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

安徽理工大学

《供热工程》课程设计

说

明

书

建筑环境与设备工程2009-2

安徽理工大学土木工程系

2011年12月22日

成绩评定表

学生姓名：

翟羽佳学号：

2009304203班级：

建环09-2

指导教师评语：

成绩：

指导教师：

年月日

1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2012年，集中供热将面临新的竞争和挑战，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。

本次课程设计是运用供热工程的技术知识对某一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及管路的水力计算。

2热负荷计算

2.1建筑物的概述

供热系统计算主要包括以下步骤：

1.建筑物室内热负荷的计算2.确定供暖系统的设计方案以及热媒形式，散热器的选型3.散热器的计算与布置4.绘制系统轴测图，对管段分段并标注管长，各个散热器的热负荷大小5.进行系统的水力计算，并平衡各管段的阻力，一般异程式不大于15%，同程式不大于10%。

本次课程设计的建筑物选择合肥的某一宿舍楼，层高6层，层高为2.7米。

具体的参数见图表.根据以上步骤的要求，对该宿舍楼进行合理的供暖系统设计与水力计算。

已知：

维护结构的条件如下：

外墙：

内抹灰一砖墙（24墙），内墙：

两面抹灰一砖墙（24墙）。

外窗：

单层铝合金推拉窗；门：

单层木门.屋顶：

保温屋顶，传热系数K=1.14w/m•℃地面：

不保温地面k值按划分地带计算。

层高：

2.7m，窗台距室内地坪1m，窗户高度均为1.5m。

合肥市室外的气象资料：

供暖室外的计算温度tw=-3℃

冬季室外平均风速Vw=2.5m/s冬季主导风向：

东、东北

室内计算温度：

18℃

注：

内走廊、楼梯等公共区域部采暖。

2.2热负荷计算

一、底层基本耗热量计算

（1）首先，将采暖房间编号，如101，102等计入表2-1中，再把采暖房间的名称计入到第2栏内。

（2）维护结构朝向及名称如北外墙，南外墙，计入第3栏中。

维护结构的传热面积等依次记录。

（3）房间的热负荷Q主要包括以下几部分：

式中：

Q1——围护结构耗热量；

Q2——冷风渗透耗热量；

Q3——冷风侵入耗热量。

围护结构的基本耗热量：

式中：

K——围护结构的传热系数，W/㎡·K；

F——围护结构的计算面积，㎡；

——冬季室内空气的计算温度，℃；

——冬季室外空气的计算温度，℃；

α——围护结构的温差修正系数；是用来考虑供暖房间并不直接接触室外大气时，围护结构的基本耗热量会因内外传热温差的削弱而减少的修正，其值取决

于邻室非供暖房间或空间的保温性能和透气情况。

地面各地段的传热系数见表

地带名称

地面传热系数

地带名称

地面传热系数

第一地带

0.47

第二地带

0.23

第三地带

0.12

第四地带

0.07

底层房间的维护结构耗热量计算：

计算数据见表2-1。

（4）维护结构耗热量的修正

按照暖通规范的规定,维护结构的耗热量修正应考虑朝向修正、风力附加和高度附加三个方面。

（5）冷风渗透耗热量计算

采用缝隙法计算冷风渗透耗热量Q2

公式如下

式中：

V=Lln

L—每米门窗缝隙渗入室内的空气量，按当地冬季平均风速，m3/h·m

l—门窗缝隙的计算长度，m

n—渗透空气量的朝向修正系数，

ρw—冬季供暖室外计算温度下的空气密度，Kg/m3；

Cp—冷空气的定压比热，C=1KJ/Kg·℃；

tn—冬季室内空气的计算温度，℃；

tw′—冬季室外空气的计算温度，℃。

查表可知：

合肥市的冷风朝向修正系数：

南向n=0.35北向n=0.85。

查表可知：

冬季室外平均风速Vw=2.5m/s，每米窗缝隙渗入室内的空气量L=0.75m3/h·m南

向外窗的总计算长度l=7.5米

总的冷风渗透量V=Lln

冷风渗透耗热量

Q3=0.278VρwCp（tn-tw′）

（6）冷风侵入耗热量计算

由于该层房间没有外门故冷风侵入耗热量为零。

综上可得

以此可算出底层各房间的热负荷，如下表所示:

房间热负荷计算表

101房间耗热量计算表

房间编号

房间名称

围护结构

传热系数

室内计算的温度

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

冷风侵入耗热量

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

计算面积

面积

tw'

tn-tw'

Q1,j'

Xcn

1+Xcn+Xf

Q1'

Q2'

Q3'

Q4'

101

宿舍

南外墙

3.72*2.7-1.5*1.5

7.79

2.08

-3

340.44

-20

0.8

272.35

南外窗

1.5*1.5

2.25

6.4

-3

302.40

-20

0.8

241.92

西外墙

6.24*2.7

16.85

2.08

-3

735.92

-5

0.95

699.12

北外墙

3.72*2.7-1*2

8.04

2.08

167.32

1.05

175.68

北外门

1*2

2.00

4.65

93.00

1.05

97.65

地面Ⅰ

5.76*2+2*2*3.36

24.96

0.47

-3

246.36

地面Ⅱ

1.36*1.76

2.39

0.23

-3

11.56

1744.65

15.41

0.00

1760.06

102-111房间耗热量计算表

房间编号

房间名称

围护结构

传热系数

室内计算的温度

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

冷风侵入耗热量

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

计算面积

面积

tw'

tn-tw'

Q1,j'

Xcn

1+Xcn+Xf

Q1'

Q2'

Q3'

Q4'

102

111

宿舍

南外墙

3.6*2.7-1.5*1.5

7.47

2.08

-3

326.29

-20

0.8

261.03

南外窗

1.5*1.5

2.25

6.4

-3

302.40

-20

0.8

241.92

北外墙

3.6*2.7-1*2

7.72

2.08

160.58

1.05

168.60

北外门

1*2

2.00

4.65

93.00

1.05

97.65

地面Ⅰ

2*2*3.36

13.44

0.47

-3

132.65

地面Ⅱ

1.76*3.36

5.91

0.23

-3

28.56

930.42

15.41

0.00

945.83

房间耗热量计算表

房间编号

房间名称

围护结构

传热系数

室内计算的温度

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

冷风侵入耗热量

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

计算面积

面积

tw'

tn-tw'

Q1,j'

Xcn

1+Xcn+Xf

Q1'

Q2'

Q3'

Q4'

112

宿舍

南外墙

3.72*2.7-1.5*1.5

7.79

2.08

-3

340.44

-20

0.8

272.35

南外窗

1.5*1.5

2.25

6.4

-3

302.40

-20

0.8

241.92

东外墙

6.24*2.7

16.85

2.08

-3

735.92

-5

0.95

699.12

北外墙

3.72*2.7-1*2

8.04

2.08

167.32

1.05

175.68

北外门

1*2

2.00

4.65

93.00

1.05

97.65

地面Ⅰ

2*3.36*2+2*5.76

24.96

0.47

-3

246.36

地面Ⅱ

1.36*1.76

2.39

0.23

-3

11.56

1744.65

15.41

0.00

1760.06

房间耗热量计算表

房间编号

房间名称

围护结构

传热系数

室内计算的温度

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

冷风侵入耗热量

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

计算面积

面积

tw'

tn-tw'

Q1,j'

Xcn

1+Xcn+Xf

Q1'

Q2'

Q3'

Q4'

113

宿舍

南外墙

3.72*2.7-1*2

8.04

2.08

167.32

-20

0.8

133.85

南外门

1*2

2.00

4.65

93.00

-20

0.8

74.40

东外墙

6.24*2.7

16.85

2.08

350.44

-5

0.95

332.92

北外墙

3.72*2.7-1.5*1.5

7.79

2.08

-3

340.44

1.05

357.46

北外窗

1.5*1.5

2.25

6.4

-3

302.40

1.05

317.52

地面Ⅰ

2*2*3.36+5.76*2

24.96

0.47

-3

246.36

地面Ⅱ

1.36*1.76

2.39

0.23

-3

11.56

1474.07

37.39

0.00

1511.46

房间耗热量计算表

房间编号

房间名称

围护结构

传热系数

室内计算的温度

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

冷风侵入耗热量

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

计算面积

面积

tw'

tn-tw'

Q1,j'

Xcn

1+Xcn+Xf

Q1'

Q2'

Q3'

Q4'

114-121

宿舍

南外墙

3.72*2.7-1*2

8.04

2.08

167.32

-20

0.8

133.85

南外门

1*2

2.00

4.65

93.00

-20

0.8

74.40

北外墙

3.72*2.7-1.5*1.5

7.79

2.08

-3

340.44

1.05

357.46

北外窗

1.5*1.5

2.25

6.4

-3

302.40

1.05

317.52

地面Ⅰ

2*2*3.36

13.44

0.47

-3

132.65

地面Ⅱ

1.76*3.36

5.91

0.23

-3

28.56

1044.45

37.39

0.00

1081.84

房间耗热量计算表

房间编号

房间名称

围护结构

传热系数

室内计算的温度

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

冷风侵入耗热量

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

计算面积

面积

tw'

tn-tw'

Q1,j'

Xcn

1+Xcn+Xf

Q1'

Q2'

Q3'

Q4'

122

宿舍

南外墙

3.72*2.7-1*2

8.04

2.08

167.32

-20

0.8

133.85

南外门

1*2

2.00

4.65

93.00

-20

0.8

74.40

西外墙

6.24*2.7

16.85

2.08

350.44

-5

0.95

332.92

北外墙

3.72*2.7-1.5*1.5

7.79

2.08

-3

340.44

1.05

357.46

北外窗

1.5*1.5

2.25

6.4

-3

302.40

1.05

317.52

地面Ⅰ

2*2*3.36+5.76*2

24.96

0.47

-3

246.36

地面Ⅱ

1.76*1.36

2.39

0.23

-3

11.56

1474.07

37.39

0.00

1511.46

房间耗热量计算表

房间编号

房间名称

围护结构

传热系数

室内计算的温度

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

冷风侵入耗热量

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

计算面积

面积

tw'

tn-tw'

Q1,j'

Xcn

1+Xcn+Xf

Q1'

Q2'

Q3'

Q4'

201

宿舍

南外墙

3.72*2.7-1.5*1.5

7.79

2.08

-3

340.44

-20

0.8

272.35

南外窗

1.5*1.5

2.25

6.4

-3

302.40

-20

0.8

241.92

西外墙

6.24*2.7

16.85

2.08

-3

735.92

-5

0.95

699.12

北外墙

3.72*2.7-1*2

8.04

2.08

167.32

1.05

175.68

北外门

1*2

2.00

4.65

93.00

1.05

97.65

1486.73

15.41

0.00

1502.14

房间耗热量计算表

房间编号

房间名称

围护结构

传热系数

室内计算的温度

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

冷风侵入耗热量

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

计算面积

面积

tw'

tn-tw'

Q1,j'

Xcn

1+Xcn+Xf

Q1'

Q2'

Q3'

Q4'

202-211

宿舍

南外墙

3.6*2.7-1.5*1.5

7.47

2.08

-3

326.29

-20

0.8

261.03

南外窗

1.5*1.5

2.25

6.4

-3

302.40

-20

0.8

241.92

北外墙

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