供熱工程課程設(shè)計(jì)--某教學(xué)樓階梯教室樓熱水供暖設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)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(jì)算該建筑物熱負(fù)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(jì)算。并根據(jù)該供暖方案對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行水力計(jì)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(diǎn)。根據(jù)

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

3、lt;p>　　2.熱負(fù)荷計(jì)算 3</p><p>　　2.1建筑物的概述 3</p><p>　　2.2計(jì)算最小傳熱阻并校核

4、 4 </p><p>　　2.3熱負(fù)荷的計(jì)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(jì)算 12</p><p>　　4.管路的水力計(jì)算

7、 23</p><p>　　4.1繪制采暖系統(tǒng)圖 23</p><p>　　4.2計(jì)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(xiàn) 30

9、</p><p><b>　　2熱負(fù)荷計(jì)算</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　開封市某教學(xué)樓階梯教室樓熱水供暖設(shè)計(jì)</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(fēng)速：3.4 m/s.</p><p><b>　　風(fēng)向：NE</b></p><p>　　室外計(jì)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(jì)算溫度:16 0c,空調(diào)機(jī)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(hù)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(jìn)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(jìn)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(dòng)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(fù)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(jì)算公式</b></p><p>　　Rmin=αRn（Tn- Twc）/Ty =0.5363<0.834

16、 m2k/w 符合要求。</p><p>　?。ㄆ渲袦夭钚拚禂?shù)α=1）</p><p>　　α——圍護(hù)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(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量會(huì)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(jì)熱負(fù)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(fēng)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(dāng)?shù)囟酒骄L(fēng)速

21、，m3/h·m</p><p>　　l—門窗縫隙的計(jì)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(jì)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(jì)算溫度，℃； </p><p>　　tw′—冬季室外空氣的計(jì)算溫度，℃。</p><p>　　查表可知：開封市的冷風(fēng)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(fēng)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(jì)算長度l=9.6m</p><p>　　南外窗冷風(fēng)：Q1=0.28×1.24×1.3×1×23×9.6×0.2×2=39.9w</p><p>　　南門冷風(fēng)：Q2=0.28×2.48×1.3×1×23×11.1×0.2=4

24、6w</p><p>　　東窗冷風(fēng)：Q3=0.28×1.24×1.3×1×23×9.6×0.65×2=129.5w</p><p>　　西窗冷風(fēng)：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(jì)總熱負(fù)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(fù)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(fēng)滲透量耗熱量：</b></p><p>　　北窗冷風(fēng)：Q6=0.28×1.24×1.3×1×23×9.6×0.65×2=129.5w</p><p>　　南北門冷風(fēng)：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(fù)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(fù)荷，如下表所示:</p><p><b>　　一層熱負(fù)荷計(jì)算</b></p><p><b>　　二層熱負(fù)荷計(jì)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(tái)下面，這樣沿散熱器上升的對(duì)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(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)上表散熱器的選擇，同時(shí)又表2-13所計(jì)算熱負(fù)荷的大小，室內(nèi)安裝M132型散熱器。 </p><p>　　1 ） 散熱面積的計(jì)算</p><p>　　所需散熱器傳熱面積F按下式計(jì)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(fù)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(jì)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(shí)，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(jìn)下出的連接方式，則=1.0；</p><p>　　2）一層樓房的散熱器計(jì)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(duì)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(dāng)散熱器片數(shù)大于20片時(shí)，=1.1</p><p>　　因此實(shí)際所需散熱面積為：</p><p>　　實(shí)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(jì)算如下表所示： </p><p><b>　　一層散熱器計(jì)算表</b></p><p><b>　　二層散熱器計(jì)算表</b></p><p>

45、;　　4 .管路的水力計(jì)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(biāo)上管段，管長，以及熱負(fù)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(yuǎn)的立管為最不利環(huán)路。圖見附錄。</p><p>　　4.2 計(jì)算最不利環(huán)路的管徑</p>&l

46、t;p>　　本設(shè)計(jì)采用 重力循環(huán)系統(tǒng). </p><p>　　選擇最不利環(huán)路，并標(biāo)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(jì)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(jì)算結(jié)果記入下列的表中。</p><p><b>　　水力計(jì)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(duì)稱，故兩區(qū)水力計(jì)算數(shù)據(jù)相同，不再列出，且系統(tǒng)圖也不再標(biāo)注。</p><p><b>　　局部阻力系數(shù)統(tǒng)計(jì)表</b></p><p><b>　　5.總結(jié)</b></p

54、><p>　　在生活和生產(chǎn)過程中，會(huì)有很多的地方須設(shè)計(jì)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(huì)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(jì)算的關(guān)鍵，以及根據(jù)室內(nèi)的熱負(fù)荷大小計(jì)算散熱器的片數(shù)，正確的選擇散熱器的型號(hào)。根據(jù)所選擇的供暖系統(tǒng)以及供暖方式來合理的進(jìn)行管路的水力計(jì)算，算出管段的各管徑的大小

55、，然后進(jìn)行管道的阻力計(jì)算，以及平衡管段的阻力，這一系統(tǒng)讓我對(duì)供熱工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及水力計(jì)算有了全面的了解。</p><p>　　通過課程設(shè)計(jì)達(dá)到對(duì)供熱工程這門課的知識(shí)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(qiáng)了這門課的認(rèn)識(shí)以及對(duì)本專業(yè)的深刻的理解。</p><p><b>　　6．參考文獻(xiàn)</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(fēng)設(shè)計(jì)手冊》 中國建筑工業(yè)出版社,199