为例计算房间的热负荷………………10第四章散热器的选型及安装式………………………………12

第一节散热器的选择………………………………………12第二节散热器的布置………………………………………12第三节散热器的安装尺寸应保证……………………………12第四节暖气片片数计算过程……………………………13第五章管道水力计算………………………………………15第六章机械循环单管异程式的优缺点………………18第七章课程设计总结………………………………………19主要参考文献…………………………………………20前言将自然界的能源直接或间接地转化为热能，以满足人们需要的科学技术，称为供热工程。

供热工程又分为供暖工程和集中供热,供暖工程是以保持一定的室内温度，以创造适宜的生活条件或工作条件为主要任务，集中供热是集中供热是指以热水或蒸汽作为热媒,由一个或多个热源通过热网向城市、镇或其中某些区域热用户供应热能的方式。

生活中常见的是集中供热工程，目前已成为现代化城镇的重要基础设施之一，是城镇公共事业的重要组成部分。

集中供热系统包括热源、热网和用户三部分。

热源主要是热电站和区域锅炉房（工业区域锅炉房一般采用蒸汽锅炉,民用区域锅炉房一般采用热水锅炉）,以煤、重油或天然气为燃料;有的国家已广泛利用垃圾作燃料。

工业余热和地热也可作热源。

核能供热有节约大量矿物燃料，减轻运输压力等优点。

热网分为热水管网和蒸汽管网，由输热干线、配热干线和支线组成,其布局主要根据城市热负荷分布情况、街区状况、发展规划及地形地质等条件确定，一般布置成枝状，敷设在地下。

主要用于工业和民用建筑的采暖、通风、空调和热水供应,以及生产过程中的加热、烘干、蒸煮、清洗、溶化、致冷、汽锤和汽泵等操作.集中供热的优点是：

①提高能源利用率、节约能源。

供热机组的热电联产综合热效率可达85％,而大型汽轮机组的发电热效率一般不超过40％；区域锅炉房的大型供热锅炉的热效率可达80％～90%，而分散的小型锅炉的热效率只有50％～60％。

②有条件安装高烟囱和烟气净化装置，便于消除烟尘,减轻大气污染,改善环境卫生，还可以实现低质燃料和垃圾的利用。

③可以腾出大批分散的小锅炉房及燃料、灰渣堆放的占地,用于绿化，改善市容。

④减少司炉人员及燃料、灰渣的运输量和散落量，降低运行费用，改善环境卫生。

⑤易于实现科学管理，提高供热质量。

实现集中供热是城市能源建设的一项基础设施,是城市现代化的一个重要标志，也是国家能源合理分配和利用的一项重要措施。

改革开放三十年,我国集中供热事业获得了长足发展，与发达国家相比，在建筑节能与供热系统的能源利用；建筑节能材料；供热设备的选择；供热系统的选择和控制以及节能环保意识等方面存在很大的差距。

展望2010年,集中供热将面临新的竞争和挑时间内，在供热及能源利用技术方面还需要不断改进和提高。

实现供热技术进步关键在于抓好建立完善的技术开发体系、推广供热节能新技术。

。

。

。

..本次课程设计是运用供热工程的技术知识对开封一居民楼建筑物进行设计计算，以及散热设备的选择与计算，合理的选择供暖系统以管

路的水力计算.第一章《供热工程》课程设计任务与指导一、设计任务书

（一）设计目的供热工程课程设计是本专业学生在学习完《供热工程》后的一次综合训练，其目的是让学生根据所学理论和专业知识，结合实际工程,按照工程设计规范、标准、设计图集和有关参考资料，独立完成建筑所要求的工程设计，掌握供暖系统的设计方法，了解设计流程，通过对系统的设计进一步掌握供热工程的专业知识,深入了解负荷计算、水力计算、散热器计算、系统选择的具体方法,从而达到具有能结合工程实际进行供暖系统设计的能力。

（二）设计要求1、要求每个学生独立完成设计任务，自己确定设计方案；2、要正确运用设计资料；3、设计要结合工程实际，全面考虑，尽量使自己的设计具有实际施工价值;4、要求成果：

采暖施工图一套;采暖计算说明书一份。

（三）设计题目某建筑物室内供暖系统设计。

（四）设计资料1、地点:

自行选定（不要重复）2、气象资料查《供暖通风设计手册》；3、热源为锅炉房或城市集中供热，供回水温度为95/70℃；4、采暖外线从建筑物一侧引入;5、建筑底图一套；6、门、窗详见补充说明;（也可自行选定，但是要说明具体的尺

寸）7、屋顶传热系数为0。

8W/m2·℃。

二、采暖设计指导书

（一）设计内容1、确定房间耗热量；2、确定采暖系统的形式及管路布置；3、进行散热器片数计算和管道水力计算；4、画出采暖平面图和系统图.

（二）设计步骤及说明书的编写

（1）设计说明书。

1）明确设计项目和工程要求。

a.项目的要求、依据，原始资料及近期和远期的规划.b。

建筑物位置、层数及功能c。

室内供暖要求和特殊要求。

d。

采暖系统方案的确定确定采暖系统的形式（根据外网分析引入口的位置）主要采暖设备的构件，型号的选择及布置，系统的排水及空气的排除,管道的坡度及坡向。

e。

方案比较（技术方案、采取措施、新技术的应用和工程中的经济效益的分析和评价）和可行性研究，并指出方案中仍存在的不足之处.2）气象条件。

3）围护结构特点。

4）散热器选型及安装形式。

5）供热系统的确定。

①分析系统的特点和缺点，并绘制系统的草图.②系统循环的作用压力、供回水温度、主要阀门和控制仪表。

③系统的调试。

（2）设计说明书要求。

1）计算要求。

a.在设计计算过程中使用公式、选用的参数必须注明来源。

b.每项计算应举一个计算例子加以说明，其他列表汇总.c.计算中应配以必要简图。

2）供暖热负荷计算.a.房间围护结构传热耗热量计算.b.冷风渗透耗热量计算。

c.冷风侵入耗热量计算。

要求以一个房间为例，详细介绍热负荷的计算步骤.其余房间列表格。

3）散热设备的选择计算。

要求以一个房间为例，详细介绍散热设备的计算步骤。

其余房间列表格.4）水力计算画出采暖系统草图,确定各管段管径。

（3）施工图.施工图纸是表达设计思想和设计意图的形象语言。

要善于利用施工图纸清晰而准确地表达设计意图和计算结果，使施工人员能准确无误地按照设计图纸进行施工安装，从而达到设计预想效果，满足使用要求。

施工图纸的主要内容包括：

1）图纸目录.把图纸按顺序编排成目录。

2）施工说明。

包括工程数据、施工和验收要求及注意事项。

3）设备和材料表。

包括设备材料的名称、型号、规格和数量.4）平面图。

表示建筑物和设备、管道的平面图及其相关位置的尺寸、坡度、坡向、管径和标高、指南针.5）系统图.图上应标出管径及管线标高、坡度坡向和局部详图。

设计任务：

（1）在设计计算中使用轴测系统图，并把计算所得重要数据标注在轴测图上.

（2）平面图（首层、标准层和顶层）、系统图各画1张。

参考资料：

（1）《供热工程》教材.

（2）《采暖通风和空气调节设计规范》.

（3）《采暖通风设计选用手册》。

（4）《建筑设备施工安装通用图册》。

（5）《供暖通风设计手册》。

（6）《实用供热空调设计手册》。

第二章设计依据一、设计建筑物的概述本工程为位于郑州市某一小型住宅楼，层数3层,层高为3米，每层两个单元。

每单元有一个热用户;系统与室外管网连接，该住宅供热系统作用范围比较大，上供下回和下供下回的比较中，后者具有如下特点：

1.美观，房间内的管路数减少，可集中进行隐藏处理。

2.在下部布置供水干管，管路直接散热给室内,无效热损失小.3。

在施工中，每安装好一层散热器即可供暖，给冬天施工带来很大方便。

4。

排除系统的空气比较困难5.综合考虑楼层,采用上供下回式热水供暖系统。

2。

2规范及标准［1］《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19—87。

[2］《通风与空气调节制图标准》GJ114-88。

[3］《实用供热空调设计手册》建工版2。

3设计参数2.3.1室外气象参数采暖室外计算（干球）温度为tw=-4℃，冬季室外平均风速为vw=3。

4m/s,冬季主导风向西、西北，由暖通空调设计规范可知中国民用建筑室内计算温度的范围为16℃-24℃，所以可得图中各房间的计算温度为：

18℃注：

内走廊、楼梯等公共区域不采暖。

2.3。

2采暖设备要求和特殊要求散热器要求散热性能好，金属热强度大，承压能力高，价格便宜,经久耐用，使用寿命长。

2.3.3围护结构的传热系数已知围护结构条件:

外墙:

采用实心粘土砖，24砖墙（240mm）,内面抹灰砖墙，其传热系数K=2.08/（m2。

℃）。

外窗：

（卧室、卫生间）双层金属框透推拉铝窗，其传热系数k=3.262。

w/（m℃）外窗均采用单层钢框玻璃窗,窗型为带上亮,上亮高度为0.5m，两扇两开，具体结构如下：

表2—1开启部分的缝窗号宽×高（m）隙总长（m）3×（窗高-上亮+2C—11500×1500×窗宽C—3600×1200同上C—41200×1200同上C—61500×1500同上C—71800×1500同上阳台门：

金属框双层玻璃门，其传热系数k=3.26w/（m2.℃）外门：

单层木门k=4。

65w/（m2.℃）门均为带上亮的单扇门，上亮高度为0。

5m，具体结构如下：

表2—2外门开启宽×高门号名称部分的缝隙总（m）长（m）M-1单层木门900×2000—-—M-2单层木门900×2000—-—

M-3单层木门800×2000—--M—4单层木门800×2000-——推拉玻璃D-11800×2000---门屋顶：

上人屋面2-挤塑聚苯板（保温屋顶）其传热系数k=0。

5082。

w/（m℃）地面层：

不保温地面.k值按划分地面计算。

2。

3.4热源室外供热管网，供水温度95℃，回水温度70℃。

引入管处供水压力满足室内供暖要求。

2。

3.5设计计算1、供暖热负荷计算；2、散热器选择计算；3、管道系统水力平衡计算；4、供暖附件或装置的选择计算；2。

3.6制图：

1、施工图设计，主要包括:

设计总说明及设备材料表、供暖系统平面图、供暖系统图、大样图等；2、设计计算说明书一份第三章供暖热负荷计算对于本居民楼的热负荷计算只考虑围护结构传热的耗热量和冷风渗透引起的耗热量,人员、灯光等得热作为有利因素暂不考虑在热负荷计算当中。

3。

1外围护结构的基本耗热量计算公式如下：

）aqKF（ttnwq——围护结构的基本耗热量，W；K-—围护结构的传热系数，w/（m2。

℃）；F——围护结构的面积,m2；

tn——冬季室内计算温度，℃；t——供暖室外计算温度，℃；wα—围护结构的温差修正系数.详见《实用供热空调设计手册Q1.j整个建筑的基本耗热量等于它的围护结构各部分基本耗热q的总和:

）aQ1。

jqKF（ttWnw算出基本耗热量后再进行朝向和高度修正（因风速较小，风力修正忽略不计），3.2门窗的冷风渗透耗热量计算采用缝隙法计算：

缝隙长度l=3×（窗高—上亮）+2×窗宽=3×（1.5—0.5）+2×窗宽;门窗渗入空气量V=L×l×nL——每米门窗渗入室内的空气量，l—-门窗缝隙的计算长度，n--渗透空气量的朝向修正系数Q按下式计算确定门窗缝隙渗入空气量V后，冷风渗透耗热量20.278）QVc（ttW2wpnw式中V—经门窗缝隙渗入室人的总空气量，查附表-—7然后采用插值法计算。

——供暖室外计算温度下的空气密度wc—-冷空气的定压比热p0。

278——单位换算系数《暖通规范》规定：

宜按下列规定的数值，选用不同朝向的修正率北、东北、西北0~10%；东南、西南-10%~-15％；东、西-5％;南—15%～—30％。

选用上面朝向修正率时。

应考虑当地冬季日照率小于35％的地区,东南、西南和南向修正率，宜采用—10％～0%,东西向可不修正.⊙《暖通规范》规定：

民用建筑和工业辅助建筑物（楼梯间除外）的高度附加率,当房间高度大于4m时，每高出1m应附加2％，但总的附加率不应大于15％.应注意：

高度附加率，应附加于房间各围护结构基本耗热量和其他附加（修正）耗热量的总和上.⊙《暖通规范》规定：

在一般情况下，不必考虑风力附加。

只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物,以及城镇、厂区

内特别突出的建筑物，才考虑垂直外围护结构附加5%～10%。

3．3外门的冷风侵入耗热量计算QQ冷风侵入耗热量=N（W）侵总mQ——外门的基本耗热量；W总mN-—考虑冷风侵入的外门附加率。

外门布置情况：

一道门，附加率65n％;n——建筑物的楼层数。

3。

4下面以101房间为例计算房间的热负荷101房间为厨房，室内计算温度为18℃，郑州冬季室外计算温度为-5℃，郑州冬季日照率为60%。

表3.1郑州市的冷风渗透朝向修正系数n地点东南西北0。

650。

211.000。

65郑州注：

此表来自天正暖通所提供地区负荷计算数据.郑州市的冷风朝向修正系数,北向0。

65，对有相对两面外墙的房间,按最不利的一面外墙计算冷风渗透量。

由前面的数据，在冬季室V3.4m/s外平均风速,推拉铝窗每米缝隙的冷风渗透量L=1.24m3/P，j（h·m）。

101卧室的窗户的缝隙总长度为3+2x1。

5=6m。

总的冷风渗透量V等于VLln=1。

24x6x0.65=4.84m3/hQ'等于冷风渗透量2//Q0。

278Vc（tt）=0。

278×4。

84×1。

4×1×（18+4）=41.4W.2wpnw其余各房间的供暖设计热负荷计算结果所得结果如表下表一层房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷1011100107300113110011923001024001081200114140012040010312001099001153001211500104160011080011610012211001054001111001178001238001063001121100118600124

二层房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷2017002072002131000219230020240020810002141300220400203100020960021520022113002041400210700216100222100020560021110021770022380020620021211002181000224三层房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷房间号房间热负荷30111003073003131100319220030240030817003141500320400303170030970031530032117003041600310900316200322110030570031120031790032380030620031212003181000324第四章散热器的选型以及安装方式4.1散热器的选择到散热器耐用性和经济性，本工程选用M—13２型，高度为５８４mm,宽度为１３２ｍｍ，它结构简单，耐腐蚀,使用寿命长，造价低,传热系数高；散出同样热量时金属耗量少，易消除积灰，外形也比较美观;每片散热器的面积少，易组成所需散热面积。

“暖通规范"规定:

安装热量表和恒温阀的热水供暖系统不宜采用水流通道内含有粘砂的散热器，应采取可靠的质量控制措施;所以要选用内腔干净无砂，外表喷塑或烤漆的灰铸铁散热器。

4。

2散热器的布置散热器布置在外墙窗台下，这样能迅速加热室外渗入的冷空气，阻挡

沿外墙下降的冷气流，改善外窗、外墙对人体冷辐射的影响，使室温均匀。

为防止散热器冻裂，两道外门之间，门斗及开启频繁的外门附近不宜设置散热器;散热器采取明装，上部有窗台板盖着，散热器距窗台板高度为150mm，供暖系统为单管同程上供式，室内采暖管道明装，支管与散热器的连接方式为同侧上进下出（计算散热器面积时不考虑管道向室内散热器的影响）.4。

3散热器的安装尺寸应保证底部距地面不小于60mm，通常取150mm；顶部距窗台板不小于50mm；背部与墙面净距不小于25mm。

4。

4暖气片片数计算过程散热器面积F按下式计算：

ββ2β3m21Q—散热器的散热量,W;tpj—散热器内热媒平均温度，℃；tn--供暖室内计算温度,℃；K—散热器的传热系数，W/（m2.℃）；β1—散热器的组装片数修正系数；β2—散热器的连接形式修正系数；β3—散热器的安装形式修正系数；散热器中β1、β2、β3的选取以书后附表为据；tpj=（tsg+tsh）/2;

tsg-散热器进水温度；tsh-散热器回水温度。

（一）、以第三层301房间为例说明暖气片的计算过程301房间的总负荷为：

Q3=1100W,其中201，101，301，102,202,302,房间总的负荷Q=4100W，系统的供回水分别为95℃,70℃，差值为25℃，流出散热器的水温t3=95-1100x25/4100=85.85℃,t2=则tpj=（95+85。

85）/2=90.43℃，又tn=18℃，△t=tpj-tn=90。

43—18=72。

43℃查教材附表2-1，对M—132型散热器K=2。

426△t^0。

286=2。

426x（72.43）^0.286=8。

26W/（m2.℃）修正系数：

散热器的组装片数修正系数，先假定β1=1。

0;散热器的连接形式修正系数，查教材附表2—4，β2=1。

0；散热器的安装形式修正系数,查教材附表2-5，β3=1.02;由散热器的面积计算公式得：

ββ2β32=4100/（7。

69x72。

43）x1.0x1。

0x1。

02=1.88m1M—132型散热器每片散热面积为0。

24m2（附表2—1）,计算片数n’为：

n’=F’/f=1。

88/0。

24=7.82片查附表2—3,当散热器片数为6~10片时，β1=1.00，因此,实际需要的散热器的面积为：

F=F’。

β1=1。

88x1.00=1.88m2实际采用片数n为：

n=F/f=1。

88/0。

24=7。

82片.暖通规范规定，柱型散热器面积可比计算值

小0。

1m2（片数n只能取整数），所以实际采用片数n=7片.一层房间散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数101111072113111192410231081211414120310312109811521211510416110711611221110531111117812371063112111186二层房间散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数201520712138219192023208821411220320382094215122111204122105216122282054211121762236206121292188三层房间散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数房间号散热器片数30173072313731916302230812314113202303123094315232112304123106316132273054311131763235306131283187第五章管道水力计算水力计算方法和步骤：

一、1、首先在轴测图上进行管段编号、立管编号，并注明各管段的热负荷和管长，如下图：

管段系统草图5—12、确定最不利环路本系统为机械同程式单管系统，取最远立管的环路为最不利环路,即从入口到立管V。

3、计算最不利环路各管段的管径考虑系统中各环路的压力损失易于平衡，系统采用推荐的平均比摩阻Rpj大致为60～120pa/m,来确定各管段的管径。

例如,对管段①，Q=59780W，当Δt=25℃时，由公式G=0。

86Q/Δt=0。

86×59780/25Kg/h=2056。

4Kg/h,查《供热工程》附录表4-1，选择接近Rpj的管径,即取DN40，再用补差法计算v=0.43m/s,R=75.51pa/m,

将数据依次列入水力计算表5—1中。

4、确定沿程压力损失ΔPy=Rl，经计算结果也填入水力计算表中.5、确定局部阻力损失,ΔPj=ΔPd〃∑ξ

（1）确定局部阻力系数.根据系统管路的实际情况，列出各管段局部阻力管件名称，再查《供热工程》附录表4—2,最后将各管道总阻力系数∑ξ列入水力计算表中表。

注意：

在统计局部阻力时，对于三通和四通管件的局部阻力系数,应列在流量较小的管段上.

（2）利用《供热工程》附录表4—3，根据管段流速v，可查出动压头ΔPd，又根据ΔPj=ΔPd·∑ξ，将求出的ΔPj值,最后将计算结果列入水力计算表中.6、求各管段的压力损失ΔP=ΔPj＋ΔPy将计算结果列入水力计算表中。

7、求环路总压力损失。

即∑（ΔPj＋ΔPy）。

8、根据水力计算结果，画出系统的管路压力平衡分析9、由水力计算表和上图分析可知,确定各个立管的资用压力,如表所示.10、确定其他立管的管径。

立管Ⅳ：

立管Ⅳ与管段6，6〞，7,6ˊ并联。

所以，立管Ⅳ的资用压力ΔΔPⅣˊ=∑（ΔPj＋ΔPy）6～7=1904，立、支管管径都为DN15，立管

总压力损失为ΔP2=2095pa,所以，可有公式：

不平衡率XⅣ=［ΔPⅣˊ—∑（ΔPj＋ΔPy）13、14］/ΔPⅣˊ=10%〈15%立管Ⅲ：

立管Ⅲ与管段5—8联。

所以，立管Ⅲ的资用压力ΔPⅢˊ=∑（ΔPj＋ΔPy）5~8=2128,立、支管管径都为DN15，立管总压力损失为ΔP3=887pa，所以，可有公式：

不平衡百分率XⅢ=[ΔPⅢˊ—∑（ΔPj