供暖课程设计说明书

石家庄铁道大学供热课程设计目录第1章 建筑概况11.1 工程概况11.2 设计概况11.3 设计内容2第2章 设计参数22.1 室外气象参数22.2 室内设计参数22.3 围护结构热工参数3第3章 供暖负荷计算33.1 热负荷组成33.2 校核最小传热组33.2.1 校核外墙最小热阻3 校核屋面最小热阻43.3 热负荷计算43.3.1 主要计算公式43.3.2 热负荷计算实例6第4章 供暖系统方案的确定7第5章 散热器的选择计算85.1 散热器的选用85.2 散热器的布置85.3 散热器的计算85.3.1 基本公式85.3.2 散热器计算实例9各房间散热器片数9第6章 水力计算116.1确定系统原理图116.2 系统水力计算11设计小结16参考文献16第1章 建筑概况1.1 工程概况本工程设计对象位于天津市，建筑功能为住宅小区，占地面积222.6。建筑面积1113。一至五层为单元房，根据建筑使用功能分析，房间主要分以下类型：卧室、餐厅、客厅、走道、卫生间、厨房1.2 设计概况本设计为整栋住宅楼冬季室内采暖工程,按要求应实行采用分户计量系统。1.3 设计内容（1）设计准备（收集和熟悉有关规范、标准并确定室内外设计参数）（2）采暖设计热负荷及热指标的计算（3）散热设备选择计算（4）布置管道和附属设备选择，绘制设计草图（5）管道水力计算（6）平面布置图、系统原理图等绘制（7）设备材料表、设计及施工说明的编制第2章 设计参数2.1 室外气象参数（1）地理纬度：北纬39°，东经117°16；（2）大气压力及海拔：冬季大气压力102660Pa，夏季大气压力100480Pa；（3）室外计算干球温度：冬季供暖-9；（4）冬季最多风向的平均风速：6m/s；（5）冬季室外平均风速：3.1m/s；2.2 室内设计参数本住宅楼供住户使用，精度要求不高，主卧室和次卧室供住宿或书房使用，餐厅、厨房、客厅和走道相通故设计温度相同，为方便起见都取18，主卫生间和客卫生间可供洗澡用故设为23，户间传热邻室温差取6，户内邻室传热温差为5。供暖房间的室内计算干球温度如下表：房间类型主卧室餐厅客厅及走道厨房主卫卧室温度/1818181823182.3 围护结构热工参数外窗：PA断桥铝合金（辐射率<=0.25low）-E中空玻璃（空气9mm），传热系数取2.6 W/（·K）；外墙：多孔砖370（聚苯板）：20专用饰面砂浆与涂层 +50膨胀聚苯板+370烧结多孔砖+20内外粉刷，传热系数取0.54 W/（·K）；分户内隔墙：加气混凝土墙：20石灰、水泥、砂浆+200加气混凝土+20石灰、水泥、砂浆，传热系数取1.01 W/（·K）；卫生间内隔墙：蒸压加气砼砌块墙：10水泥砂浆+100蒸压加气砼+21水泥砂浆，传热系数取1.47 W/（·K）；楼板：40钢筋混凝土+120钢筋混凝土+66预制复合保温板，传热系数取0.59 W/（·K）；屋面：钢筋砼板（聚苯板）：10防水层+150水泥加气混凝土+50膨胀聚苯板+60锅炉渣+100钢筋混凝土+20石灰、水泥、砂浆，转热系数取0.49 W/（·K）内门：木框单层玻璃门（玻璃比例30%-60%）、单层钢窗，传热系数取5.00 W/（·K）；外门：多功能户门，传热系数取1.50 W/（·K）。阳台门：木框双层玻璃门、单层钢窗，传热系数取2.50 W/（·K）。第3章 供暖负荷计算3.1 热负荷组成对于集中供暖分户热计量供暖系统，在确定户内采暖设备容量和计算户内管道时，应考虑间歇供暖和分室调节引起的隔墙或楼板传热，计入向邻户传热引起的耗热附加即户间传热负荷，但户间传热负荷不统计在供暖系统的总负荷内，即共用立管负荷。对户内供暖系统，其供暖系统的设计热负荷，应为围护结构传热耗热量、冷风渗透耗热量与户间传热负荷之和。3.2 校核最小传热组校核外围护结构的最小传热阻是为了确定是否结露以及是否符合人体卫生要求。 校核外墙最小热阻外墙：多孔砖370（聚苯板）：20专用饰面砂浆与涂层 +50膨胀聚苯板+370烧结多孔砖+20内外粉刷，外墙热惰性指标D=5.939；允许温差=6.0；外墙内表面传热系数=8.7W/（·K）；温差修正系数a=1.0。外墙属于类围护结构，查供暖空调设计手册219页得，天津市冬季围护结构室外计算温度= 11外墙最小传热阻=0.556·K/ W外墙平均传热阻=1/K=1/0.54=1.852·K/ W由此可得，则外墙满足围护结构最小传热阻要求，即内表面不会出现凝结水。 校核屋面最小热阻屋面：钢筋砼板（聚苯板）：10防水层+150水泥加气混凝土+50膨胀聚苯板+60锅炉渣+100钢筋混凝土+20石灰、水泥、砂浆，转热系数取0.49 W/（·K），屋面热惰性指标D = 5.533允许温差=4.0；外墙内表面传热系数=8.7W/（·K）；温差修正系数a=1.0。屋面属于类围护结构，则屋面最小传热阻=0.833·K/ W屋面平均传热阻=1/K=1/0.49=2.041·K/ W由此可得，则屋面满足围护结构最小传热阻要求，即屋顶内表面不会出现凝结水。 校核外门最小热阻外门最小传热阻不应小于外墙最小传热阻的60%，即=60%*0.556=0.334·K/ W外门平均传热阻=1/K=1/1.50=0.667·K/ W由此可得，则屋面满足围护结构最小传热阻要求。3.3 热负荷计算 主要计算公式1. 围护结构传热耗热量式中 -围护结构的基本耗热量形成的热负荷（W）；-围护结构的温差修正系数；-围护结构面积（）；-围护结构的传热系数W/(·)；-冬季采暖室内设计温度（）；-冬季采暖室外设计温度（）；-朝向修正系数，由于西宁地区的日照率为70%>35%，日照比较充分，所以北向取10%、南向取-20%、东、西向取-5%；-外门修正系数，当为一道门时，为建筑楼层数。2. 冷风渗透耗热量对于六层及六层以下的民用建筑主要考虑风压的作用。式中 -冷风渗透耗热量（W）；-冷空气的定压比热，=1KJ/（kg·）。-供暖室外计算温度下的空气密度，可由计算；-在基准高度风压单独作用下，通过每米门、窗隙渗入室内的冷空气量，m³/（m/h），值可根据冬季室外平均风速查2009全国工程设计技术措施得到；式中 -门窗缝隙的计算长度，m；-风压单独作用下，渗透空气量的朝向修正系数，按课本附录A中A-6采用。3. 户间传热负荷式中-户间传热总负荷（W）；-户间楼板或隔墙的传热系数W/（·K）；-户间楼板或隔墙的传热面积（）；-户间传热量附加率，对于顶层或底层房间取75%，标准层取50%；-户间传热计算温差（），取6。4. 户内总热负荷 热负荷计算实例现以底层1002（客厅）为例说明计算步骤，其他房间的热负荷见附录1供暖系统设计热负荷表。1、围护结构传热耗热量（1）东外墙 ， ，北外墙的传热耗热量为：（2）南外墙 ，北外窗的传热耗热量为： （3）南外门，南外门的传热耗热量为：（4）地板 第一地带 ，第二地带 ，第三地带 ，地板的传热耗热量为：108房间（次卧2）围护结构传热耗量为：2、冷风渗透耗热量南外窗 查使用供热空调设计手册阳台外门渗透冷空气量,南外窗冷风渗透耗热量：3、户间传热负荷1002（客厅）房间供暖系统设计热负荷为：4、供暖系统设计热负荷表房间编号房间名称围护结构室内供暖计算温度/室外供暖计算温度/室内外计算温度差/温差修正系数传热系数/W/(K)朝向修正率外门附加率传热耗热量/W名称及朝向面积/108次卧2东外墙17.118-92710.54-5%0%236.9 南外墙6.910.54-20%56.3 南外门6.612.50%248.5 地面26.971分地带291围护结构传热耗热量833.7 冷风渗透耗热量21.2 户间传热负荷57108房间供暖设计热负荷911.9 5、各个用户的总负荷一层A用户一层B用户标准层A用户无户间有户间无户间有户间无户间有户间3711.63978 3692.8 3959 2838.5 3177 标准层B用户顶层A用户顶层B用户无户间传热有户间传热无户间有户间无户间有户间2819.7 3158 3958.9 4225 3940.1 4206 第4章 供暖系统方案的确定1、供暖热媒采用低温热水，由外部热网集中供应；在建筑物的供暖入口处装置加压设备。2、供暖方式采用双管下供下回式，在影响不大的时候尽量穿门。3、供暖总立管和敷设在地沟、非供暖房间内的管道均进行保温处理，采用岩棉管壳保温，厚度为40mm，外缠玻璃布保护层。4、供暖管路系统中的最高点和最低点分别设置自动排气阀和手动泄水装置。第5章 散热器的选择计算5.1 散热器的选用散热器应满足热工性能、经济性能、安装使用方便、卫生美观、使用寿命长的基本要求。经分析比较选用铜铝散热器，型号为TLZY8-6/6-1.0型。5.2 散热器的布置散热器宜在外窗台下面，采用明装，这样沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善从玻璃下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响，使流经室内的空气流比较暖和舒适，如有困难，散热器宜靠墙布置。本设计采用散热器布置在墙龛内的方法布置，且散热器顶部聚墙龛上部墙的距离为100mm。5.3 散热器的计算设计供、回水温度为75、50，支管与散热器采用同侧上进下出方式，本设计采用散热器布置在墙龛内的方法布置，且散热器顶部聚墙龛上部墙的距离为100mm，现以1002（客厅）为例计算散热器面积和片数。 基本公式1.单片散热器散热量q按下式计算： 式中 -单片散热器散热量，W/片； -散热器热媒的算术平均温度，； -供暖室内计算温度，； a、b-实验系数2.散热器片数按下式计算：式中 -房间供暖热负荷，W；-散热器组装片数修正系数； -散热器连接形式修正系数； -散热器安装形式修正系数。 散热器计算实例现以底层108（次卧2）为例说明计算步骤。已知=913W, =(75+50)/2=62.5, =18, 查散热器出厂说明书可知，对TLZY8-6/6-1.0散热器每片散热器散热量 其中a=0.675 b=1.274 散热器组装片数修正系数， =0.92散热器连接形式修正系数，查相关资料=1.0散热器安装形式修正系数，查相关资料=1.06根据公式求得片数：。取整数，应采用TLZY8-6/6-1.0型铜铝散热器11片。各房间散热器片数其他各房间按照类似方法分别算出，少于5片的都按5片计算，下表为该建筑各房间散热器片数统计情况：表5-2各房间散热器片数统计表用户房间名称热负荷tab123n底层A用户主卧81444.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 10客厅91344.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 11 餐厅317 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 5 卧室967 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 12 厨房563 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 7 卫生间40439.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 6 底层B用户主卧81444.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 10客厅91344.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 11 餐厅299 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 5 卧室967 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 12 厨房563 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 7 卫生间40439.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 6 用户房间名称热负荷tK123n标准层A用户主卧671 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 8客厅645 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 8餐厅208 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 5 卧室79544.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 10 厨房495 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 6 卫生间36339.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 5 标准层B用户主卧671 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 8客厅645 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 8餐厅189 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 5 卧室79544.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 10 厨房495 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 6 卫生间36339.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 5 顶层A用户主卧920 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 11 客厅925 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 11 餐厅427 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 6 卧室933 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 11厨房587 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 7 卫生间433 39.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 6 顶层B用户主卧920 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 11 客厅925 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 11 餐厅408 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 6 卧室933 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 11厨房587 44.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 7 卫生间433 39.5 0.6751.2740.92 1.00 1.06 6 第6章 水力计算6.1确定系统原理图根据以上分析，可画出系统图，见右图 。6.2 系统水力计算设计供回水温度为75/50，采用等温降法进行计算。 由户内不变径原则，可只计算出入户管的管径，即为室内管径。对于入户管所承担的热负荷为该户的总热负荷（包括户间传热），而共用立管承担的热负荷为该管以上所有用户不加户间传热的总热负荷。具体计算如下：（1） 选择最不利环路 最不利环路是顶层A用户（4225W）的环路。这个环路从热力入口经过的管段编号依次为1、2、3、4、5进入顶层A用户，再经过6、7、8、9、10、11流回热网。参见右图 。（2） 确定最不利环路各管段的管径d1） 最不利环路比摩阻的试取根据最不利环路平均比摩阻一般取3060Pa/m的原则，初选=45Pa/m。2）根据各管段的热负荷，求出各管段的流量G（Kg/h）式中 Q管段的热负荷，W；系统的设计供水温度，；系统的设计回水温度，。3）根据G，,查课本附录D-1,选择最接近的管径。将查出的d、R、v和G值列入水力计算表的第5、6、7和第3栏中。例如，对管段，Q=4225W，当t=25时，。查课本附录D中表D-1，选择最接近的管径。如取DN20mm，用插补法计算，可求出v=0.21m/s，R=65.57Pa/m。（3）确定各管段的沿程损失将每一管段R与l相乘，列入水力计算表的第8栏中（4）确定各管段的局部损失1） 确定局部阻力系数。根据系统图中管路的实际情况，列出各管段局部阻力管件名称及数量局部阻力系数表。最后将各管段总局部阻力系数列入水力计算表的第9栏。局部阻力系数表管段号局部阻力个数管段号局部阻力个数1闸阀10.511闸阀10.5分流三通13分流三通1332mm，90°弯头31.532mm，90°弯头31.5882直流三通1110直流三通1120mm，90°弯头2220mm，90°弯头22553直流三通119直流三通1120mm，90°弯头2220mm，90°弯头22554直流三通118直流三通1120mm，90°弯头2220mm，90°弯头22555直流三通117直流三通1120mm，90°弯头2220mm，90°弯头22556合流三通131220合流三通13直流三通101直流三通101分流三通13分流三通1320mm，90°弯头24220mm，90°弯头242散热器62散热器62乙字弯121.5乙字弯121.5温控阀650温控阀650过滤器12.5过滤器12.5截止阀216截止阀216428.5428.5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统，计算一次并列在流量较小的管段上。 2）利用附录D中的D-3，根据各管段流速v，可查出动压力值，列入水力计算表的第10栏中。根据，将求出的各管段的值，列入水力计算表的第11栏中。（5）求各管段的压力损失，将水力计算表中第8栏与第11栏相加，列入水力计算表的第12栏中。（6）求最不利环路总压力损失，即。（7）计算富裕压力值考虑到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%以上的富裕度。分户计量供暖系统热力入口的资用压差一般取4050kPa，取p=45kPa。入户处剩余的循环压差用平衡阀消耗掉。式中 -系统作用压力的富裕值（%）；p-最不利环路的作用压力（Pa）；H-最不利环路的实际总压力（Pa）。（8）确定通过六、五、四、三、二层环路各管段的管径以四层A用户为例计算环路中各管段管径，其他几层计算方法一样故只列出不平衡率和水力计算表。1）确定通过第五层环路各管段的管径根据并联环路节点平衡原理（管段13与管段5、6、7为并联管路），通过计算可以求出四层A用户管段13的资用压力为2）根据同上的方法，按照13管段流量G及，确定管段的管径d将相应的R、v值填入表中。3)确定管段15的压力损失4）求通过顶层与第五层并联环路的压降不平衡率 >25%此相对差额不在允许范围内（双管异程系统），由于管段已选用最小管径，因此需要在入户干管上添加平衡阀，通过调节平衡阀来消除剩余压力。 17水管水力计算编号负荷W流量kg/h管径管长mv(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)Pj(Pa)Py+Pj(Pa)1353731216.833260.342553338461794227436943.7983230.266341023104206321101725.8742530.358882633189452414766507.952530.2514413339322558431290.0262030.23152156513128764225145.3415480.211663147428.593451249378431290.0262030.231521565131287814766507.952530.25144133393225921101725.8742530.3588826331894521027436943.7983230.26634102310420611353731216.833260.342553338461794（Py+Pj）1-11=16421Pa系统作用压力富裕率=P-（Py+Pj）1-1/P=(45000-16421)/45000=63.5124206144.68615480.21653121428.5926112382P6=（Py+Pj）7=12493Pa 不平衡率x=P6-（Py+Pj）12/P7=0.9%133177109.28915480.158381844428.552847128P5-7=13067Pa 不平衡率x=P5-7-P13/P5-7=45.5%143158108.63515480.158381823428.552217045P5-7=13067Pa 不平衡率x=P5-7-P14/P5-7=46.1%153177109.28915480.158381844428.552847128P4-8=13517Pa 不平衡率x=P4-8-P15/P4-8=47.3%163158108.63515480.158381823428.552217045P4-8=13517Pa 不平衡率x=P4-8-P16/P4-8=47.9%173177109.28915480.158381844428.552847128P3-9=14421Pa 不平衡率x=P3-9-P17/P3-9=50.6%183158108.63515480.158381823428.552217045P3-9=14421Pa 不平衡率x=P3-9-P17/P3-9=41.1%193978136.84315480.198592810428.5828511094P2-10=14833Pa 不平衡率x=P2-10-P19/P2-10=25.2%203959136.1915480.197582784428.5820610990P2-10=14833Pa 不平衡率x=P2-10-P19/P2-10=25.9%设计小结供热课程设计共10天，在这期间我们阅读了大量的规范，自己在网上也查阅了一些规范如，供热通风设计手册等，我这几天去图书馆的次数比整个这学期的都多，去查了大量的图集。然后自己按着设计的步骤进行了大量的设计计算和画图，时间有点仓促，任务比较重，在这次课程设计中我学到了做任何工作之前都要做好准备，只有充分准备才能使工作顺利进行，此外我还学到了一下word的操作。最后感谢李敏霞老师和田玉卓老师的精心指导，使我真正学到了很多具体的知识，使我对供热这门课有了更进一步的认识。总之，我在这次课程设计中痛并快乐着。参考文献1 供热工程田玉卓、闫全英主编，机械工业出版社， 20052 2009全国工程设计技术措施3 京01SSB1 新建集中供暖住宅分户热计量设计和施工试用图集4 实用供热空调设计手册第二版5 AutoCAD建筑设备工程制图实例精解 王刚 人民邮电出版社6 建筑设备工程制图与CAD 技术刘建龙主编 北京：中国化学工业出版社20097 供热工程课程设计指导书刘建龙 20088 供热通风设计手册 陆耀庆.北京：中国建筑工业出版社