供熱課程設(shè)計--某辦公樓采暖系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、設(shè)計題目與原始條件</p><p><b>　　二、方案設(shè)計 </b></p><p><b>　　三、熱負荷的計算</b></p><p>　　1.傳熱系數(shù)的計算</p><p&

2、gt;　　2.以某房間為例計算采暖熱負荷 </p><p>　　3.其它房間熱負荷：</p><p>　　四、地板采暖盤管的選擇和計算</p><p><b>　　1.散熱器的選擇</b></p><p>　　2.散熱器的計算 </p><p><b>　　五、水力計算</b

3、></p><p>　　1、系統(tǒng)管路水力計算的基本公式</p><p><b>　　2、沿程阻力損失</b></p><p><b>　　3、局部阻力損失</b></p><p>　　4、加熱管的水力計算</p><p><b>　　六、設(shè)計總結(jié)</b

4、></p><p><b>　　七、參考文獻</b></p><p>　　設(shè)計題目與原始條件：</p><p>　　1、設(shè)計題目：北京市某辦公樓采暖系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　2、原始條件</b></p><p><b>　　地點：北京市</

5、b></p><p>　　土建資料：建筑物的平、立面圖</p><p><b>　　其它資料</b></p><p><b>　　熱源：獨立鍋爐房</b></p><p>　　資用壓力：70kpa</p><p>　　供回水溫度：60℃/50℃</p>&

6、lt;p>　　建筑物周圍環(huán)境：市內(nèi)，無遮擋 </p><p>　　3、氣象資料：北京市采暖室外計算溫度t0 取-9℃</p><p>　　冬季室外平均風速v0 取2.7m/s</p><p>　　冬季最多風向 NNW 平均風速 4.5m/s 頻率 14%</p><p>　　日照率 57%

7、【1】P187</p><p>　　4、設(shè)計參數(shù)： 室內(nèi)計算溫度 門廳 16℃ </p><p>　　辦公室 20℃ </p><p>　　會議、接待 18℃</p><p>　　多功能廳 18℃</p><p>　　走道、洗手間 16℃</

8、p><p><b>　　二、方案設(shè)計</b></p><p><b>　　三、熱負荷的計算</b></p><p><b>　　1.傳熱系數(shù)的計算</b></p><p>　?。?）墻體的傳熱系數(shù)</p><p>　　墻體實用鋼筋混凝土，雙面抹灰，250mm

9、，保溫層：苯板，墻體60mm，屋頂，100mm。</p><p><b>　　構(gòu)造層次：</b></p><p>　　墻體：熱阻值=0.36()/W,=2.78 W/()，熱惰性指標D=3.09，墻體類型：三類。</p><p><b>　　保溫層：苯板</b></p><p>　　根據(jù)《采暖通風與

10、空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50019-2003規(guī)定，圍護結(jié)構(gòu)的最小熱阻 應按下式確定 </p><p>　　R0.min= （1）</p><p>　　其中 ——最小總熱阻， ()/W；</p><p>　　──冬季室內(nèi)計算溫度，18℃；</p><p>　　——冬季室外計算溫度，-14℃；</p><p>　　

11、α——溫差修正系數(shù)1；</p><p>　　——圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱熱阻，0.36 ()/W</p><p>　　[△t]——室內(nèi)空氣溫度與圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的允許溫差6.0℃。</p><p>　　因此,外墻最小熱阻為 </p><p>　　R0.min= ×0.36=1.92 ()/W （2）</p><p

12、>　　外墻的熱阻值=0.36()/W〈1.92()/W,不滿足要求，需要加保溫層。</p><p>　　按經(jīng)驗數(shù)值：墻體加60mm厚的苯板，==0.06/0.03=2 ()/W</p><p>　　因此墻體R=+=2.36()/W〉1.92()/W，滿足要求。</p><p>　?。?）門、窗戶的傳熱系數(shù)</p><p>　　門窗的傳熱

13、系數(shù)如下表所示：</p><p><b>　　表1</b></p><p><b>　　3）屋面的傳熱系數(shù)</b></p><p>　　查閱參考文獻[2]可得屋面的熱工指標，如下表所示。</p><p><b>　　表2</b></p><p>　　查參

14、考文獻[1]得℃，計算最小總熱阻。代入數(shù)據(jù)計算得：</p><p>　　==0.1/0.03=3.33()/W （3）</p><p>　　屋頂?shù)目偀嶙瑁篟=+=3.66()/W，所以，滿足室內(nèi)衛(wèi)生要求。</p><p>　　2.以某房間為例計算采暖熱負荷</p><p><b>　　表3</b></p>

15、;<p>　　3.全部房間的熱負荷</p><p><b>　　表4</b></p><p>　　求和得：總負荷為126179.2W，總面積為3705.4m2</p><p>　　經(jīng)計算，該建筑的面積熱指標為：qf=126179.2÷3705.4=34.05 W/m2 。</p><p>　　四、

16、地板采暖盤管的選擇和計算</p><p><b>　　1地板輻射采暖構(gòu)造</b></p><p>　　本設(shè)計采用熱水作為熱煤，根據(jù)各房間的單位面積耗熱量，采用瓷磚、復合木地板類地面。技術(shù)參數(shù)如下：</p><p><b>　　地面材料：瓷磚</b></p><p>　　供回水溫度：供60℃；回，50

17、℃。</p><p>　　管材：耐高溫聚乙烯(PE-RT)</p><p>　　圖1 地板輻射采暖構(gòu)造</p><p>　　1、聚苯乙烯保溫板 2、耐高溫聚乙烯管 3、地面層</p><p>　　4、水泥沙將找平層 5、細石混凝土 6、聚苯乙烯保溫板 8、樓板 </p><p><b&

18、gt;　　2、采暖盤管的布置</b></p><p>　　影響塑料埋管鋪設(shè)方式的主要因素是塑料埋管的最小彎曲半徑。而滿足彎曲半徑的同時也要使地板輻射供暖的熱效率達到最大。因此，為了不使地板表面溫度過高而造成人腳部太熱而表現(xiàn)的不舒適，最理想的狀況是板表面溫度均勻一致。同時也要考慮施工問題。對于雙回形布置，經(jīng)過版面中心點的任何一個剖面，埋管是高溫低溫管相間隔布置，存在“零熱面”和“均化”效應，從而使這種布

19、置方式的板面溫度場比較均勻，是鋪設(shè)彎曲度數(shù)大部分為90°彎，故鋪設(shè)簡單也沒有埋管相交問題。首層地面、衛(wèi)生間及廚房必須設(shè)防水層。采暖地面構(gòu)造層與外墻接觸部分用聚苯乙烯保溫板作保溫處理。</p><p><b>　　3、散熱器的選擇</b></p><p>　?。?）散熱器的選型原則</p><p>　　散熱器的選型和布置要遵循如下的原則

20、[2]：</p><p>　　散熱器的選型要遵循傳熱性能好、安全可靠、美觀、緊湊、便于清掃、使</p><p>　　用壽命不低于供暖系統(tǒng)所選用的PE-RT管的壽命的原則。</p><p>　　散熱器的布置要確保室內(nèi)溫度分布均勻，要與衛(wèi)生間的設(shè)施相協(xié)調(diào)。</p><p>　　散熱器的布置應盡可能縮短戶內(nèi)管系的長度。</p><

21、;p>　　適用于衛(wèi)生間的潮濕環(huán)境。</p><p>　　根據(jù)規(guī)范，散熱器距地面的高度為15—20cm,離外墻100mm。</p><p><b>　　4、散熱器的計算</b></p><p>　　首先根據(jù)公式計算出各管段的流量</p><p>　　G=0.86Q／（- ） kg／h （4）</p>

22、;<p>　　式中 Q ——管段的熱負荷，W；</p><p>　　——系統(tǒng)的設(shè)計供水溫度，℃；</p><p>　　——系統(tǒng)的設(shè)計回水溫度，℃。</p><p><b>　　確定管徑的公式：</b></p><p>　　Φ=λS(t1-t2) （5）</p><p>　　

23、式中： λ—導熱系數(shù)， W/m·℃；</p><p><b>　　S—形狀因子；</b></p><p>　　t1 ——盤管溫度， ℃；</p><p>　　t2——地板表面溫度， ℃；</p><p>　　（6） </p><

24、;p>　　式中： l—管長， m；</p><p><b>　　H——埋深，mm；</b></p><p><b>　　D——管徑，mm；</b></p><p>　　ω——管間距，mm；</p><p>　　導熱系數(shù) ： W/m·℃</p><

25、;p>　　構(gòu)造層：瓷磚地板層 δ=10mm λ=1.1 W/m·℃</p><p>　　水泥沙將找平層 δ=20mm λ=0.93 W/m·℃</p><p>　　細石混凝土層 δ=40mm λ=1.51 W/m·℃</p><p><b>　?。?）

26、</b></p><p><b>　　五、水力計算</b></p><p>　　1、系統(tǒng)管路水力計算的基本公式</p><p>　　熱媒（流體）在管道內(nèi)流動是，由于流體分子間及其與管壁間的摩擦，就有損失能量，這種為沿程損失（沿程摩擦阻力）；而當流體通過管道的一些附件時，如閥門、彎頭、三通、散熱器等，由于流體流動方向或速度的改變，產(chǎn)

27、生局部旋渦和撞擊，也有損失能量，這種為局部損失（局部阻力）。因此熱水供暖系統(tǒng)中，計算管段的總壓力損失，可用下式表示：</p><p><b>　　Pa （8）</b></p><p>　　—計算管段的壓力損失，Pa；</p><p>　　—計算管段的沿程損失，Pa；</p><p>　　—計算管段的局部損失，Pa/

28、m；</p><p><b>　　L—管段長度，m。</b></p><p><b>　　2、沿程阻力損失</b></p><p>　　在管路的水力計算中，把管路中水流量和管徑都沒有改變的一段管子，稱為一個計算管段。任何一個熱水供暖系統(tǒng)都是由許多串聯(lián)和并聯(lián)的計算管段組成。流體沿直線管段流動時，所引起的能量損失，稱為沿程損失

29、。為計算方便，都是先計算出每米管長的沿程損失（也稱為比摩阻）。其值可用流體力學中的達西·圍斯巴赫公式進行計算：</p><p>　　Pa/m （9）</p><p>　　λ —管段的摩擦阻力系數(shù)；</p><p>　　d —管道內(nèi)徑，m；</p><p>　　ν—熱媒在管道內(nèi)的流速，m/s；</p><p&

30、gt;　　ρ—熱媒的密度，kg/m。</p><p><b>　　3、局部阻力損失</b></p><p>　　如前所述，管段的局部損失主要是因流體流過管道中的一些局部附件（如閥門、彎頭、三通、散熱器等）而一起的一種能量損失。 由于盤管彎頭眾多，角度不固定，因此局部阻力折算成0.3倍的沿程阻力，那么總阻力就是1.3倍的沿程阻力。</p><p>

31、;　　4、加熱管的水力計算</p><p>　　本計算過程選用供水溫度為60℃，回水溫度為50℃，溫差為10℃ ，供回水的平均性參數(shù)知：水的密度p =985．73，比熱c=4.19kJ／(kg．k)，水的運動粘滯系數(shù)v 溫度為55℃ 。以40℃作為水的定性溫度查取水的物=0．5165x10-6m／s。為了便于排除管內(nèi)的空氣，加熱管內(nèi)的熱水流速不應小于0．25m／s，同時，加熱管內(nèi)流速宜控制在0．25-0．5m／s

32、之間，每一個環(huán)路的阻力不宜超過3xPa。采暖系統(tǒng)的阻力由沿程阻力和局部阻力組成，局部阻力又由管路局部阻力和設(shè)備阻力(如分水器、集水器阻力)組成。由于加熱管的彎曲半徑較大(≥6Dw)，對局部阻力可按沿程阻力的附加方法進行處理，經(jīng)過總結(jié)，總阻力為1.3×沿程阻力。</p><p><b>　　5、最不利環(huán)路：</b></p><p>　　距離供水干管最遠的一條環(huán)

33、路，即東側(cè)五層分水器上帶的最長的盤管?？傋枇τ嬎闳缦拢?lt;/p><p>　　選擇五層分水器上最長的一根盤管116米。根據(jù)公式（9），得出沿程阻力，再由局部阻力是沿程阻力的0.3倍，得出盤管的總阻力。</p><p>　　==+1.3=26206+1.3*25000=58706Pa</p><p><b>　　6、水利平衡</b></p&g

34、t;<p>　　校核最不利管段一樓東側(cè)區(qū)域環(huán)路和五樓東側(cè)區(qū)域環(huán)路兩個環(huán)路間的水力平衡：</p><p>　　不平衡率=｛（∑△P1-∑△P2）∕∑△P1｝×100％</p><p>　　=（58706-35698）∕58706=39.2％＞15%</p><p>　　超出允許的不平衡百分率。調(diào)節(jié)散熱器對應環(huán)路的分水器的流量平衡閥，大部分的壓力

35、損失靠它消耗掉，少部分靠散熱器上的流量平衡閥節(jié)流掉，由于集水器各支路上有流量計，當把閥門調(diào)到流量計顯示需要的流量值時就停止調(diào)閥。</p><p>　　校核中部區(qū)域一層和五層兩個環(huán)路間的水力平衡：</p><p>　　不平衡率=｛（∑△P1-∑△P2）∕∑△P1｝×100％</p><p>　　=（45266-33538）∕45266=25％＞15％<

36、/p><p>　　同理，超出允許的不平衡百分率。調(diào)節(jié)散熱器對應環(huán)路的分水器的流量平衡閥，大部分的壓力損失靠它消耗掉，少部分靠散熱器上的流量平衡閥節(jié)流掉，由于集水器各支路上有流量計，當把閥門調(diào)到流量計顯示需要的流量值時就停止調(diào)閥。</p><p>　　校核中部區(qū)域立管和東側(cè)最不利環(huán)路區(qū)域立管兩個并聯(lián)環(huán)路間的水力平衡：</p><p>　　不平衡率=｛（∑△P1-∑△P2）

37、∕∑△P1｝×100％</p><p>　　=（58706-49266）∕58706=14.6％＜15％</p><p><b>　　在允許范圍內(nèi)。</b></p><p><b>　　六、設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　到此，為期兩周的課程設(shè)計就要結(jié)束了。這是對我們在課堂上學到的

38、知識的一次全面檢驗，在設(shè)計的過程中我受益匪淺，使我在課堂學到的知識得以系統(tǒng)化，也讓我體會到了書本的理論知識與工程實際之間的聯(lián)系和差別。我對低溫熱水地面輻射供暖系統(tǒng)的設(shè)計有了理性的認識。這次設(shè)計是對大學所學集中供熱采暖知識的一次擴展運用。</p><p>　　在這次設(shè)計過程中我有很多感觸，也遇到了很多問題。比如一開始的熱負荷計算中，圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的計算，面積的丈量，修正率的選擇，滲透得熱量的計算等。我是用地盤管采

39、暖設(shè)計的散熱器，所以跟同學交流的機會不是太多，但是通過跟老師溝通，從網(wǎng)上查資料，學習到了很多新的知識，初步學習了天正軟件的使用。在以后的學習過程當中要注重發(fā)散思維的培養(yǎng)，多與老師交流問題。還有就是做事態(tài)度方面，對待工程實際問題一定要嚴謹，不能想當然，遇到問題一定要沉著冷靜，這樣才能沉住氣去思考問題，給大腦獨立思考的空間，學會自己去獨立思考問題不能總是讓別人告訴我們怎么做，我們要自己決定應該怎樣做，只有這樣我們的獨立能力有所提高。同時要學

40、會與同學協(xié)作，跟同學一起討論問題，往往能夠找到最佳方案。</p><p><b>　　七、參考文獻</b></p><p>　?。?］賀平，孫剛.供熱工程.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993.</p><p>　?。?］卜一德.地板采暖與分戶熱計量技術(shù).中國建筑工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　［3］陸耀慶.

41、實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊.中國建筑工業(yè)出版社.1993.6</p><p>　　［4］國家建筑標準設(shè)計圖集：03K404∕03(05) K404低溫熱水地板輻射供 </p><p>　　暖系統(tǒng)施工安裝。中國建筑標準設(shè)計研究所出版，2007.</p><p>　?。?］王子介.低溫輻射供暖與輻射供冷.北京：機械工業(yè)出版社，2004.</p>

42、;<p>　　［6］李向東，于曉明主編.分戶熱計量采暖系統(tǒng)設(shè)計與安裝.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.</p><p>　?。?］地面輻射供暖技術(shù)規(guī)程（JGJ142-2004、J365-2004）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.</p><p>　?。?］李永安,尚豐偉,焦明先.低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)設(shè)計，建筑熱能通分空調(diào)，2002（1）.</p>

43、<p>　?。?］《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準（采暖居住建筑部分）》（JGJ 26-95）.1995.</p><p>　?。?0］《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（GB 50019-2003）.北京：中國計劃出版社，2003.</p><p>　?。?1］《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》（GB 50176-93）.北京：中國計劃出版社，1993.</p><p><