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暖通毕业设计论文
哈尔滨汇来旅馆供暖系统设计
摘要
本设计是哈尔滨汇来旅馆供暖系统设计。
通过采暖系统的供热使冬季室内温度达到要求，本设计室内温度采取18℃，走廊设计温度为16℃。
设计基本步骤：
首先；确定设计基本数据，编写开题报告，绘制建筑草图，并进行采暖热负荷计算。
其次；根据热负荷和建筑物的形式选择供暖系统设计方案，确定采用机械循环同程式单管热水供热系统，会出顶层、标准层和底层采暖平面图，然后进行各层供回水温度计算，确定各房间的暖气片数，并进行了布置。
再次；绘制管路系统图，并标号，进行水力计算，将设计出的各管段管径标注在管理系统图中。
本设计的总立管设于建筑物中部的126室，至顶部分为两个环路，坡度0.003，每个回路最高处装有立式集气罐，回水管位于地下0.5m处。
在引入口处外网的供回水压差为30KPa。
本设计热媒采用热水供暖95℃供水及70℃回水温度。
暖气片采用四柱813型，明装。
室内供暖管道明装，支管与散热器的连接方式为同侧连接，上进下出，不考虑管道向室内散热。
通过本次设计使室内温度得到了改善，达到了设计要求，并且采用热水供暖比蒸汽供暖卫生条件好，耗能低，经济效益好。
关键词 供暖；热负荷；散热器；水力计算
TheIndoorHeat-supplySystemDesignofHarbinHuiLaiHotel
Abstract
ThisdesignistoHarbintocollecthotelheatingsystemdesign.Byheatingsystemofheatinginwinterindoortemperaturemeettherequirements,thedesignindoortemperature18℃,corridordesigntemperatureis16℃.
Thedesignbasicsteps:
Inthefirstplace.Determinethedesignbasicdata,writetheopeningreport,drawing,drawingandheatingoftheheatloadcalculation.
Secondly;Chooseaccordingtoheatloadandthestructureoftheformofheatingsystemdesignscheme,thedeterminationbymechanicalcyclewithsinglepipehotwaterheatingsystem,willbeinthetoplayer,standardlayerandgroundfloorheatingfloorplan,theneachlayerforthereturnwatertemperaturecalculation,determinetheroomnumberoftheradiator,andhascarriedonthearrangement.
Onceagain.Mappipelinesystem,andlabelforhydrauliccalculation,thedesignofeachsectiondiameterannotationinthemanagementsystemdiagram.
Thedesignoftotalstandpipeinthebuilding,room126,incentraltothetopisdividedintotwoloops,grade0.003,eachcircuitofthetoptankisequippedwithverticalset,returnpipeislocatedat0.5monunderground.Forbackpressuredifferenceattheentrancetoguidethenetworkto30kpa.
Thisdesignheatmediumusinghotwaterheatingwatersuppliesto95℃and70℃thereturnwatertemperature.
Radiatorapplingfour-posttype813,Ming.Indoorheatingpipesurfacemounted,branchpipeandtheconnectingwayoftheradiatorforipsilateralconnection,topdownout,regardlessofthepipelinetotheindoorheatdissipation.
Throughthedesigntomakeindoortemperatureisimproved,hasreachedthedesignrequirements,andadoptsthehotwaterheatingsteamheatinghealthconditionisgood,lowenergyconsumptionandbettereconomicbenefit.
Keywords Heating;Heatload;Theradiator;Hydrauliccalculation
第1章绪论
1.1背景
哈尔滨的冬季极为寒冷，人们需要一个舒适的室内环境生活和生产。
由于室外温度低下，室内温度也会随之降低。
这时，只有通过人工的方法向室内供给热量，才能保证室内一定的温度，从而满足人们的热舒适要求。
随着技术经济的发展和节约能源的需要，供热工程已经日益得到人们的重视而发展起来。
热能的供应是通过供热系统完成的。
一个供热系统包括三个组成部分：
1.热源：
生产和制备一参数（温度、压力）的热水和蒸汽的锅炉房
或热电厂。
2.供热管网：
输送热媒的室外供热管路系统。
3.热用户：
直接使用或消耗热能的室内供暖、通风空调、热水供应
和生产工艺用热系统等。
根据三个主要组成部分的相互位置关系来分，供暖系统可分为局部供暖系统和集中式供暖系统。
热源、供热管网和热用户三个主要组成部分在构造上都在一起的供暖系统，称为局部供暖系统，即分散供暖。
如火炉采暖、户用燃气供暖、电加热采暖等。
热源、热用户的散热设备分别设置，用管道将其连接，由热源向热用户供应热量的供暖系统，称为集中供暖系统。
如图1-1所示是集中式热水供暖系统的示意图。
热水锅炉1与散热器2分别设置，通过热水管道（供水管和回水管）3相连接。
循环水泵4使热水在锅炉内加热，在散热器冷却后返回锅炉重新加热。
图1-1中的膨胀水箱5用于容纳供暖系统升温时的膨胀水量，并使系统保持一定的压力。
图中的热水锅炉，可以向单幢建筑物供暖，也可以向多幢建筑物供暖。
集中供暖系统主要由热源（锅炉）、传输管网（管材）、散热设备（散热器）等部分组成。
因此，在解决供暖系统存在的问题时应全面考虑，任何单方的努力都将限制供暖行业的发展，只有供暖行业的管理部门、企业、设计单位、施工单位、运行管理单位联合起来，我国的供暖事业才能不断地向前发展，才能满足国家对热改的要求。
我国现有的城市集中供热系统，由于技术和装备水平低，加之管理体制的影响，存在很多问题，集中表现在下列方面：
供热质量差，冷热不均、运行方式不合理、能源浪费、规划设计水平低，制约着节能工作的落
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1-热水锅炉；2-散热器；3-热水管道；4-循环水泵；5-膨胀水箱
图1-1集中式热水供暖系统示意图
实、墙体保温措施不好，造成能源流失。
通过合理的设计可以减少这些问题。
1.2设计内容
该旅馆位于哈尔滨市，7层，建筑物总高度为21.4米。
楼内房间以客房为主。
在整个设计中，以所学的基础理论和专业知识为依据，对大楼进行热负荷计算、采暖方案的确定、散热器片数的计算、管道的布置、水力计算及制图。
在设计中，遵守规范，应用标准图集同时综合考虑方案的合理性、经济性和创新性。
1.3我国供热事业的发展概况
我国远古时期，就有钻木取火的传说，西安半坡村挖掘出土的新石器时代仰韶时期的房屋中，就发现有长方形灶坑，屋顶有小孔用以排烟，还有双连灶形的火坑。
在旧中国，只有在大城市为数很少的建筑中，装设了集中供热系统，被视为高贵的建筑设备，在工厂中，对生产工艺用热，大多只装设简陋的锅炉设备和供热管道。
供热事业的基础非常薄弱。
在20世纪50年代期间，我国供暖工程的设计、施工和运行管理工作，主要是学习原苏联的做法，数十年来，广大供暖通风技术工作者，进行了大量的研究编制出了适合我国国情的国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》（简称《暖通规范》）其成果与世界先进国家的规范相比，毫不逊色。
我国在供暖管网敷设、换热设备、预制保温管等新技术、新设备、新工艺方面也有了可喜的突破，并得到广泛地推广应用。
随着我国机械工业的发展，目前我国已有各种燃煤用的工业锅炉和热水锅炉系列产品，其中热水锅炉单台容量达116MW，促进了集中供热的发展。
在燃用低值燃料的热能综合利用方面，也做了大量工作，取得了显著效果。
近三十年来，国民经济的迅速发展，技能工作日益受到重视和开放政策的实施，使我国集中供热事业，无论在供热规模还是供热技术方面，都有了很大的改善。
虽然，我国的供热工程建设和技术取得了显著的成就，但我国的供热状况还是原始供暖与现代化的集中供热并存，小型分散的供热形式还普遍存在。
从供热技术整体看，我国与先进国家相比，城市住宅和公共建筑集中供热率较低，供热系统的热能利用率、供热产品的品种、质量以及供热系统的运行管理和自控水平等方面，还有不小差距。
随着经济建设和人民生活水平的日益提高，对供热技术的要求也越来越高，这就需要广大供热技术人员共同努力。
第2章数据资料
2.1工程概况
本设计为哈尔滨汇来旅馆供暖系统设计，进行设计需要许多基本数据，该旅馆位于哈尔滨市生活区内，楼内房间以单人房为主，并附有大厅。
该旅馆共七层，为保证酒店的温度达到满足人们生活所需要的温度，给客人提供一个舒适的环境，且保证节省资源的双重要求，应设计合理的供暖系统。
2.2设计参数
1.供暖室外计算温度：
；
2.室内计算温度：
房间
；
3.该酒店为七层建筑，建筑底层和顶层高均为3.2米，标准层3米；
4.外墙：
49砖墙，内抹灰；
5.内墙：
24砖墙；
6.地面：
不保温地面，地带的划分如图2-1，不同地带的k值按表2-1计算；
图2-1地面传热地带的划分
7.外门：
实体木质双层外门，双层；
8.外窗：
双层金属窗；
9.设计供、回水温度：
95/70℃。
表2-1非保温地面的传热系数和阻值
地带
R0,
m2·℃/W
Ko,
W/（m2·℃）
第一地带
2.15
0.47
第二地带
4.30
0.23
第三地带
8.60
0.12
第四地带
14.2
0.07
2.3本章小结
进行供暖的设计必须先知道许多基本的数据，本章主要介绍了本设计的一部分原始资料极其相关的数据，包括工程概括和设计参数，在此基础上查询相关资料及规范，从而可以进行设计的初步计算。
第3章建筑物供暖系统热负荷的计算
3.1供暖系统设计热负荷
人们进行生产和生活时要求保证一定的室内温度。
一个房间或建筑物会得到各种热量，也会产生各种热量损失，在冬季，当失热量大于得热量是，就需要通过室内设置的供暖系统以一定方式向室内补充热量，以维持所要求的室温。
在该室温下达到得热量和失热量的平衡。
供暖系统的热负荷是指在供暖季节，为了维持所要求的室温，供暖系统在单位时间内向房间供应的热量。
它随房间得失热量的变化而变化。
供暖系统的设计热负荷是指在供暖室外设计计算温度
下，为保证所要求的室内计算温度
，供暖系统在单位时间内向房间供应的热量
。
供暖系统设计热负荷是系统散热设备计算、管道水力计算和系统主要设备选择计算的最基本依据，它直接影响着供暖系统方案的选择,进而影响系统工程造价、运行管理费用以及使用效果。
供暖系统设计热负荷应根据房间得、失热量的平衡进行计算，即
房间设计热负荷=房间总失热量-房间总得热量
1.房间的失热量包括：
①围护结构传热耗热量
；
②加热由门、窗缝隙渗入室内的耗热量
，称冷风渗透耗热量；
③加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量
称冷风侵入耗热量；
④水分蒸发耗热量
；
⑤加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量
；
⑥通风耗热量
，即通风系统将空气从室内排到室外所带走的热量；⑦其他散热量
。
2.房间的得热量包括：
①生产车间最小负荷班工艺设备散热量
；
②非供暖系统的热管道和其他热表面的散热量
；
③热物料的散热量
；
④太阳辐射进入室内的热量
；
⑤其他得热量
。
对于民用建筑或产生热量很少的工业建筑，计算供暖系统的设计热负荷时，失热量只考虑围护结构的传热耗热量、冷风渗透耗热量和冷风侵入耗热量；得热量只考虑太阳辐射进入室内的热量。
其他得失热量不普遍存在，只有当其经常而稳定存在时，才能将其计入设计热负荷中，否则不予计入。
3.2基本耗热量
在工程设计中，对于室温允许有一定波动幅度的建筑物，围护结构的基本耗热量可以按一维稳定传热进行计算，即假设在计算时间内，室内、外空气温度和其他传热过程参数都不随时间变化。
这样可以简化计算，而且计算结果基本正确。
围护结构稳定传热时，基本耗热量可按下式计算：
（3-1）
式中
——围护结构的传热系数,W/m2·℃；
——围护结构的面积，m2；
——冬季室内计算温度,℃；
——供暖室外计算温度,℃；
——围护结构的温差修正系数。
将房间围护结构按材料、结构类型、朝向及室内外温差的不同，划分成不同的部分，整个房间的基本耗热量等于各部分围护结构耗热量的总和。
如果两个相邻房间的温差大于或等于5℃时，应计算通过隔墙或楼板的传热量。
3.3围护结构传热耗热量
围护结构传热耗热量是指室内温度高于室外温度时，通过房间的墙、窗、门、屋顶、地面等围护结构由室内向室外传递的热量。
常分成两部分计算，即围护结构的基本耗热量和附加耗热量。
基本耗热量是指在设计的室内、外温度条件下通过房间各围护结构稳定传热量的总和。
附加（修正）耗热量是考虑气象条件和建筑物结构特点的影响而对基本耗热量的修正，包括朝向修正、风力附加和高度附加等耗热量。
围护结构的基本耗热量是指在稳定传热条件下，由于室内外温差的作用，通过围护结构产生的热量损失。
实际传热时，气象条件和建筑物的结构特点都会影响基本耗热量，使之增大或减少，这就需要对基本耗热量进行修正。
包括朝向修正、风向附加和高度附加等。
附加耗热量一般按基本耗热量的百分率进行计算。
1.朝向修正:
考虑太阳辐射的影响，朝南房间能够得到较多的太阳辐射热，而且围护结构比较干燥，围护结构的热量损失会减少。
而朝北房间反之。
这就需要对围护结构的基本耗热量进行修正。
将垂直外围护结构（门、窗、外墙及屋顶的垂直部分）的基本耗热量乘以朝向修正率，可得到该围护结构的朝向修正耗热量，太阳辐射热实际上是一种的热量，因此朝向修正率一般取为负值。
朝向修正率可按表3-1选用。
表3-1朝向修正率
朝向
修正率
北、东北、西北
0-10%
东、西
-5%
东南、西南
-10%—-15％
南
－15%—－30%
选用朝向修正率时，应考虑当地冬季日照率、建筑物使用和被遮挡等情况。
对于冬季日照率小于35%的地区，东南、西南和南向修正率，宜采用0%—10%，其他朝向可不修正。
2.风力附加：
考虑风速增大时，围护结构外表面的对流换热会增强，围护结构的基本耗热量也随之加大，因此需要对垂直的外围护结构的基本耗热量进行风速修正，修正系数应为正值。
在计算围护结构基本耗热量时，外表面换热系数αw是对应风速约为4m/s的计算值。
我国大部分地区冬季平均风速一般为2—3m/s。
因此，《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，才考虑垂直外围结构附加5%—10%。
故本设计不考虑风力附加耗热量。
3.高度附加：
考虑房屋高度对围护结构耗热量的影响而附加的耗热量。
《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lm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它附加（修正）耗热量的总和上。
楼梯间不考虑高度附加，因为散热器布置时已考虑了高度的影响，散热器已尽量布置在底层。
综合上述，建筑物或房间在室外供暖计算温度下，通过围护结构的总耗热量，可用下式综合表示
（3-2）
式中
——朝向修正率，%；
——风力附加率，%，
；
——高度附加率，%，
。
3.4冷风渗透耗热量
在风力和热压共同作用下室内、外产生了压力差，室外冷空气从门、窗等缝隙渗入室内，被加热后逸出。
使这部分冷空气被加热到室温所消耗的热量，称为冷风渗透耗热量Q2。
计算冷风渗透耗热量时，应考虑建筑物的高低、内部通道情况、室内外温差、室外风向、风速和门窗种类、构造、朝向等影响，凡暴露于室外的可开启的门窗均应计算这部分耗热量。
计算冷风渗透耗热量的常用方法有缝隙法、换气数法和百分数法。
本设计采用换气数法计算冷风渗透耗热量。
用换气次数法计算冷风渗透耗热量——用于民用建筑的概算法
计算公式为：
（3-3）
式中Vn——房间的内部体积；
nk——房间的换气次数，次/h。
（当无实测数据时，可按表3-2选用）
Cp——冷空气的定压比热，C=1KJ/（Kg．℃）；
0.278——单位换算系数。
1KJ/h=0.278W。
表3-2概算换气系数
房间类型
一面有外窗房间
两面有外窗房间
三面有外窗房间
门厅
nk
0.5
0.5-1.0
1.0-1.5
2
3.5冷风侵入耗热量
在冬季受风压和热压作用下，冷空气由开启的外门侵入室内。
把这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量称为冷风侵人耗热量。
冷风侵入耗热量，同样可按下式计算
（3-4）
式中
——流入的冷空气量。
其他符号同式（3-3）
由于流入的冷空气量不易确定，根据经验总结，冷风侵人耗热量可采用外门基本耗热量乘以表3-3的百分数的简便方法进行计算。
（3-5）
式中
——外门的基本耗热量；
——考虑冷风侵入的外门附加率。
表3-3外门附加率N值
外门布置情况
附加率
一道门
65n%
两道门（有门斗）
80n%
三道门（有两个门斗）
60n%
公共建筑和生产厂房的主要出入口
500n%
3.6热负荷计算实例
本设计的底层房间编号如图3-1。
图3-1本设计建筑平面图及房间编号
以121客房的计算为例。
计算应注意的问题：
两个相邻房间的温差大于或等于5℃时，应计算通过隔墙或楼板的传热量;本建筑为客人提供良好的环境，故楼梯间采暖;外门侵入耗热量只有在有外门（与室外相连接）的时候才考虑;考虑温度修正系数a。
对供暖房间围护结构外侧不是与室外空气直接接触，而中间隔着不供暖房间或空间的场合。
计算外围护结构基本耗热量时，采用了温差修正系数
.围护结构温差修正系数值的大小，取决于非供暖房间或空间的保温性能和透气状况。
对于保温性能差和易于室外空气流通的情况，不供暖房间或空间的空气温度更接近于室外计算温度。
各种不同情况的温差修正系数可见附录《供热工程》。
在冬季，室内热量通过靠近外墙地面传到室外的路程较短，热阻较小，而通过远离外墙地面传到室外的路程较长，热阻较大。
但在离外墙约8米以远的地面，传热量基本不变;高度附加计算时当房间的高度大于4m时，每高出1m应附加2%，小于4m就不考虑高度附加耗热量。
3.6.1计算资料
1.房屋层高：
3.2m；
2.房间长度：
5.47m；
3.房屋宽度度：
3.97m；
4.外墙：
49砖墙，内抹灰浆，
=1.27W/（m2.℃）；
5.内墙：
24砖墙；
6.顶棚：
=0.93W/（m2.℃）；
7.外窗：
双层，钢窗，高1.5m，
=3.26W/（m2.℃）；
说明：
4至7的传热系数的选择根据表3-4。
表3-4常用围护结构的传热系数值
类型
k，W/（m2·℃）
A门
实体制木门单层
4.65
双层
2.33
B外窗及天窗
金属框单层
6.40
双层
3.26
C外墙
内表面抹灰砖墙24砖墙
2.08
27砖墙
1.57
49砖墙
1.27
D内墙（双面抹灰）12砖墙
2.31
24砖墙
1.72
8.地面：
不保温地面，
值按划分地带计算；
9.室内计算温度：
；
10.供暖室外计算温度：
。
3.6.2客房121供暖设计热负荷
1.围护结构传热耗热量
的计算
全部计算列于本章小结后表3-5中。
围护结构总传热耗热量
=2260.042W
2.冷风渗透耗热量
的计算
按房间换气次数来计算该房间的冷风渗透耗热量。
由公式（3-3）计算，即
（3-6）
式中
——房间的内部体积；
——房间的换气次数，取1/2。
代入数据，计算得到
3.冷风渗透耗热量
的计算
冷风侵入耗热量有公式（3-4）计算，即
（3-7）
式中
——外门的基本耗热量；
——考虑冷风侵入的外门附加率。
因本建筑客房121没有外门，故：
=0W
综上所述121客房的热负荷计算结果为：
=2260.042+379.028+0=2639.0695W
其他各个房间的计算同上（该建筑只有大厅才考虑冷风侵入耗热量）。
整个酒店的热负荷计算结果列于本章最后表3-6中。
3.7本章小结
供暖系统热负荷是该设计的一个基本数据，这个数据计算的正确与否直接关系到该系统采暖方案的选择，也会影响整个房间的供暖效果。
本章通过对客房121的热负荷的计算简述了各类耗热量的计算方法，最后通过计算给出所有房间的热负荷；列于章节的最后表格中，为后面的设计做准备。
表3-5客房121好热量计算表
房间编号
房间名称
围护结构
传热系数
室内计算温度
供暖室外计算温度
室内外计算温度差
温差修正系数
基本耗热量
耗热量修正
围护结构耗热量
冷风渗透耗热量
冷风侵透耗热量
房间总耗热量
朝向
风向
修正后耗热量
高度修正
名称及方向
面积计算
面积
k
tn
tw
tw-tn
a
Q1j
Xd
Xf
1+Xd+Xf
Q
Xg
Q1'
Q2'
Q3'
Q'
㎡
w/m2℃
℃
℃
℃
W
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