某小型住宅楼室内供暖工程设计.docx

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某小型住宅楼室内供暖工程设计

成绩

课程设计说明书（计算书、论文）

题目某小型住宅楼室内供暖工程设计

课程名称供热工程

院（系）

专业班级

学生姓名

学号

设计地点

指导教师

设计起止时间：

2012年05月31日至2012年06月日

目录

第1章概述4

1.1设计目的4

1.2工程概述4

1.3设计任务4

第2章设计依据6

2.1设计参数6

2.1.1室内外设计参数6

2.1.2采暖设备要求和特殊要求6

2.2围护结构的传热系数6

第3章供暖热负荷计算10

3.1负荷计算过程10

3.1.1围护结构的耗热量10

3.1.2冷风渗透耗热量10

3.2热负荷的计算10

3.2.1围护结构耗热量10

3.2.2冷风渗透耗热量10

3.2.3某某房间总设计热负荷10

3.3房间供暖热负荷计算详表10

第4章热水供暖系统设计方案比较与确定14

4.1循环动力14

4.2供、回水方式14

4.3管道敷设方式14

4.4管道连接及热媒流经路程14

4.5工程方案确定14

第5章散热器的选型及安装形式15

5.1散热器的选择15

5.2散热器的布置及规定15

5.3散热器的计算15

5.3.1散热器散热面积计算15

5.3.2散热器片数计算15

第6章热水供暖系统水力计算19

6.1管道布置19

6.2确定系统原理图19

6.3水力计算基本思路19

6.4系统水力计算19

6.4.1选择最不利环路19

6.4.2最不利环路的作用压力19

6.4.3确定最不利环路各管段的管径19

6.6.4确定沿程压力损失19

6.4.5确定局部阻力损失19

6.4.6求各管段的压力损失19

6.4.7求环路总压力损失19

采暖系统图25

设计总结26

参考文献27

第1章概述

1.1设计目的

本课程的目的是培养学生运用所学的供热工程、流体输配管网课程的理论和技术知识解决实际问题，进一步提高运算、制图和使用资料的能力。

在这次设计中，通过不断的学习和实践，我真正把所学知识的作用发挥了出来，通过这次设计，我真正了解掌握了住宅采暖系统的设计和系统布置。

通过设计，了解室内采暖系统的设计内容、程序和基本原则，巩固所学理论知识，培养利用这些知识解决实际问题的能力，逐步树立正确的设计观点。

采暖课程设计是建筑环境与设备专业培养学生解决实际问题能力的一个重要的教学实践环节，在建筑环境与设备专业的教学计划中占有重要的地位和作用。

1.2工程概述

本工程为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%。

1.3设计任务

本设计为整栋建筑冬季热水供暖工程。

设计主要内容为：

1、基本耗热量计算

（1）对采暖房间进行编号并记入表中

（2）维护结构朝向及名称、维护结构的传热面积记入表中

（3）供暖热负荷

计算；

2、供暖方案的确定以及散热器布置与选择

（1）热媒的选择

（2）供暖形式的确定

（3）散热器的布置

（4）散热器的选择

（5）散热器的计算

3、管道系统水力平衡计算

（1）绘制管路的系统图

①绘制管路的系统图（1-3）层。

并标上管段，管长，以及热负荷大小。

②确定最不利环路，本系统采用异层式系统，取最远的立管为最不利环路。

（2）计算最不利环路的管径

本设计采用重力循环系统.

①选择最不利环路，并标管径；

②根据推荐比摩阻确定环路管径，流速，以及平均比摩阻的大小。

③计算各管段的压力损失

；

④确定局部阻力损失

；

⑤求各管段的压力损失

=

+

⑥求环路的总压力损失ΣΔp；

⑦平衡各管段的阻力；

⑧将计算结果记入下列的表中。

第2章设计依据

①围护结构的基本耗热量计算

式中

-----围护结构的基本耗热量，W；

-----围护结构的传热系数，

；

----围护结构的传热面积，

；

---采暖室内计算温度，

；

-----采暖室外计算温度，

；

-----围护结构的温差修正系数。

②冷风渗透耗热量计算

采用缝隙法计算冷风渗透耗热量

式中

式中

-----由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量，W；

------空气的比定压热容，

-----采暖室外计算温度下的空气密度，

；

V------渗透冷空气量m3/h；

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/m·h（查课本表1.8）；

l—门窗缝隙的计算长度，m；

n—渗透空气量的朝向修正系数（查附录1.4）；

---采暖室内计算温度，

；

-----采暖室外计算温度，

。

③冷风侵入耗热量计算（本次设计不考虑）

（4）供暖热负荷

①散热器散热面积

的计算：

式中：

—房间供暖所需的散热器散热面积，m2；

—房间供暖热负荷，W；

—散热器的传热系数，W/（m.℃）；

—散热器热媒的算术平均温度，℃；

—供暖室内计算温度，℃；

—散热器组装片数或散热器的长度修正系数；

—散热器连接形式修正系数；

—散热器安装形式修正系数。

其中

----散热器进水温度，℃

----散热器出水温度，℃

、

、

、

查附录3.1～3.5确定。

②散热器片数

计算：

式中：

---每片或每米长散热器散热面积，

或

（根据自己所选择的散热器型号查附录3.4～3.5）

2.1设计参数

2.1.1室内外设计参数

原始参数资料：

（1）气象资料：

郑州冬季供暖室外计算温度

=-5℃，冬季室外平均风速

=3.4m/s，冬季主导风向西、西北风。

各房间的计算温度

=18℃。

2.1.2采暖设备要求和特殊要求

供暖工程中应用最广泛的散热设备是对流散热器，故本设计中选用散热器供暖。

散热器的选择应符合以下要求：

1、热工性能

热工性能方面的要求，散热器的传热系数值越高，说明其散热性能越好。

提高散热器的散热量，增大散热器传热系数的方法，可以采用增加外壁散热面积（在外壁上加肋片）、提高散热器周围空气的流动速度和增加散热器向外辐射强度等途径。

2、经济性能

经济方面的要求，散热器传给房间的单位热量所需金属耗量越少，成本越低，其经济性越好

3、安装使用方便

安装使用和工艺方面的要求，散热器应具有一定机械强度和承压能力；散热器的结构形式应便于组合成所需要的散热面积，结构尺寸要小，少占房间面积和空间；散热器的生产工艺应满足大批量生产的要求。

4、卫生和美观

卫生和美观方面的要求，散热器外表光滑，不积灰和易于清扫，散热器的装设不应影响房间观感。

5、使用寿命

使用寿命的要求，散热器应不易被腐蚀和破损，使用年限长。

2.2围护结构的传热系数

散热器传热系数K值的物理概念，是表示当散热器内热媒平均温度tpj与室内气温tn相差1℃时，每m²散热器面积所散出的热量W/m².℃。

它是散热器散热能力强弱的主要标志。

它只能通过实验方法确定，有上面的表格可知K＝6.25W/m².℃

散热器的传热系数K和散热量Q值是在一定的条件下，通过实验测定的。

若实际情况与实验条件不同，则应对所测值进行修正。

表2.2围护结构的传热系数

围护结构

外墙

内墙

外门

外窗

内门

屋面

传热系数W/（m

·K）

1.57

1.72

2.33

5.82

3.91

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

第3章供暖热负荷计算

3.1负荷计算过程

3.1.1围护结构的耗热量

1、围护结构的基本耗热量

建筑物围护结构的基本耗热量，按一维稳态传热过程计算，按公式3-1【2】计算

（3-1）

2、围护结构附加（修正）耗热量

实际耗热量会受到气象条件以及建筑情况等各种因素影响而有所增减，需要对房间围护结构基本耗热量进行修正。

这些修正耗热量称为围护结构附加（修正）耗热量。

通常按基本耗热量的百分率进行修正。

主要包括朝向修正、风力附加、高度附加耗热量。

（1）朝向修正耗热量

朝向修正耗热量是考虑建筑物受太阳照射影响而对围护结构基本耗热量的修正。

当太阳招生建筑物是，阳光直接透过玻璃窗使室内得到热烈，同时由于受阳面的围护结构较干燥，外表面和附近空气温度升高，围护结构向外传递热量减少。

采用的修正方法是按围护结构的不同朝向，采用的修正率。

需要修正的耗热量等于垂直的外围护结构（门、窗、外墙及屋顶的垂直部分）的基本耗热量乘以相应的朝向修正率。

表3.1朝向修正率

朝向

东、西

南

东南、西南

北、东北、西北

修正率

-5%

-30%~-15%

-15%~-10%

0~10%

（2）风力附加耗热量

风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对维护结构基本耗热量的修正。

我国大部分地区冬季平均风速为2～3m/s。

西安室外平均风速2.700m/s，因此《暖通规范》规定：

在一般情况下，不考虑风力附加。

只有建在不避风的高地、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维护结构附加5％～10

（3）高度附加耗热量

高度附加耗热量是考虑房屋高度对维护结构耗热量的影响而附加的耗热量。

《暖通规范》规定：

当房间高度大于4m时，高度每高出1m应附加2％，但总的附加率不应大于15％。

所以此建筑1～3层高度为4.8m高度附加值为2％，4～20层高度为3.45m，高度附加值为0。

3.1.2冷风渗透耗热量

3.2热负荷的计算

一层基本耗热量计算

（1）首先，将采暖房间编号，如1，2等计入表2-1中，在把采暖房间的名称如卧室，客厅等计入到第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：

Q=Q1+Q2+Q3

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。

3.2.1围护结构耗热量

例：

一层101卧室的采暖设计热负荷

（1）围护结构的基本耗热量Q11

1西外墙

传热面积F111=3.3×3—1.5×2.0=6.9（m2）

基本耗热量Q′=aKF111（tn—twn）=1.00×1.57×6.9〔18—（—5）〕≈249.16（W）

朝向修正耗热量Q″=249.16×2%=4.98（W）

本卧室不需要进行风力修正，高度未超过4m，不需要进行高度修正。