供热工程设计说明书_secret.doc

第1章 工程概况本工程为哈尔滨市一工厂一栋三层的集餐厅宿舍为一体的建筑，其中地上一层有食品库、和食品加工间等功能用途的房间，二层主体为餐厅，附带有工具间、洗消间、备餐间、办公室。三层为宿舍和活动室，建筑总供暖面积约1396平方米。系统与室外管网连接，其引入口处供回水压差为10KPa.该工程采用接外热网机械循环下供下回式热水供暖系统，楼梯间独立立管供热。第2章 设计依据2.1 任务书211、供热工程课程设计指导书;212、供热工程课程设计任务书。2.2规范及标准1采暖通风与空气调节设计规范GBJ 19-87。2通风与空气调节制图标准GJ114-88。2.3设计参数2.3.1室外气象参数 采暖室外计算(干球)温度为tw=-26，最低日平均温度为tp.min=-37.5；冬季大气压力100.15KPa，冬季室外最多风向平均风速4.7m/s，冬季室外平均风速为vw=3.8 m/s，冬季日照率为59%，冬季主要风向为南风、西南风。室内设计温度由实用供热空调设计手册中表4.1-1可以查得本设计所用到的民用建筑供暖室内计算温度，整理后列于下表中：表2.1 不同房间供暖室内计算温度房间用途计算温度房间用途计算温度房间用途计算温度宿舍18活动室18厕所15楼梯间16餐厅16工具间16备餐间16洗消间20食堂办公18副食加工16副食库12储油室5更衣室18主食库12主食加工162.3.2采暖设备要求和特殊要求散热器要求散热性能好，金属热强度大，承压能力高，价格便宜，经久耐用，使用寿命长。2.3.3围护结构的传热系数围护结构概况：墙体均选用加气砼砌块，地上外墙为350厚，内墙为200厚。外墙外保温采用50厚挤塑聚苯乙烯板。屋面：屋面防水等级为级，做法从上到下依次为：40厚C20细石混凝土（内配4200双向）、20厚1：2.5水泥沙浆保护层；80厚挤塑聚苯乙烯板；高分子防水卷材两道；20厚1：3水泥沙浆找平层；钢筋混凝土屋面板。外窗：双层塑钢窗；窗高2米。一层东侧为玻璃幕墙。内门：单层木门。外墙的结构是加气砼砌块，厚度为350毫米，外墙外保温采用50厚挤塑聚苯乙烯板，对应天正暖通外墙编号第57号，输入对应的材料厚度可得：外墙的传热系数为：K=0.318 W/m2*;内墙也是加气砼砌块，厚度为200毫米，对应天正暖通内墙编号第710号,输入对应的材料厚度可得：内墙的传热系数为：K=0.998 W/m2*;屋面由概况中对应的材料布置, 对应天正暖通屋顶界面,输入对应的材料和厚度可得：屋面的传热系数为：K=0.439 W/m2*;外窗由于天正暖通里没有收集双层塑钢窗的参数,查找实用供热空调设计手册表3.1-13可得：外窗的传热系数为：K=2.4W/m2*;内门对应天正暖通内门界面,可查得：内门的传热系数为：K=3.5 W/m2*。玻璃幕墙由于也没有现成参数，查网易暖通得玻璃幕墙的传热系数为：K=2.91 W/m2* (将上述计算结果整理得：屋面、外墙、内墙、内门，吊顶的传热系数分别为：表2.1 围护结构的传热系数围护结构外墙内墙外窗内门玻璃幕墙屋面传热系数W/m2*0.3180.9982.43.52.910.4392.4方案比较这个系统作用范围比较大，上供下回和下供下回的比较中，后者具有如下特点：l 美观，房间内的管路数减少，可集中进行隐藏处理。l 在下部布置供水干管，管路直接散热给室内，无效热损失小。l 在施工中，每安装好一层散热器即可供暖，给冬天施工带来很大方便。l 排除系统的空气比较困难综合考虑楼层，采用下供下回式热水供暖系统。第3章 供暖热负荷计算对于本居民楼的热负荷计算只考虑围护结构传热的耗热量和冷风渗透引起的耗热量，人员、灯光等得热作为有利因素暂不考虑在热负荷计算当中。3.1房间围护结构传热耗热量计算围护结构稳定传热时，基本耗热量可按下式计算1： （3.1） 式中 K围护结构的传热系数（W/0C）； F围护结构的面积（）； tn冬季室内计算温度（0C）； 供暖室外计算温度（0C）； 围护结构的温差修正系数。详见实用供热空调设计手册表3.1.4。冷风渗透耗热量按下式计算1： (3.2)式中Q2冷风渗透耗热量（W）；V经门、窗隙入室内的总空气量，m3/h；w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，Cp =1KJ/（kg）；0.278单位换算系数，1KJ/h=0.278W。在工程设计中，六层或六层以下的建筑物计算冷空气的渗入量时主要考虑风压的作用，忽略热压的影响。而超过六层的多层和高层建筑物，则应综合考虑风压及热压的共同影响。暖通规范规定：宜按下列规定的数值，选用不同朝向的修正率 北、东北、西北 010%； 东南、西南 -10%-15%； 东、西 -5% ； 南 -15%-30%。选用上面朝向修正率时。应考虑当地冬季日照率小于35%的地区，东南、西南和南向修正率，宜采用-10%0%，东西向可不修正。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1m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他附加（修正）耗热量的总和上。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，才考虑垂直外围护结构附加5%10%。下面以027房间为例计算房间的热负荷；027房间为宿舍，室内计算温度为18，哈尔滨冬季室外计算温度为-26，哈尔滨冬季日照率为59%。表3.1 哈尔滨市的冷风朝向修正系数n地点东南西北哈尔滨0.21.00.70.3注：此表来自文献一附录7。由附录7，哈尔滨市的冷风朝向修正系数，西向0.7.对有相对两面外墙的房间，按最不利的一面外墙计算冷风渗透量。由前面的数据，在冬季室外平均风速，双层塑钢窗每米缝隙的冷风渗透量L=2.0 m3/（hm）.西向的两个窗户的缝隙总长度为26.4=12.8m.总的冷风渗透量V等于=212.80.7=17.92 m3/h冷风渗透量等于=0.27817.921.41.0144=310W.底层地面选用天正暖通中的保温防潮地面，传热系数为1.7 W/（）。由于楼梯间的围护结构比较难以计算，现采用公式进行估算1， (3.3)式中 -建筑物供暖体积热指标，查表4.1-16可得=0.41 W/（）。a-修正系数，查表4.1-18可得 a=1.08;-室内平均计算空气温度。由前面计算可得=16。 V-房间外体积。所以，楼梯间034、016的热负荷为： W。楼梯间019、017的热负荷为： W。楼梯间010的热负荷为： W。楼梯间011的热负荷为： W。详细计算见下面表格。房间功能和参数相同的，只计算一个房间。3.2房间围护结构传热耗热量计算详表（见附录）将附录中表格整理得：表3.2 宿舍楼供暖负荷统计房间编号用途总采暖负荷W房间编号用途总采暖负荷W房间编号用途总采暖负荷W001储油室947002更衣室3071003主食库1802004主食加工3985005洗消间1794006副食库1920007副食加工4393008女厕720009男厕1200010楼梯间4458011楼梯间3794012餐厅5370013餐厅8596014工具间857015餐厅857016楼梯间1651017楼梯间1924018备餐间1020019楼梯间1924020洗消间857021食堂办公977022宿舍1447023宿舍1513024宿舍2217024宿舍1457026宿舍1457027宿舍1457028宿舍1457029宿舍1457030宿舍1457031宿舍1457032宿舍1557033活动室7645034楼梯间1651035宿舍1369036宿舍1369037宿舍1369038宿舍1369039女厕1103040男厕2147041042第4章 散热器的选型及安装形式4.1散热器的选择 考虑到散热器耐用性和经济性，本工程选用铸铁四柱760型，高度为760mm它结构简单，耐腐蚀，使用寿命长，造价低，传热系数高；散出同样热量时金属耗量少，易消除积灰，外形也比较美观；每片散热器的面积少，易组成所需散热面积。“暖通规范”规定：安装热量表和恒温阀的热水供暖系统不宜采用水流通道内含有粘砂的散热器，应采取可靠的质量控制措施；所以要选用内腔干净无砂，外表喷塑或烤漆的灰铸铁散热器。具体性能及参数如下表2：表4.1 铸铁散热器参数型号散热面积水容量重量工作压力传热系数k四柱760型0.235m1.16L6.6kg0.5mpa8.49 w/m4.2 散热器的布置散热器布置在外墙窗台下，这样能迅速加热室外渗入的冷空气，阻挡沿外墙下降的冷气流，改善外窗、外墙对人体冷辐射的影响，使室温均匀。为防止散热器冻裂，两道外门之间，门斗及开启频繁的外门附近不宜设置散热器；散热器一般明装或装在深度不超过130mm的墙槽内。4.3 散热器的安装尺寸应保证底部距地面不小于60mm，通常取150mm；顶部距窗台板不小于50mm；背部与墙面净距不小于25mm。4.4 散热器的计算查2附录2-1，对四柱760型，不能超过25片。例如：001房间（储油室），房间热负荷Q=947W，供水温度为tg=95，th=70，tpj=(95+70)/2=82.5 , =5,t= =82.5-5=77.5查教材附录2-1 =9.151 w/m修正系数：散热器组装片数修正系数，先假定1=1.0；散热器连接形式修正系数，查教材附录2-4，2=1.0；散热器安装形式修正系数，查教材附录2-5，3=1.03；（取A=80mm.）。根据2式（2-1）F=Q/（Kt）123=947/（9.15177.5）111.03=1.38四柱760型散热器每片散热面积为0.235 m2，计算片数n为：n= F/f=1.38/0.235=6片查2附录2-3，当散热器片数为610片时，1=1，因此，实际所需散热器面积为：F= F1=1.381=1.38 m2实际采用片数n为： n=F/f=6片取整数，应采用四柱760型散热器6片。其他房间的散热器计算结果见下表：（为保证散热器的散热效果，每组散热器的片数大于10的控制在11-20范围内）。表4.2 各房间散热器计算表名称编号房间耗热量tpjtntKFnn001储油室94782.5577.59.1511.38066002更衣室307182.51864.58.6645.3352324003主食库180282.51270.58.8972.7891212004主食加工398582.51666.58.7436.6542830005洗消间179482.52062.58.5833.2471414006副食库192082.51270.58.8972.9721313007副食加工439382.51666.58.7437.3363133008女厕72082.51567.58.7821.17955009男厕120082.51567.58.7821.96588010楼梯间445882.51666.58.7437.4443234011楼梯间379482.51666.58.7436.3352728012餐厅537082.51666.58.7438.9673840013餐厅859682.51666.58.74314.3546164014工具间85782.51666.58.7431.43166015餐厅85782.51666.58.7431.43166016楼梯间165182.51666.58.7432.7571213017楼梯间192482.51666.58.7433.2131415018备餐间102082.51666.58.7431.70377019楼梯间192482.51666.58.7433.2131415020洗消间85782.52062.58.5831.55177021食堂办公97782.51864.58.6641.69777022宿舍144782.51864.58.6642.5141112023宿舍151382.51864.58.6642.6291112024宿舍221782.51864.58.6643.8521617025宿舍145782.51864.58.6642.5321112026宿舍145782.51864.58.6642.5321112027宿舍145782.51864.58.6642.5321112028宿舍145782.51864.58.6642.5321112029宿舍145782.51864.58.6642.5321112030宿舍145782.51864.58.6642.5321112031宿舍145782.51864.58.6642.5321112032宿舍155782.51864.58.6642.7051213033活动室765482.51864.58.66413.2985760034楼梯间165182.51666.58.7432.7571213035宿舍136982.51864.58.6642.3781010036宿舍136982.51864.58.6642.3781010037宿舍136982.51864.58.6642.3781010038宿舍136982.51864.58.6642.3781010039女厕110382.51567.58.7821.80788040男厕214782.51567.58.7823.5161516第5章 管路布置考虑到本工程的实际规模和施工的方便性，本设计二楼和三楼采用机械循环双管制垂直式的下供下回系统，一楼采用机械循环双管制垂直式的上供下回系统。散热片安装形式为异侧的下供下回。供水立管之间为异程式，在各层分别设置回水水平同程管。设计供回水温度为95/70。根据建筑的结构形式，布置干管和立管，为每个房间分配散热器组。（见图纸）5.1供暖系统的确定供暖系统采用水平干管同程式，立管共用的下供下回异程式双管系统，二楼、三楼西侧排管具体示意图如下图。系统排气方式：在顶层散热器上部设置排气阀排气。图5.1 西侧供暖系统立面图（详见系统图）5.2水力计算画出系统图，该系统就一个支路。首先计算最远的西侧的立管环路，图上小圆圈内的数字表示管段号，热负荷对应前面计算所得的值，管段长度与图示长度一一对应。实用供热空调设计手册中5.5.1与5.5.2规定：1、管网干管管径，不应小于50mm，通往各单体建筑物的管径对热水管道来讲不宜小于32mm。2、基础数据的确定：（1）、热力网管道内壁当量粗糙度，热水管道可采用0.0002m；（2）、热水热力网支干线、支线应按允许压力降确定管径，但供热介质流速不应大于3.5m/s。（3）、热水管道水力计算表见表5.5-2。最长环路是经过三楼西侧032房间的散热器（1557W）的环路。5.2.1 选择最不利环路最不利环路是通过三层西侧032宿舍的散热器（1557W）的环路。这个环路从散热器经过管段a、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、b。5.2.2 最不利环路的作用压力根据已给条件：P=10KPa 5.2.3 确定最不利环路各管段的管径。（1）求单位长度平均比摩尔阻根据右式1 Rpj=P/. （5.1）式中最不利循环环路或分支环路的总长度，m； 对应图中通过CAD量得=109m。沿程损失占总压力损失的估计百分数；查1中附录4-6，得=50%。Rpj=P/=0.510000/109=45.87Pa（2）根据各管段的热负荷，求出各管段的流量，计算公式如下：G=3600Q/4.187103（tgth）=0.86Q/（tgth）kg/h （5.2）式中Q管段的热负荷，W； tg系统的设计供水温度，； th系统的设计回水温度，。（3）根据G,Rpj,查2中附录表4-1,选择最接近Rpj的管径。将查出的d、R、v和G值列入表7中。5.2.4 确定长度压力损失Py=Rl将每一管段R与l相乘，列入水力计算表中。5.2.5确定局部阻力损失Z（1）确定局部阻力系数 根据系统图中管路的实际情况，列出各管段阻力名称。利用2中附录4-2，将其阻力系数记于表中，最后将各管段的总局部阻力系数列入表7中第9栏中。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，应列在流量较小的管段上。（2）利用1中附录表4-3，根据管段流速v，可查出动压头Pd，列入表7中的第10栏。又根据Pj=Pd，将求出的Pj值列入表7中的第11栏中。5.2.6求各管段的压力损失P=PjPy。将表7中的第8栏与第11栏相加列入表7第12栏中。5.2.7 求环路总压力损失即(PjPy)5.2.8计算富裕压力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，要求考虑系统应有10%以上的富裕度。 %=PI1(PjPy)ab/PI1100% （5.3）式中 % 系统作用压力的富裕率； PI1通过最不利环路的作用压力，Pa； (PjPy)ab通过最不利环路的压力损失，Pa。立管1的具体计算见下表。5.2.9其他管的水力计算当计算完立管时，开始计算立管，由于系统图中立管与立管并联，总压差和317的压差相等。其他算法和上面的算法是一致的。立管的具体计算见下表。表5.1 水力计算表管段号QWGkg/hLmDmmVm/sRPa/mPy=RlPa阻力数PdPa局部阻力损失Pa总阻力损失Pa备注12345678910111213通过立管1的环路a788532712.58500.3636.39 291.12.563.71159.3450.41634512182.76.3500.2822.92144.4138.5438.54182.92376111293.814.7400.2831.23459.11.538.5457.81516.9326011894.82320.2531.2562.5330.7392.19154.7316933582.54.8250.3060.89292.32.544.25110.6402.948842304.162.2200.2455.72122.63.528.3299.12221.7573852543.3200.2142.52140.3321.6865.04205.365928203.923.3200.1626.0185.8312.5937.77123.674471153.83.3200.1317.1956.738.3124.9381.6383014103.683.3150.1535.82118.2311.0633.18151.49155753.563.3150.0810.6235.143.1512.6047.7010155753.563.3150.0810.6235.143.1512.6047.70113014103.683.3150.1535.82118.2311.0633.18151.4124471153.83.3200.1317.1956.738.3124.9381.63135928203.923.3200.1626.0185.8312.5937.77123.61473852543.3200.2142.52140.3321.6865.04205.3158842304.162.2200.2455.72122.63.528.3299.12221.71616933582.54.8250.3060.89292.32.544.25110.6402.91726011894.82320.2531.2562.5330.7392.19154.718376111293.814.7400.2831.23459.11.538.5457.81516.919634512182.76.3500.2822.92144.4138.5438.54182.9b788532712.58500.3636.39 291.12.563.71159.3450.41环路：(Py+Pj)=5078.3Pa入口处的剩余循环作用压力，用阀门节流。立管1 第二层散热器环路 作用压力P=pa. 总长16.662米。Rpj=P/=0.5309.4/16.662=9.3Pa205049173.70.552250.0921.3811.83.53.9813.9325.73213706127.55.888200.1011.3466.7734.9214.7681.5322236381.296.589200.075.1033.632.417.2320.8323102035.093.633150.052.9910.8631.233.6914.5524102035.093.633150.052.9910.8631.233.6914.5525236381.296.589200.075.1033.632.417.2320.83263706127.55.888200.1011.3466.7734.9214.7681.53275049173.70.552250.0921.3811.83.53.9813.9325.73 压力损失：不平衡百分率：立管1 第一层散热器环路 作用压力P=. 总长35米。Rpj=P/=0.51033.8/35=14.8Pa.28116003990.715320.116.854.903.55.9520.8325.732910653366.52.791320.105.4515.2134.9214.7629.97307582260.83.310250.1312.6441.8438.3124.9366.77315780198.83.229250.107.8025.1934.9214.7639.95323787130.33.412200.1011.7440.0634.9214.7654.8233179461.718.24150.0912.84105.843.9815.92121.734179461.713.24150.0912.8441.6043.9815.9257.52353787130.33.412200.1011.7440.0634.9214.7654.82365780198.83.229250.107.8025.1934.9214.7639.95377582260.83.310250.1312.6441.8438.3124.9366.773810653366.52.791320.105.4515.2134.9214.7629.9739116003990.715320.116.854.903.55.9520.8325.73压力损失：不平衡百分率：需用阀门节流。通过立管2的环路 总压力为P= 总长70米。Rpj=P/=0.52777.86/70=19.84Pa.4026122898.63400.1915.5646.68317.7553.2599.934116664573.25320.1612.7863.92.512.5931.4895.38429008309.93.801250.1516.4862.643.511.0638.71101.35437357253.13.3250.1312.6441.7138.3124.9366.64445988206.03.3200.1626.0185.83312.5937.77123.6454619158.93.3200.1317.1956.7338.3124.9381.66463520121.13.263200.1010.1533.1234.9214.7647.8847214773.865.847150.1016.9999.3444.9219.68119.0248214773.865.847150.1016.9999.3444.9219.68119.02493520121.13.263200.1010.1533.1234.9214.7647.88504619158.93.3200.1317.1956.7338.3124.9381.66515988206.03.3200.1626.0185.83312.5937.77123.6527357253.13.3250.1312.6441.7138.3124.9366.64539008309.93.801250.1516.4862.643.511.0638.71101.355416664573.25320.1612.7863.92.512.5931.4895.385526122898.63400.1915.5646.68317.7553.2599.93压力损失：不平衡百分率： 立管2 第二层散热器环路 作用压力P=pa. 总长45米。Rpj=P/=0.5199.86/45=2.22Pa565058174.06.951320.051.6111.193.51.234.3115.5573446118.53.326250.063.1010.3131.775.3115.6258183463.096.354200.052.9318.6231.233.6922.315997733.614.641150.052.9913.8821.232.4616.346097733.614.641150.052.9913.8821.232.4616.3461183463.096.354200.052.9318.6231.233.6922.31623446118.53.326250.063.1010.3131.775.3115.62635058174.06.951320.051.6111.193.51.234.3115.5压力损失：不平衡百分率： 用立管阀门节流。立管2 第一层散热器环路 作用压力P=. 总长42米。Rpj=P/=0.51033.8/42=12.31Pa648234283.26.696250.1414.5097.093.59.6433.74130.8656314217.23.224250.119.2929.9535.9517.8547.80664117141.63.400200.1113.4545.7335.9517.8563.5867192066.052.977150.1016.9950.5834.9214.76