供熱工程課程設(shè)計--某教學樓階梯教室樓熱水供暖設(shè)計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次課程設(shè)計首先是選擇某地一建筑物，然后根據(jù)該地的氣象資料特征。計算該建筑物熱負荷，合理選擇確定該建筑物的供暖系統(tǒng)方案。以及散熱設(shè)備的選擇與計算。并根據(jù)該供暖方案對該系統(tǒng)進行水力計算以及系統(tǒng)的阻力平衡。繪制該建筑物的平面圖.剖面圖.供暖系統(tǒng)圖。</p><p>　　考慮該地區(qū)氣象特征以及建筑物的特點。根據(jù)

2、當?shù)毓?jié)能；環(huán)保要求。選擇最合理的熱水供暖系統(tǒng)。進行該系統(tǒng)的設(shè)計計算。</p><p>　　關(guān)鍵詞：熱負荷；散熱設(shè)備；水力計算</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.前言 1</p>&

3、lt;p>　　2.熱負荷計算 3</p><p>　　2.1建筑物的概述 3</p><p>　　2.2計算最小傳熱阻并校核

4、 4 </p><p>　　2.3熱負荷的計算 4</p><p>　　3 供暖方案的確定以及散熱器布置與選擇 12</p><p

5、>　　3.1熱媒的選擇 12</p><p>　　3.2供暖形式的確定 12</p><p>　　3.3散熱器的布置

6、 12</p><p>　　3.4散熱器選擇 12</p><p>　　3.5散熱器的計算 12</p><p>　　4.管路的水力計算

7、 23</p><p>　　4.1繪制采暖系統(tǒng)圖 23</p><p>　　4.2計算最不利環(huán)路的管徑 23</p><

8、;p>　　5.總結(jié) 29 </p><p>　　6.參考文獻 30

9、</p><p><b>　　2熱負荷計算</b></p><p><b>　　設(shè)計題目</b></p><p>　　開封市某教學樓階梯教室樓熱水供暖設(shè)計</p><p><b>　　原始資料</b></p><p><b>　　氣象資料 &l

10、t;/b></p><p>　　冬季平均風速：3.4 m/s.</p><p><b>　　風向：NE</b></p><p>　　室外計算溫度：-70c，查得此溫度下的空氣密度為1.3kg/m3 .</p><p>　　室內(nèi)計算溫度:16 0c,空調(diào)機房和設(shè)備間取5 0c。</p><p>

11、;　　tpmin=1.30c。</p><p><b>　　土建資料</b></p><p>　　首層高度為5.4m ，二層高度為4.5 m.</p><p><b>　　圍護結(jié)構(gòu)的條件為：</b></p><p>　　外墻：370 mm厚空心磚，雙面抹灰。外墻傳熱系數(shù)為K=1.2 W（m2/k）.

12、熱阻R=0.834 m2k/w</p><p>　　內(nèi)墻：墻厚150mm空心磚，雙面抹灰，K=2.48 W（m2/k）.</p><p>　　外窗：單層金屬窗，寬×高 900mm×900mm、1350mm×900mm 、1350mm×700mm 2598mm ×700mm、1800mm× 2400mm。K=6.4W（m2/k），通

13、過每米外窗縫隙進入室內(nèi)的冷空氣L=1.24m3/(m h).</p><p>　　外門：單層玻璃木門，1800mm×2850mmK=4.8W（m2/k）。通過每米外門縫隙進入室內(nèi)的冷空氣L=2.48m3/(m h).</p><p><b>　　地面：非保溫地面。</b></p><p>　　屋頂：170mm厚加氣混凝土塊，K=1.1

14、8 W（m2/k）熱阻R=0.76 m2k/w</p><p><b>　　動力資料：</b></p><p><b>　　熱源：由外網(wǎng)引入（</b></p><p>　　熱媒：熱水參數(shù)tg=950c th=700c</p><p><b>　　三 、熱負荷</b>&l

15、t;/p><p>　　外墻最小傳熱阻校核：</p><p>　　Twc=0.6tw+0.4tpmin=0.6×（-7）+0.4×1.3=-3.68 0c</p><p><b>　　最小傳熱阻計算公式</b></p><p>　　Rmin=αRn（Tn- Twc）/Ty =0.5363<0.834

16、 m2k/w 符合要求。</p><p>　　（其中溫差修正系數(shù)α=1）</p><p>　　α——圍護結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)；是用來考慮供暖房間并不直接接觸室外大氣時，圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量會因內(nèi)外傳熱溫差的 削弱而減少的修正，其值取決于鄰室非供暖房間或空間的保溫性能和透氣情況。</p><p>　　地面各地段的傳熱系數(shù)見表</p><p>　　

17、屋頂最小傳熱阻校核：</p><p>　　Rmin=αRn（Tn- Twc）/Ty =0.3575<0.76 m2k/w。符合要求。</p><p>　　一、房間101供熱系統(tǒng)設(shè)計熱負荷</p><p>　　南外墻 F=63.99m2 ，查得a=1，南向xch=-20%，東向xch=-5%，西向xch=-5%，北向xch=10%，K=1.2 W（m2/k）&

18、lt;/p><p>　　Q1=（1+xch）=1.2×63.99×23×80%=1413 W</p><p>　　南外門：F=5.13m2，K=4.8 W（m2/k）,外門附加率xm=500%</p><p>　　Q2=（1+xch+xm）=3284.8 W</p><p>　　南外窗：Q3=6.4×8.6

19、4×23×80%=1017.5w</p><p>　　東外墻：Q4=1.2×43.2×23×95%=1133W</p><p>　　東外窗：Q5=6.4×8.64×23×95%=1208W</p><p>　　西外墻：Q6=1.2×43.2×23×95%=1

20、133w</p><p>　　西外窗：Q7=6.4×8.64×23×95%=1208.2w</p><p><b>　　冷風滲透量耗熱量：</b></p><p>　　Q=0.28LρwCp (tn-tw′)ln </p><p>　　L—每米門窗縫隙滲入室內(nèi)的空氣量，按當?shù)囟酒骄L速

21、，m3/h·m</p><p>　　l—門窗縫隙的計算長度，m;</p><p>　　n—滲透空氣量的朝向修正系數(shù);</p><p>　　ρW—冬季供暖室外計算溫度下的空氣密度，Kg/ m3；</p><p>　　Cp—冷空氣的定壓比熱，C=1KJ/Kg·℃；</p><p>　　tn—冬季室內(nèi)空氣

22、的計算溫度，℃； </p><p>　　tw′—冬季室外空氣的計算溫度，℃。</p><p>　　查表可知：開封市的冷風朝向修正系數(shù)：南向n=0.2北向n=0.65東向n=0.65西向n=1.0；</p><p>　　查表可知：冬季室外平均風速Vpj=3.4m/s，單層窗的L=1.24m3/m·h，門的L=2.48m3/m·h</p>

23、<p>　　南向外窗的總計算長度l=9.6m</p><p>　　南外窗冷風：Q1=0.28×1.24×1.3×1×23×9.6×0.2×2=39.9w</p><p>　　南門冷風：Q2=0.28×2.48×1.3×1×23×11.1×0.2=4

24、6w</p><p>　　東窗冷風：Q3=0.28×1.24×1.3×1×23×9.6×0.65×2=129.5w</p><p>　　西窗冷風：Q4=0.28×1.24×1.3×1×23×9.6×1×2=199.5W</p><p

25、><b>　　地面耗熱：</b></p><p>　　地帶一：F=67.2m2，k=0.47 w（m2/k）</p><p>　　地帶二：F=43.2m2，k=0.23 w（m2/k）</p><p>　　地帶三：F=27.2m2，k=0.0.12 w（m2/k）</p><p>　　地帶四：F=8.64m2，k=

26、0.07w（m2/k）</p><p>　　Q=∑kf(tn-tw′)</p><p>　　=0.47×67.2×23+0.23×43.2×23+27.2×0.12×23+0.07×8.64×23</p><p><b>　　=1044w</b></p>

27、<p>　　101房間供暖系統(tǒng)設(shè)計總熱負荷</p><p>　　Q=1017.5w+1133W+1208W+1133w+1208.2w+39.9w+46w+129.5w+199.5W+1044w=11857w</p><p>　　考慮到高度附加率2%，所以Q101=12094w.</p><p>　　104+105房間熱負荷：</p>&

28、lt;p>　　北外墻：Q1=1.2×95.15×23×110%=2889W</p><p>　　北外窗：Q1=6.4×8.64×23×110%=1399w</p><p>　　北外門：Q2=4.8×4.28×23×（110%+500%）=2882.3w</p><p>　

29、　南外門：Q3=4.8×4.28×23×(80%+500%）=2737.4w</p><p>　　南外墻：Q4=1.2×15.6×23×80%=344.4W</p><p>　　東內(nèi)墻：tn=5 0c</p><p>　　Q5=2.48×11×43.34=1183W</p>

30、<p><b>　　冷風滲透量耗熱量：</b></p><p>　　北窗冷風：Q6=0.28×1.24×1.3×1×23×9.6×0.65×2=129.5w</p><p>　　南北門冷風：Q7=0.28×2.48×1.3×1×23×10

31、.5×（0.65+0.2）=851w</p><p>　　地面：Q8=0.47×35.4×23+0.23×35.4×23+14.2×0.12×23 =610w</p><p>　　104+105房間總熱負荷：</p><p>　　Q=2889+1399+2882.3+2737.4+344.4+11

32、83+129.5+851+610=13025.6w</p><p>　　考慮高度附加率2%，Q=13286w</p><p>　　以此可算出其它房間的熱負荷，如下表所示:</p><p><b>　　一層熱負荷計算</b></p><p><b>　　二層熱負荷計算</b></p>&

33、lt;p>　　供暖方案的確定以及散熱器布置與選擇</p><p><b>　　熱媒的選擇</b></p><p>　　本題選擇熱水供暖系統(tǒng)，供水溫度tg=95℃，回水溫度th=70℃。</p><p><b>　　供暖形式的確定</b></p><p>　　本題采用重力循環(huán)等溫異程式雙管上供下

34、回式供暖系統(tǒng)，每組散熱器供水管上有一截止閥。</p><p>　　3.3 散熱器的布置</p><p>　　該題散熱器安裝在窗臺下面，這樣沿散熱器上升的對流熱氣流能阻止和改善從玻璃下降的冷氣流和玻璃冷輻射的影響，使流經(jīng)室內(nèi)的空氣流比較暖和舒適。</p><p>　　3.4 散熱器的選擇</p><p><b>　　散熱器的選擇及安裝

35、</b></p><p><b>　　3.5散熱器的計算</b></p><p>　　根據(jù)上表散熱器的選擇，同時又表2-13所計算熱負荷的大小，室內(nèi)安裝M132型散熱器。 </p><p>　　1 ） 散熱面積的計算</p><p>　　所需散熱器傳熱面積F按下式計算：</p><p>

36、;　　F=Q/k(tpj -tn)</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　—房間供暖所需的散熱器散熱面積，m2；</p><p>　　—房間供暖熱負荷，W；</p><p>　　—散熱器的傳熱系數(shù)，W/(m .℃)；</p><p>　　—散熱器熱媒的算術(shù)平均溫度，℃；&l

37、t;/p><p>　　—供暖室內(nèi)計算溫度，℃；</p><p>　　—散熱器組裝片數(shù)或散熱器的長度修正系數(shù)</p><p>　　—散熱器連接形式修正系數(shù)，</p><p>　　—散熱器安裝形式修正系數(shù)，</p><p>　　散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)的選擇</p><p>　　注：上表僅適用于各種柱式散

38、熱器，方翼型和圓翼型散熱器不修正，其它散熱器需要修正時，見產(chǎn)品說明。</p><p>　　散熱器連接形式修正系數(shù)的選擇：四柱813型與供水管道的連接選擇同側(cè)上進下出的連接方式，則=1.0；</p><p>　　2）一層樓房的散熱器計算</p><p><b>　　101房間：</b></p><p>　　已知雙管系統(tǒng)，Q

39、=12094w，tpj =(tg+th)/2=(95+70)/2=82.5</p><p>　　℃ tn=16℃ Δt=tpj-tn=66.5℃。</p><p>　　查供熱工程附錄（2-1） 對M-132散熱器 </p><p>　　K=2.426Δt0.286=2.426×（66.5）0.286=8.06w/m2·℃</p&g

40、t;<p>　　散熱器組裝形式修正系數(shù)=1.0</p><p>　　散熱器連接形式修正系數(shù)=1.0</p><p>　　散熱器安裝形式修正系數(shù)=1.05</p><p><b>　　根據(jù)公式求得：</b></p><p>　　F=Q/k(tpj -tn)</p><p>　　=120

41、94/(8.06×66.5) ×1.0×1.0×1.05=23.7 m2</p><p>　　n=F/f=23.7/0.24=98.75片 當散熱器片數(shù)大于20片時，=1.1</p><p>　　因此實際所需散熱面積為：</p><p>　　實際采用的片數(shù) n=1.1×98.75=108.6，取109片，共分

42、為六組。</p><p>　　同理可算得其他房間片數(shù)</p><p>　　104+105房間：Q=13286 w ，n=119.2片，取119片，共分</p><p>　　廁所和過道： Q=5138w</p><p>　　108房間： Q=10734w，可得 n= 片</p><p>　　房間109+110：Q

43、=11672 w</p><p>　　同理可得 n= 15片</p><p>　　201+204+205房間： Q=20873.4w</p><p>　　同理可得 n= 11片</p><p>　　廁所和過道： Q=9544w</p><p>　　同理可得 n= 19片</p><p>　　

44、207+208+209房間： Q=17519w</p><p>　　同理可得 n= 9片</p><p>　　各層房間散熱器片數(shù)的計算如下表所示： </p><p><b>　　一層散熱器計算表</b></p><p><b>　　二層散熱器計算表</b></p><p>

45、;　　4 .管路的水力計算</p><p>　　4.1 繪制管路的系統(tǒng)圖</p><p>　　1.繪制管路的系統(tǒng)圖（1-3）層。并標上管段，管長，以及熱負荷大小。</p><p>　　2.確定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)采用異層式系統(tǒng)，取最遠的立管為最不利環(huán)路。圖見附錄。</p><p>　　4.2 計算最不利環(huán)路的管徑</p>&l

46、t;p>　　本設(shè)計采用 重力循環(huán)系統(tǒng). </p><p>　　選擇最不利環(huán)路，并標管徑；</p><p>　　根據(jù)推薦比摩阻確定環(huán)路管徑，流速，以及平均比摩阻的大小。</p><p>　　計算各管段的壓力損失Δpy；</p><p>　　確定局部阻力損失Δpj；</p><p>　　求各管段的壓力損失Δp=Δpy

47、+Δpj；</p><p>　　求環(huán)路的總壓力損失ΣΔp；</p><p><b>　　平衡各管段的阻力；</b></p><p>　　將計算結(jié)果記入下列的表中。</p><p><b>　　水力計算表</b></p><p>　　立管Ⅰ一層散熱器（最不利環(huán)路 ）

48、 作用壓力Δp =764.41pa</p><p>　　ΣL=87.6m Σ（Δpy+Δpj）=652.49pa</p><p>　　系統(tǒng)作用壓力富裕率X=(764.41-652.49)/764.41=14.64%>10%</p><p>　　入口處的剩余循環(huán)作用壓力，用閥門截流。</p><p>　　立管Ⅰ二層

49、散熱器 作用壓力Δp =1278.88pa</p><p>　　Σ（Δpy+Δpj）=821.39pa</p><p>　　不平衡率X=(546.81-821.39)/546.81=-35%>-15%(管徑最小應(yīng)調(diào)節(jié)立管閥門) </p><p>　　立管Ⅰ三層散熱器

50、 作用壓力Δp =1793.22pa</p><p>　　Σ（Δpy+Δpj）(9-12)=1143.26pa</p><p>　　不平衡率X=(1119.97-1143.26)/546.81=-2.07%<15%</p><p>　　立管Ⅱ一層散熱器環(huán)路

51、 資用壓力Δp =265.54pa</p><p>　　不平衡率X=(265.54-234.42)/265.54=-11.7%<-15%</p><p>　　立管Ⅱ二層散熱器資用壓力 作用壓力Δp =1278.88pa</p><p>　　Σ（Δpy+Δpj）=754.2pa</p>&

52、lt;p>　　不平衡率X=(654.01-754.2)/654.1=-14%<15% </p><p>　　立管Ⅱ三層散熱器 作用壓力Δp =1793.22pa</p><p>　　Σ（Δpy+Δpj）=287.8pa</p><p>　　不平衡率X=(1220.61-287.8)/

53、1220.61=76%>-15%(管徑最小應(yīng)調(diào)節(jié)立管閥門) </p><p>　　注：由于系統(tǒng)左右兩區(qū)對稱，故兩區(qū)水力計算數(shù)據(jù)相同，不再列出，且系統(tǒng)圖也不再標注。</p><p><b>　　局部阻力系數(shù)統(tǒng)計表</b></p><p><b>　　5.總結(jié)</b></p

54、><p>　　在生活和生產(chǎn)過程中，會有很多的地方須設(shè)計供暖，因供暖的存在，使得在生活上的舒適性得道提高，而且生產(chǎn)會有很大的提高，供熱工程在很多方面都有所涉及。所以在以后的生活.生產(chǎn)中要加以重視。</p><p>　　合理的選擇供暖系統(tǒng)是計算的關(guān)鍵，以及根據(jù)室內(nèi)的熱負荷大小計算散熱器的片數(shù)，正確的選擇散熱器的型號。根據(jù)所選擇的供暖系統(tǒng)以及供暖方式來合理的進行管路的水力計算，算出管段的各管徑的大小

55、，然后進行管道的阻力計算，以及平衡管段的阻力，這一系統(tǒng)讓我對供熱工程系統(tǒng)的設(shè)計以及水力計算有了全面的了解。</p><p>　　通過課程設(shè)計達到對供熱工程這門課的知識的深化得目的，把課程內(nèi)容貫穿，是它更加系統(tǒng)化，邏輯化，加強了這門課的認識以及對本專業(yè)的深刻的理解。</p><p><b>　　6．參考文獻</b></p><p>　　[ 1 ]

56、 賀平 孫剛 《供熱工程》[M]. 中國建筑工業(yè)出版社，2003.6</p><p>　　[ 2 ] 建筑工程常用數(shù)據(jù)系列手冊編寫組.暖通空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊.北京.中國建筑工業(yè)出版社，2002 .2</p><p>　　[ 3 ] 李德英 《供熱工程》 中國建筑工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[ 4 ] 《采暖通風設(shè)計手冊》 中國建筑工業(yè)出版社,199