供热工程课程设计说明书.doc

供热工程课程设计姓名： 学号：指导老师： 目 录设计说明书1设计计算书2供暖热负荷计算2散热器计算5水力计算6附表8供暖热负荷计算表8散热器计算表13局部阻力系数计算表14水力计算表17施工图图纸首页一层平面图二层平面图供暖系统图 供热工程课程设计说明书第一章 设计说明书地理位置：西安市气象资料：（根据陆耀庆主编实用供热空调设计手册（第二版）（以下简称供热手册）室外计算参数： 经度：3418 纬度：10856 海拔高度：397.5m 大气压力： 冬季：981.0hPa 夏季：957.1hPa 室外计算干球温度： 供暖：-3.2 冬季通风：-4.0 冬季空调：-5.6 夏季通风：30.7 夏季空调：35.1 夏季空调室外设计湿球温度：25.8 室外相对湿度： 冬季空调：66% 夏季通风：54% 室外平均风速： 冬季：0.9m/s 夏季：1.6m/s 冬季： 最多风向：NEN 平均风速：1.7m/s 频率：6% 夏季： 风向：NE 频率：18% 极端温度： 最高：41.8 最低：-16 夏季空调室外计算日平均温度：30.7 供暖期天数：99 天 建筑气候分区（根据公共建筑节能设计标准）：寒冷地区建筑平面图及说明：详见设计书最后图纸。室内计算参数： 根据 公共建筑节能设计标准（北京地方标准） 室内设计计算温度： 办公室：20 会议室,档案室，接待室：18 锅炉房，走道，开水间，楼梯间，洗手间：16 散热器种类、规格以及安装方式： 散热器选用较为常见的铸铁设计热媒及系统形式：95/70 双管上供下回式重力循环热水系统根据公用建筑办公楼适宜水温不超过95的原则，选用供水温度为95，回水温度70的热水供暖系统。选用双管上供下回式重力循环热水系统，其特点为不消耗电能，室温可调节，但是作用压力小且易产生垂直失调，只适用于作用半径不超过50m的三层一下建筑，考虑到该项目为2层办公楼，故采用此系统方案。第二章 设计计算书 一.供暖热负荷计算 a.基本耗热量根据供热手册内关于民用建筑供暖设计热负荷计算。围护结构的基本耗热量为：以最东面的办公室为例 内墙为240mm双面抹灰粘土砖墙，外墙为370mm内表面抹灰粘土砖墙，根据供热工程传热系数k 分别为2.033W/（m2*k）和1.587W/（m2*k）tn= 20 tw=-3.2 外墙温差修正系数取1东面：东外墙传热耗热量 F=3m*6.9m=20.7m2 有Qj=1.587*20.7*（20-（-3.2）*1=762.1W 考虑附加耗热量 朝向修正-5%，办公室间歇附加20% 有Q1=762.1*（1-5%+20%）=876.4W 北面：被外墙传热耗热量 F=3m*4m=12m2 考虑附加耗热量 朝向修正5%，办公室间歇附加20% 有Q1=1.587*12*（20-（-3.2）*1*(1+5%+20%)=552.3W西面，邻近供暖房间，且两个房间设计温度相同，暂时不考虑该墙的传热。南面，南面有墙有窗，需要分别计算。 南外墙传热耗热量： F=3m*4m-1.5m*（4-2*0.75）=8.25 有朝向修正-20%，办公室间歇附加20% Q1=1.587*8.25*（20-（-3.2）*1*(1-20%+20%)=303.8W 南外窗传热耗热量： 面积：F=1.5*（4-2*0.75）=3.75 塑钢双层玻璃窗传热系数k取2.5W/（m2*k）（该数据来自百度文库） 有Q1=2.5*3.75*（20-（-3.2）*1*(1-20%+20%)=217.5W地面： 根据供暖手册中的公式 将房间分为4m*3.45m的两个部分，可以得到单个部分的参数： K=0.54 F=13.8 t=23.2 所以有Qj，d=2*0.54*13.8*23.2=345.8W 考虑到间歇空暖，修正Q=345.8*1.2=415W由以上计算可以得到一楼最东面的办公室的围护结构传热耗热量 Q=876.4+552.3+303.8+217.5+415=2365W类似方法可以求的所有房间的传热耗热量，个别房间，个别结构计算如下。 屋顶： 以二楼最东面的办公室为例 屋面结构如图： 查得该种屋面的传热系数：K=0.75W/（m2*k） 面积F=6.9*4=27.9 有该房间的屋顶传热耗热量 Q=0.75*27.9*1*（20-（-3.2）=487.6W 走道地面，因为进深较大，两头取9m计算耗热量，中间部分传热系数较小，忽略不计。b.最小传热热阻的计算与校核查供热工程有S=10.63w/m2。D=RS=0.6310.63=6.69696.0该外墙属于I型维护结构（供热工程表1-14）维护结构冬季室外计算温度Tw=-3.2围护结构的温差正系数序号围 护 结 构 特 征1外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等1.002闷顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板等0.903与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙（1 6层建筑）0.604与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙（7 30层建筑）0.505非采暖地下室上面的楼板，外墙上有窗时0.756非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以上时0.607非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以下时0.408与有外门窗的非采暖房间相邻的隔墙、防震缝墙0.709与无外门窗的非采暖房间相邻的隔墙0.4010伸缩缝墙、沉降缝墙0.30围护结构的温差正系数 =1。Rn查供热工程表1-1得Rn=0.115m2k/w。最小传热阻计算公式Rmin=Rn（Tn- Tw）/Ty根据已知条件可知Rmin=1.00.115（20+3.2）/6.0=0.4/w外墙的实际传热阻 R0=0.630 m2/wRmin 满足要求c.透过门、窗的冷风渗透耗热量 以一楼最东侧办公室为例 根据六层及六层以下民用建筑，主要考虑风压作用，利用如下公式进行计算： Q2=0.28*Cp*wL0l(tn-tw)n 根据前文气候条件 冬季室外平均风速为0.9m/s 空气密度1.28 选取每米门窗的渗风 量为0.4m/(m*h) 门窗的缝隙计算长度为9.5米.朝向修正 有：Q2=0.28*1*1.28*0.4*9.5*(20-（-3.2）)*0.4=12.6W 注：根据供热手册计算外门时L0为同类型窗的两倍。外门尺寸资料中没有给出，按照常规的1m5*2m计算二 散热器计算 各个房间统一安装四柱813型散热器，散热器明装，装于窗台板下方。设计供回水温度90/75，；支管与散热器采用同侧上进下出连接方式。各房间散热器面积及片数，以110号办公室为例，计算说明如下： 由上文可知：Q=2378W，tpj=（95+70）/2=85.5，tn=20， t=tpj-tn=（82.5-20）=62.5 查供热手册附表得四柱813型散热器参数 散热面积/（/片）=0.28 水容量=1.4升 质量=8kg/片 工作压力=5MPa传热系数计算式 K=2.237t0.302 K=2.237t0.302=2.237*（82.5-20）0.302=7.8 W/（*） 散热器组装片数修正系数，先假定1=1.0 散热器组装连接方式修正系数，先假定2=1.0 散热器组装安装型式修正系数，先假定3=1.02 （参数来自供热工程） 有F=（Q/（Kt）*123=（2378/（7.8*62.5）*1*1*1.02=4.98 四柱813型散热器每片散热面积为0.28 （参数来自供热工程）计算片数n为 n=F/f=4.98/0.28=17.8片1718片查得1=1.05得F=F1=4.98*1.05=5.2平方米实际采用片数n=F/f=5.2/0.28=18.6片取整数，应采用四柱813型散热器19片 （此处采用4舍去5入的方式取整）注：由于单组散热器片数不宜过多，个别房间散热器进行分组，详见散热器计算表。三 水力计算根据系统图进行水力计算。图中括号内为管段编号，数字中/前表示管段热负荷（W），“/”后表示管段长度(m).散热器内数字表示其热负荷（W）。罗马字表示立管编号。计算步骤：（1） 选择最不利环路 最不利环路是通过立管的最底层散热器1（2179W）的环路。这个环路从散热器1顺序地经过1、2、3、4进入锅炉再经过5、6、7、8、9进入散热器1。（2） 计算通过最不利环路散热器1的作用压力p1，根据式 p1=gH（h-g）+pf由已知条件可知，立管距离锅炉的水平举例在3050m范围内，下层散热器中心距锅炉中心的垂直高度小于15m。因此，查表（供热工程附表c-2），得pf=200Pa。根据供回水温度，查表（供热工程附表c-1），得h=997.81kg/m ， g=961.92kg/m。锅炉中心距最底层散热器中心距离H取1m，将已知数据带入上式，得p1=（9.81*1*（977.81-961.92）+200）Pa=356Pa（3） 确定最不利环路各管段管径d1） 求最不利环路的平均比摩阻Rpj（Pa/m） Rpj =（p1）/l式中l最不利环路的总长度（m）l=（2+8.5+8+17.6+8+17.6+8+11+2）=82.7m沿程损失占总压力损失的估计百分数；查表（供热工程附录D-6），得=50% Rpj =（0.5*356）/82.7=2.15Pa/m2） 根据各管段的热负荷，计算各管段的流量G（kg/h） G=0.86Q/(tg-th)3)根据G、Rpj，查表（供热工程附录D-1），选择最接近Rpj的管径。将查处的d，v，R和G值列入水力计算表地5、6、7栏和3栏中。（4）确定各管段的沿程损失py将每一管段R与l相乘，列入水力计算表第8栏。（5） 确定局部阻力系数。 1）根据系统途中管路的实际情况，利用（供热工程附录D-2），列出各管段局部阻力管件名称及数量，最后，将各管段总局部阻力系数列入水力计算表第9栏。 应注意：在统计局部阻力时，对于三通和四通管件的局部阻力系数，计算一次，并列在流量较小的管段上。 2）利用，根据各管段的流速v，可查出动压力pd值，列入水力计算表第10栏，根据pj=pd，将求出各管段的pj值，列入水力计算表11栏中。（6） 求各管段的压力损失p= py+pj将水力计算表第8，第11栏数值相加，列入12栏。（7） 求最不利环路总压力损失，即p1=（py+pj）1-9=248（8） 计算富余压力值 考虑由于施工的具体情况，可能增加一些在设计计算中未计入的压力损失。因此，要求系统应有10%以上的富余度。 %=（p1-（py+pj）1-9）/p1式中%系统作用压力的富余率 %=（356-248）/356=30%10%（9） 计算通过立管第二层散热器环路中各管段的管径。 1）计算通过立管第二层散热器环路的作用压力p2 p2=gH2（h-g）+pf=（9.81*2（977.81-961.92）+200）Pa=512Pa2）确定通过立管第二层散热器环路中各管段的管径。 A.求平均平均比摩阻Rpj（Pa/m） 根据并联环路节点平衡原理，通过第二层管段10，11的资用压力为p10，11=p2-p1+（py+pj）1-9=512-356+69=225Pa管段10，11的总长度为5m，平均比摩阻为Rpj =(0.5*p10，11)/l=(0.5*225)/5=22.5Pa/m B.根据同样的方法，按10，11管段的流量G及Rpj 确定管段的d，将相应的R,v值列入水力计算表。 C.确定管段10，11的压力损失（py+pj）10，11=511 D.求通过底层与二层并联环路的压降不平衡率 X2=(（p10，11-（py+pj）10，11）/p10，11)*100%=(225-242)/225*100%=-8%此相对差额在允许15%范围内。（10）确定通过立管隔层环路各管段的管径 作为异程式双管系统的最不利循环环路是通过最远立管底层散热器的环路。对与他并联的其他立管的管径计算，同样应根据节点压力平衡原理与该环路进行压力平衡计算确定。计算方法雷同，此处省略，具体计算结果参见重力循环双管热水供暖系统管路水力计算表