住宅楼采暖工程设计和小区换热站工艺设计--本科毕业论文.doc

摘 要本次设计为西安市金域华府住宅楼采暖工程设计和小区换热站工艺设计。本工程供暖设计包括热负荷计算、供暖系统方案的确定、供暖系统布置、水力计算；换热站设计包括换热站方案的确定、设备的选型计算、换热站的工艺布置以及相关计算。住宅楼的建筑面积为6494.32，采暖热负荷65.01kW，采暖系统形式为地板辐射采暖，热媒设计参数50/40，户内盘管管材选用管径=20mm的聚丁烯（PB）管。换热站供热规模为13万，设计总负荷为4.2MW。一次热网热水由市政管网提供，设计参数为95/70，二次网热水参数为温度50/40。换热站内设置M10-BFM板式换热器2组，每组承担70%的总热负荷；TD100-33/2(3台)变频循环水泵(2用1备)。关键词：集中供暖；地板辐射供热；换热站 2015年-2017年代做暖通（建环）专业毕业设计暖通专业设计理工类本科、专科、成人本科类毕业设计和课程设计。 负荷计算，设备选型，水力计算，全套图纸，设计说明，包修改到最后您满意。QQ：319430896我们都是重点大学暖通专业毕业的学长学姐，学习之余为广大临近毕业的学子提供代做服务。采暖，外网，空调各种类型的毕设都可以代做。安全，速度快，效率高，体系化。不管您是准备考研复试，公务员考试，还是在设计院实习，或者准备毕业旅行，我们都能以超高的效率节省您宝贵的时间，让您度过一个轻松愉快的毕业季。1、客户把需求分析整理清楚，越详细越好，整理成word或记事本文档。2、客户把任务书、CAD建筑底图和个人要求等资料发给我们，我们帮助客户进行分析，最终确定系统的方式、设计费用、设计周期等。3、客户通过淘宝店铺（致远建筑设计）可以在店铺搜索中找到，进行交易，满意后付款，安全放心。4、我们进行图纸设计，设计完善后把图纸（PDF形式）发给您查看。5、用户满意后，通过淘宝确认付款，我们发给客户设计CAD图纸及文档（保证查重）。6、帮助用户理解设计，并进行辅导，答疑。我们都是在设计院上班有很多年做毕业设计经验的设计师，平时都有自己的工作，为你的毕业保驾护航。因为是自己设计的图纸，价格可以为400-900元！QQ：319430896ABSTRACT The design of Xian Jinyuhuafu Residential building Heating engineering and process design district heat transfer station. Which include heating design heat load calculation to determine heating systems and heating systems hydraulic calculation programs; heat transfer station design includes selection calculations and heat transfer stations to determine the size of the heat transfer station, equipment, process layout and related calculations. Residential building construction area 6494.32, heating heat load 65.01kW, radiant floor heating system in the form of heating, HTM design parameters 45/35 , indoor coil tubing choice of 20mm diameter for polybutylene (PB) pipe . Heat exchanger station size is 13 square meters, the total design load of 4.2MW. Hot water is provided by a network of geothermal heating station, the design parameters for the 95/70 , the secondary network parameters for water temperature 45/35 . Set within the heat transfer station groups M10-BFM plate heat exchangers, each bear 70% of the total heat load; select three circulating pump, TD100-33/2(3台).Key words: heat transfer stations；目 录第 1 章 设计概况11.1 设计题目1西安市金域华府住宅楼采暖设计11.2 设计任务及要求11.2.1设计任务11.2.2 设计要求11.3 设计原始材料21.3.1 土建资料21.3.2 气象资料21.3.3 热源21.4设计的依据21.4.1毕业设计任务书21.4.2 建筑的概况21.4.3设计规范及标准2第2章 采暖负荷计算42.1 采暖系统设计热负荷42.2围护结构的基本耗热量计算42.3围护结构朝向修正耗热量的计算52.4冷风渗透耗热量的计算62.5冷风侵入耗热量的计算62.6 热负荷计算举例7第4章 地板辐射采暖设计104.1 采暖盘管的选择与布置104.1.1地板辐射采暖构造104.1.2 地热盘管选择和施工要求104.1.3 采暖盘管的布置114.2 采暖盘管设计计算114.2.1 设计计算公式：114.3 水力计算124.3.1系统管路水力计算的基本公式1213第五章 换热器的选择及计算365.1 换热器的选择计算365.2 板式换热器阻力计算：38第六章 其他设备选择396.1.1 循环水泵的选择396.1.2 补水泵的选择416.1.3 波纹管补偿器446.2 二级网设备选择446.2.1 循环水泵的选择446.2.2 补给水泵的选择466.2.3 分水器、集水器486.2.4 补水箱的选择496.2.5除污器的选择496.2.6水处理设备的选择和计算496.2.7除氧设备的选择和计算516.2.8软化、除氧水箱的选择52换热站设备一览表53参考资料及设计规范53西安科技大学高新学院第 1 章 设计概况1.1 设计题目西安市金域华府住宅楼采暖设计1.2 设计任务及要求1.2.1设计任务设计任务包括住宅楼采暖设计和小区换热站设计1.2.2 设计要求完成毕业设计所选建筑的供热系统完整设计，包括： 1）、搜集有关原始资料。包括设计所在地气象资料，建筑土建资料及有关热工参数，建筑冷热源及其有关参数。 2）、设计参数的确定 3）、根据建筑特点及冷热源情况确定系统形式及分区。 4）、建筑负荷计算。应有完整的计算原理及明确的计算过程。 5）、水力计算。确定末端散热设备及阀门等，计算系统最不利环路的阻力，并做好并联环路的阻力平衡。 6）、考虑并处理系统的消声减震，隔热保温，排气稳压，热胀冷缩等问题。 7）、在上述步骤基础上编制设计说明书，绘制建筑采暖系统相关图纸。 8）、完成与专业内容相关的一篇专题文献的翻译工作。热力站热力系统图（轴测图）（按比例绘制，但出图时不需要比例也不标注比例）图纸目录、设计施工说明、设备材料表。1.3 设计原始材料1.3.1 土建资料西安市金域华府住宅楼，换热站的建筑底图等 1.3.2 气象资料西安气象参数列于表1.1采暖计算温度 空调计算温度 冬季平均风速 m/s 相对湿度%大气压(Pa)-5-81.867%978701.3.3 热源由市政热力网（地热供热站）提供71/38热水，经小区换热站制备45/35热水，再经小区热网供建筑采暖。1.4设计的依据1.4.1毕业设计任务书毕业设计任务书。1.4.2 建筑的概况本设计为西安市金域华府住宅楼采暖设计1.4.3设计规范及标准1.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-20122.城市热力网设计规范 CJJ 34-20023.辐射供暖供冷技术规程JGJ142-20123.实用供热空调设计手册（第二版）4.05K232分(集)水器 分汽缸（标准图集）5.建筑工程设计文件编制深度规定 2003版6.暖通空调制图标准 GB/T50114-20017.12系列建筑标准设计图集（N1-6）7西安科技大学高新学院第2章 采暖负荷计算2.1 采暖系统设计热负荷对于建筑物来说，有热量的得与失，当建筑物的失热量大于得热量时，为了保证建筑物内温度，就需要给建筑物供暖。一般冬季建筑物损失热量的方面有以下几种；1围护结构传热耗热量；2加热由门，窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量，称为冷风渗透耗热量；3.加热由门，孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量，称为冷风侵入耗热量；4.水分蒸发的耗热量；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。通风系统将空气从室内排到室外所带走的热量； 建筑物的得热量有以下途径：1.生产车间最小负荷班的工艺设备散热量；2.非供暖通风系统的其他管道和热表面的散热量；3热物料的散热量；4太阳辐射进入室内的热量。 对于没有装置机械通风系统的建筑物，供暖系统的设计热负荷只考虑，。在工程设计中，计算供暖系统的设计热负荷时，分为围护结构传热的基本耗热量和附加耗热量两部分进行计算。基本耗热量是在设计条件下，通过房间各部分围护结构从室内传到室外稳定传热量的总和。附加耗热量是指围护结构发生变化而对基本耗热量进行修正的耗热量。一般有风力附加，高度附加和朝向修正等耗热量。2.2围护结构的基本耗热量计算在工程设计中，围护结构的基本耗热量是按一维稳定传热过程进行计算的，可按下式计算： W K围护结构的传热系数，W/ F围护结构的面积，； 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。室内计算温度是指距地面2m以内人们活动地区的平均空气温度。因为本设计采用的是地板辐射采暖方式，计算热负荷时，根据辐射供暖供冷技术规程对流采暖系统比室内计算温度的取值应比的室内计算温度高2，或折采用对流供暖系统计算总热负荷90%95%。本设计室内计算温度采用前者，要求是主要房间18、厨房16、卫生间20。对于供暖室外计算温度，有两种方法可以计算，一种是根据围护结构的热惰性原理，还有一种是根据不保证天数法的原则。我国现行的民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012中采用了不保证天数法，民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012中规定为5天。本设计地点在西安市，在民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012附表中查得的值为-9。地面负荷的计算采用平均系数法。围护结构的传热系数和朝向修正及房间设计温度一览表： 表2.1 传热系数一览表编号围护结构传热系数功能温度1屋面0.46卫生间202外墙0.54厨房163外窗2.7卧室184内门3.6客厅185地面0.466屋面0.492.3围护结构朝向修正耗热量的计算对于本工程，朝向修正率已经确定了，风力附加耗热量不用考虑，高度附加耗热量根据民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012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%。围护的结构总耗热量可用下面的式子表示： W式中高度的附加率%，150；朝向的修正率%；风力的附加率%，0；围护结构总耗热量2.4冷风渗透耗热量的计算本设计采用换气次数发的方法进行冷风渗透耗热量的计算。冷风渗透耗热量可用下式计算： m/h门、窗缝隙的计算长度 m；每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，按当地冬季室外平均风速 m/(hm)；渗入空气量的朝向修正系数。 W冷空气的定压比热，此设计中其值1kJ/(kg)；供暖室外计算温度下的空气密度,kg/m； 经门和外窗缝隙渗入室内的总空气量,m/h ；计算m值，先要确定压差比C值。可用下试计算： ； ；2.5冷风侵入耗热量的计算在冬季受风压、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即为冷风侵入耗热量。冷风侵入耗热量可用下式计算， 式中：考虑冷风侵入的外门附加率；外门的基本耗热量，W。2.6 热负荷计算举例以三层3001卧室为例，热负荷计算过程如下：（1） 外围护结构有西外墙、南阳台和南外墙，南外墙的面积为：；西外墙的面积为；根据民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012，温差修正系数均取为1，根据围护结构基本耗热量公式，可以计算出3001卧室的围护结构基本耗热量为：南外墙耗热量106.9W，南阳台基本耗热量221.3W，西外墙基本耗热量114.7W。朝向修正率：东南/西南(朝向修正)-0.20北/东北/西北(朝向修正)0.05南(朝向修正)-0.20东/西(朝向修正)-0.05 （2）根据民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012，西安的冷风朝向修正系数：东向n=-0.05，北向n=0.05，西北n=0.05，西向n=0.2，南向n=-0.20。因为此建筑有阳台，因此不用考虑冷风渗透耗热量，温差修正系数为0.7 西安科技大学高新学院 56西安科技大学高新学院第4章 地板辐射采暖设计4.1 采暖盘管的选择与布置4.1.1地板辐射采暖构造 图4-1 地板辐射供暖构造1、水泥沙将找平层 2、细石混凝土 3、聚苯乙烯保温板 4、楼板 5、聚苯乙烯保温板 6、交聚乙烯管 7、地面层 4.1.2 地热盘管选择和施工要求管材主干管采用热镀锌钢管,丝接,管道穿墙与楼板设钢套管, 房间内地埋加热盘管采用PERT内壁抗氧化热水管,管材型号为De20*2.0, 管系列值为S5。性能要求:工作温度40-60c,使用条件级别为4。管距外墙间距为150mm转弯处加热管的弯曲半径为管径的8倍。复合保温层：首层30mm厚,其它层20mm厚高密度阻燃聚苯乙烯板, 导热系数不大于0.05W/m.K;氧指数不小于30%，容重不小于23Kg/m3，抗压强度必须350KN/m，复合加筋铝箔为反射层。盘管固定件:采用尼龙搭扣每间距400mm设一只使其固定于钢筋网上,拐弯处适当加密.混凝土层厚50mm.豆石粒径不大于5mm,施工中加防混凝土龟裂剂(由土建负责).边墙保温采用发泡聚乙烯片材20mm厚.混凝土层每30m2或边长超过6m时,应设膨胀缝.缝宽10mm,并填充弹性膨胀膏。加热管的环路布置穿越填充层内的伸缩缝时。伸缩缝处应设长度不小于200mm的柔性套管。穿墙及分、集水器下埋地管处盘管加柔性套管。分集水器材质为铜制,4个回路时口径为DN32,5及5个以上回路时口径为DN40。支管口径为DN15,分集水器末端均装手动跑风。在加热管与分水器、集水器的接合处，分路设置远传型自力式恒温控制阀。镀锌钢管道刷银粉两道，暖沟内管道采用60mm厚玻璃棉管壳保暖，采用两布三油做保护层。系统使用时,初始运行温度不宜超过30c,循环48小时后逐日升温3c, 直到设计供水温度为止非供暖季应充水保养。不得在未设加固设施的填充层上搭设脚手架或行驶手推车, 必要时铺设木板在木板上进行。地面辐射供暖工程施工过程中,严禁人员踩踏加热管。混凝土填充层在浇捣过程中,不得用机械振捣填充层施工的过程中加热管内必须保持不小于0.4MPa的压力。 根据散热量要求本系统的供回水温度为：50/40。4.1.3 采暖盘管的布置本工程中总立管设在各单元的管道井内，再分设支管进入各户，各户连在同一个分水器上，加热盘管的布置按房间分组。 伸缩缝：在内外墙等垂直构件交接处，应留有不间断的伸缩缝，缝宽不小于10mm，内填充高发泡聚乙烯泡沫塑料。面积超过30平方米或长度超过6m时，应设置间距6m、宽度8mm的伸缩缝，缝中填充高发泡聚乙烯泡沫塑料。加热管穿越伸缩缝处，应设长度不小于200mm的柔性套管。室内埋地管材距墙100mm敷设；厨房燃气管道与燃气灶的距离不应小于300mm； 分、集水器（含连接件）采用铜质材料。分、集水器与加热管连接采用卡压式夹紧连接，连接件采用铜质。系统最高点设DN20 ZP-II型自动排气阀，最低点设DN25泄水闸阀及泄水管。所有采暖管道在穿梁柱.穿墙（及防火墙）.穿楼板时均应设套管,管道与套管间缝隙应用非燃材料填塞严密，管道的固定、活动支吊架作法见省标02N01-7982。4.2 采暖盘管设计计算4.2.1 设计计算公式： =S(t1-t2) （4-1） 式中： 导热系数， W/m；S 形状因子； t1 盘管温度， ； t2 地板表面温度， ； （4-2） 式中： l管长， m； H埋深，mm； D管径，mm； 管间距，mm；导热系数 ： W/m （4-3） 构造层：瓷砖地板层 =10mm =1.1 W/m水泥沙将找平层 =20mm =0.93 W/m 细石混凝土层 =40mm =1.51 W/m W/m4.3 水力计算供暖系统的水力计算是供暖工程设计的重要内容之一。当计算出房间的耗热量，确定了供暖参数及系统形式之后，即可进行。水力计算的目的，是使系统中各管段的水流量符合设计要求，以保证流进各散热器的水流量符合要求。即按照已知流量确定各管段的直径，最后求出室内供暖系统的总压力损失。4.3.1系统管路水力计算的基本公式热媒（流体）在管道内流动时，由于流体分子间及其与管壁间的摩擦，就有损失能量，这种为沿程损失（沿程摩擦阻力）；而当流体通过管道的一些附件时，如阀门、弯头、三通等，由于流体流动方向或速度的改变，产生局部旋涡和撞击，也有损失能量，这种为局部损失（局部阻力）。因此热水供暖系统中，计算管段的总压力损失，可用下式表示： Pa计算管段的压力损失Pa；计算管段的沿程损失Pa；采暖系统水力计算书工程名称分户计量-异程采暖系统热媒供水温度()50回水温度()40平均密度(kg/m3)994.1运动黏度(10-6m2/s)0.727系统形式楼层数10立管形式双管供回水方式下供下回立管数2立管关系异程总负荷(W)65010总流量(kg/h)10320最不利损失(Pa)12840表格目录编号表格名称表1系统最不利环路水力计算表表2总供回水干管水力计算表表3分支1供回水干管水力计算表表4分支1立管1供回水立管水力计算表表5分支1立管1楼层1水力计算表表6分支1立管1楼层2水力计算表表7分支1立管1楼层3水力计算表表8分支1立管1楼层4水力计算表表9分支1立管1楼层5水力计算表表10分支1立管1楼层6水力计算表表11分支1立管1楼层7水力计算表表12分支1立管1楼层8水力计算表表13分支1立管1楼层9水力计算表表14分支1立管1楼层10水力计算表表15分支1立管2供回水立管水力计算表表16分支1立管2楼层1水力计算表表17分支1立管2楼层2水力计算表表18分支1立管2楼层3水力计算表表19分支1立管2楼层4水力计算表表20分支1立管2楼层5水力计算表表21分支1立管2楼层6水力计算表表22分支1立管2楼层7水力计算表表23分支1立管2楼层8水力计算表表24分支1立管2楼层9水力计算表表25分支1立管2楼层10水力计算表表26散热器选型计算表表1 系统最不利环路水力计算表最不利阻力(Pa)12840最不利环路分支1立管2楼层10编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)不平衡率SG119860103202800.5753.66010701070.00%SH119860103202800.5753.66010701070.00%SG1119860103202800.5753.660.3107481550.00%SH1119860103202800.5753.660.3107481550.00%BG1119860103202800.5753.66010701070.00%BG26000051602500.65120.870.4242853270.00%BH1119860103202800.5753.66010701070.00%BH26000051602500.65120.870.4242853270.00%VG16000051602500.65120.871.52423185600.00%VG25400046443500.5998.6222963446400.00%VG34800041283500.5278.6222362725080.00%VG44198636123500.4660.8621832083910.00%VG53600030963500.3945.3521361532890.00%VG63000025803500.3332.082961062020.00%VG72400020643400.4477.7622331904230.00%VG81800015483400.3345.0121351072420.00%VG91198610323320.2942.032126822080.00%VG1060005163250.2547.562143632060.00%VH16000051602500.65120.871.52423185600.00%VH25400046443500.5998.6222963446400.00%VH34800041283500.5278.6222362725080.00%VH44198636123500.4660.8621832083910.00%VH53600030963500.3945.3521361532890.00%VH63000025803500.3332.082961062020.00%VH72400020643400.4477.7622331904230.00%VH81800015483400.3345.0121351072420.00%VH91198610323320.2942.032126822080.00%VH1060005163250.2547.562143632060.00%DG1986154.32200.1521.251.54214560.00%DH1986154.32200.1521.251.54214560.00%表2 总供回水干管水力计算表编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)SG119860103202800.5753.66010701070.00%SH119860103202800.5753.66010701070.00%SG1119860103202800.5753.660.3107481550.00%SH1119860103202800.5753.660.3107481550.00%表3 分支1供回水干管水力计算表编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)BG1119860103202800.5753.66010701070.00%BG26000051602500.65120.870.4242853270.00%BH1119860103202800.5753.66010701070.00%BH26000051602500.65120.870.4242853270.00%表4 分支1立管1供回水立管水力计算表立管总阻力(Pa)11447资用压力(Pa)12101立管不平衡率4.40%编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)不平衡率VG16000051602500.65120.871.52423185600.00%VG25400046443500.5998.6222963446400.00%VG34800041283500.5278.6222362725080.00%VG44198636123500.4660.8621832083910.00%VG53600030963500.3945.3521361532890.00%VG63000025803500.3332.082961062020.00%VG72400020643400.4477.7622331904230.00%VG81800015483400.3345.0121351072420.00%VG91198610323320.2942.032126822080.00%VG1060005163250.2547.562143632060.00%VH16000051602500.65120.871.52423185600.00%VH25400046443500.5998.6222963446400.00%VH34800041283500.5278.6222362725080.00%VH44198636123500.4660.8621832083910.00%VH53600030963500.3945.3521361532890.00%VH63000025803500.3332.082961062020.00%VH72400020643400.4477.7622331904230.00%VH81800015483400.3345.0121351072420.00%VH91198610323320.2942.032126822080.00%VH1060005163250.2547.562143632060.00%表5 分支1立管1楼层1水力计算表楼层总阻力(Pa)4111.3资用压力(Pa)9716楼层不平衡率5.70%户1编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)不平衡率DG1986154.32200.1521.251.54214560.00%DH1986154.32200.1521.251.54214560.00%户内分支1F1986154.360150.2466.6704000040000.00%户2编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)不平衡率DG1986154.32200.1521.251.54214560.00%DH1986154.32200.1521.251.54214560.00%户内分支1F1986154.360150.2466.6704000040000.00%户3编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)P(Pa)不平衡率DG1986154.32200.1521.251.54214560.00%DH1986154.32200.1521.251.54214560.00%户内分支1F1986154.360150.2466.6704000040000.00%表6 分支1立管1楼层2水力计算表楼