采暖課程設計---某多層住宅室內(nèi)采暖系統(tǒng)的設計

1、<p><b>　　環(huán)境與市政工程學院</b></p><p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　題目： 采暖課程設計_________ </p><p>　　姓名：____ ___學號：__ </p><

2、p>　　專業(yè)：建筑環(huán)境與設備工程 班級:_07級1班______</p><p>　　2010年6月16日</p><p>　　《采暖工程》課程設計任務書</p><p>　　設計題目：某多層住宅室內(nèi)采暖系統(tǒng)的設計</p><p>　　設計目的：培養(yǎng)學生運用《供熱工程》課程學習時所掌握的理論和技術(shù)知識解決實際工程問題，進一步提高設計計

3、算、制圖和使用參考資料能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力。通過課程設計，掌握室內(nèi)采暖系統(tǒng)的設計內(nèi)容、程序和基本原則，鞏固所學理論知識，并運用這些知識解決實際問題。</p><p><b>　　原始資料：</b></p><p>　?。ㄒ唬┙ㄖ镄藿ǖ貐^(qū)</p><p>　　從下列城市中選?。罕本?、長春、沈陽、大連、石家莊、太原、濟南、青島、蘭州、西寧<

4、;/p><p>　?。ǘ┩两ㄙY料：建筑物的平、立、剖面圖</p><p><b>　　（三）其他資料</b></p><p><b>　　熱源：換熱站</b></p><p><b>　　熱媒：熱水</b></p><p>　　熱媒參數(shù)：95℃/70℃&l

5、t;/p><p>　　建筑物周圍環(huán)境：城市內(nèi)、無遮擋</p><p><b>　　設計內(nèi)容和要求：</b></p><p>　　第一部分：采暖系統(tǒng)的設計計算</p><p>　?。ㄒ唬┯嬎悴膳O計熱負荷</p><p>　　1 查取與采暖設計有關(guān)的氣象資料：</p><p>

6、;　　采暖室外計算溫度tw ’、冬季最多風向及最多風向的平均風速v0 、冬季日照率。</p><p>　　2 計算各采暖房間的熱負荷</p><p>　?。?）將各采暖房間分別加以編號</p><p>　?。?）計算各采暖房間圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量和附加耗熱量</p><p>　?。?）計算各采暖房間的冷風滲透耗熱量</p>

7、<p>　?。?）計算各采暖房間的冷風侵入耗熱量</p><p>　?。?）計算各采暖房間的采暖熱負荷</p><p>　　3 計算建筑物的總采暖熱負荷及采暖面積熱指標</p><p>　　建筑物的總熱負荷等于各采暖房間熱負荷之和；然后根據(jù)建筑物的建筑面積，計算采暖面積熱指標。</p><p>　　上述負荷計算結(jié)果整理成附表1的

8、形式。</p><p><b>　　（二）采暖系統(tǒng)布置</b></p><p>　　1 確定采暖系統(tǒng)形式，布置采暖管道和散熱器</p><p>　　根據(jù)建筑物的用途、建筑結(jié)構(gòu)的特點以及對采暖系統(tǒng)的要求等條件，確定采暖系統(tǒng)的形式。</p><p>　　布置采暖管道和散熱器</p><p>　　確

9、定建筑物熱力入口位置，確定戶內(nèi)采暖系統(tǒng)入戶裝置位置，布置采暖系統(tǒng)的供回水干管、立管、散熱器支管等管道系統(tǒng)，確定管道的敷設方式。布置散熱器。</p><p>　　確定散熱器型式及采暖系統(tǒng)其它設備裝置的型式</p><p>　　確定散熱器型式，確定建筑物熱力入口及戶內(nèi)采暖系統(tǒng)入戶裝置中的熱量表、過濾器等裝置的型式，確定散熱器恒溫閥、排氣設備等采暖系統(tǒng)附屬設備的型式。</p>&l

10、t;p>　　4 繪制采暖系統(tǒng)簡圖（軸測圖），并注明各計算管段的編號、熱負荷及管長</p><p>　?。ㄈ┥崞鬟x擇計算</p><p>　　散熱器選擇計算計算結(jié)果填入附表2中。</p><p>　?。ㄋ模┎膳到y(tǒng)的水力計算</p><p>　　1 根據(jù)采暖系統(tǒng)簡圖，確定和計算最不利環(huán)路</p><p>

11、;　　進行必要的分析與比較，確定出最不利環(huán)路，根據(jù)經(jīng)濟比摩阻計算最不利環(huán)路的管徑和阻力損失。</p><p>　　計算其他并聯(lián)環(huán)路的管徑和阻力損失，并校核其不平衡率。</p><p>　　水力計算結(jié)果填入表3-1（等溫降法用）、表3-2（不等溫降法用）和表4（局部阻力系數(shù)統(tǒng)計表）。</p><p>　?。ㄎ澹┚幹圃O計計算說明書</p><p>

12、;　　設計說明書按上述設計內(nèi)容依次編寫，逐頁編號，要求內(nèi)容完整、層次清晰、闡述清楚、計算正確、字跡工整。</p><p>　　設計說明書的撰寫和裝訂必須符合《環(huán)境與市政工程學院課程設計教學工作規(guī)范》的要求。</p><p>　　第二部分：采暖工程施工圖紙繪制</p><p><b>　?。ㄒ唬┎膳矫鎴D</b></p><p

13、><b>　　計算機繪圖，一張。</b></p><p>　　圖幅大小根據(jù)建筑平面圖來選擇，比例為1：100或1：200。</p><p>　　（二）采暖系統(tǒng)軸測圖</p><p><b>　　計算機繪圖，一張。</b></p><p>　　圖幅大小參考平面圖確定，比例為1：100或1：200

14、。 </p><p>　　（三）熱力入口檢查室祥圖</p><p><b>　　計算機繪圖，一張。</b></p><p>　　繪圖比例選用1：10或1：20。</p><p><b>　?。ㄋ模┰O計施工說明</b></p><p>　　計算機繪圖，與采暖系統(tǒng)軸測圖共用一張圖

15、紙。設計施工說明的書寫內(nèi)容應根據(jù)設計需要，可參照例圖中的格式書寫。</p><p>　　施工圖紙繪制要求圖面清潔，圖中各項內(nèi)容符合制圖規(guī)范要求。</p><p><b>　　前 言 </b></p><p>　　本設計由亓峰、卜凡奇和馮坤同學共同完成1號住宅建筑圖（地點：北京）的采暖設計，具體分工如下：</p><p&g

16、t;<b>　　亓峰：</b></p><p>　　第一單元A用戶耗熱量的計算；</p><p>　　第一單元A用戶散熱器的計算；</p><p>　　通過I IV立管環(huán)路及最不利環(huán)路的水力計算；</p><p>　　繪制第一層樓的管段布置；</p><p>　　繪制第一單元的軸測圖；</

17、p><p>　　繪制建筑物熱力入口詳圖。</p><p><b>　　卜凡奇：</b></p><p>　　第一單元B用戶耗熱量的計算；</p><p>　　第一單元B用戶散熱器的計算；</p><p>　　通過II立管環(huán)路的水力計算；</p><p>　　繪制第二層樓的管段布

18、置；</p><p>　　繪制第二單元的軸測圖；</p><p><b>　　馮坤：</b></p><p>　　第二單元D用戶耗熱量的計算；</p><p>　　第二單元D用戶散熱器的計算；</p><p>　　第二單元D用戶水力計算；</p><p>　　繪制第五層樓的

19、管段布置；</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1、 采暖熱負荷的計算- 5 -</p><p>　　1.1 計算方法- 5 -</p><p>　　1.1.1 圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量和附加耗熱量的計算- 5 -</p><p>　　1.1.2 冷風滲透耗熱量的計算

20、- 6 -</p><p>　　1.1.3 冷風侵入耗熱量的計算- 7 -</p><p>　　1.2 各采暖房間熱負荷計算匯總表- 7 -</p><p>　　1.3 建筑物總熱負荷與采暖負荷面積熱指標- 7 -</p><p>　　2、采暖系統(tǒng)布置- 7 -</p><p>　　2.1 采暖系統(tǒng)布置-

21、7 -</p><p>　　2.1.1系統(tǒng)形式- 7 -</p><p>　　2.1.2 散熱器形式- 8 -</p><p>　　2.1.3采暖管道的敷設方式- 8 -</p><p>　　2.1.4 戶內(nèi)采暖系統(tǒng)入戶裝置- 8 -</p><p>　　2.1.5 建筑物熱力入口裝置- 8 -</p&

22、gt;<p>　　2.1.6散熱器恒溫閥等附屬設備- 8 -</p><p>　　2.1.7 其它應予說明的問題- 9 -</p><p>　　2.2 繪制采暖系統(tǒng)簡圖- 9 -</p><p>　　3、散熱器選擇計算- 9 -</p><p>　　3.1 散熱器的計算方法- 9 -</p><p

23、>　　3.2 散熱器計算結(jié)果匯總表- 9 -</p><p>　　4、采暖系統(tǒng)水力計算- 9 -</p><p>　　4.1 水力計算方法- 9 -</p><p>　　4.2 水力計算結(jié)果匯總- 10 -</p><p>　　參考文獻：- 11 -</p><p><b>　　附錄部分&

24、lt;/b></p><p>　　1、 采暖熱負荷的計算</p><p>　　查參考資料[3]知，北京采暖室外計算(干球)溫度為-9℃，最低日平均溫度為-15.9℃，冬季大氣壓102040Pa，冬季室外最多風向平均風速4.8m/s，冬季室外平均風速為2.8m/s。</p><p><b>　　室內(nèi)設計溫度：</b></p>

25、<p>　　根據(jù)不同位置將建筑物分為一、二兩個單元，建筑物每層共有四個用戶，分別對各個房間進行編號，且四戶分別記為A、B、C、D，房間具體編號見采暖平面圖。</p><p><b>　　1.1 計算方法</b></p><p>　　采暖熱負荷的計算應根據(jù)熱平衡原則即</p><p>　　Q’=Q1’+Q2’+Q3’</p>

26、<p>　　進行綜合設計計算，式中上標“’”表示設計工況下的各種參數(shù)， Q’ 表示供暖設計熱負荷，Q1’表示通過圍護物的傳熱耗熱量，Q2’表示冷風滲透耗熱量，Q3’表示冷風侵入耗熱量。</p><p>　　1.1.1 圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量和附加耗熱量的計算</p><p>　　圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量按下式計算：</p><p>　　式中 Q —— 圍護結(jié)構(gòu)

27、基本耗熱量（W）；</p><p>　　K —— 圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系 [W/(㎡·℃)]；</p><p>　　F —— 圍護結(jié)構(gòu)的面積 ( ㎡)；</p><p>　　tn —— 采暖室內(nèi)計算溫度（℃）；</p><p>　　tw —— 采暖室外計算溫度（℃）；</p><p>　　—— 溫差修正系數(shù)；<

28、;/p><p>　　即圍護物的傳熱耗熱量按穩(wěn)態(tài)傳熱計算方法處理，其包括兩部分：基本耗熱量及附加耗熱量（包括朝向修正、風力修正、高度修正）。在計算熱負荷時將房間各面圍護物獨立起來分別計算，然后相加。</p><p>　　圍護結(jié)構(gòu)的附加耗熱量，按其占基本耗熱量的百分率確定。</p><p>　　1、朝向修正率（查參考文獻[3]）</p><p>　　

29、2、風力附加率：不考慮風力附加。</p><p><b>　　3、房高附加耗熱量</b></p><p>　　由圖紙材料可知房間凈高為2.9m，小于4m，因此不考慮房高附加耗熱量。 </p><p>　　1.1.2 冷風滲透耗熱量的計算</p><p>　　冷風滲透耗熱量按下式計算：</p><p&g

30、t;　　式中 q2 ——由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量（W）；</p><p>　　V —— 滲透冷空氣量(m3/h)；</p><p>　　供暖室外計算溫度下的干空氣密度(kg/m3)；</p><p>　　Cp—— 空氣的定壓比熱容， Cp =1kJ/(㎏·℃)；</p><p>　　tn—— 采暖室內(nèi)計算溫度（℃）；&

31、lt;/p><p>　　tw—— 采暖室外計算溫度（℃）；</p><p>　?。ㄒ唬B透冷空氣量可根據(jù)不同朝向，按下式計算：</p><p><b>　　V=nLl</b></p><p>　　式中： L――每米縫隙的滲風量m3/(h·m)</p><p>　　l――門、窗縫隙長度m&l

32、t;/p><p>　　n―― 單純風壓作用下，滲透冷空氣量的朝向修正系數(shù)，查參考文獻[1]得出北京地區(qū)n值列于下表： </p><p>　　（二）通過每米門窗縫隙進入室內(nèi)的理論滲透空氣量，按下式進行計算：</p><p>　　L=α1△pf1/b</p><p>　　式中 ：α1 b——與門、窗框氣密性有關(guān)的實驗系數(shù)，根據(jù)建筑外窗空氣滲透性能分

33、級的相關(guān)標準，?、蠹?。α1 =0.5 b=1.5 </p><p>　　pf——純風壓作用下的有效風壓差·</p><p>　　△pf=Cfv2/2 </p><p>　　Cf——風壓差系數(shù)，無實測數(shù)據(jù)取0.7</p><p>　　v——基準高度冬季室外最多風向的平均風速；</p><p>　　1

34、.1.3 冷風侵入耗熱量的計算</p><p>　　由材料圖紙可知戶門并沒有對外開啟而是在樓梯間，并且每個單元均設有單元門，對于陽臺上的門并不是常開啟，因此不考慮冷風侵入耗熱量。</p><p>　　1.2 各采暖房間熱負荷計算匯總表</p><p><b>　　見附表（一）</b></p><p>　　1.3 建筑物總

35、熱負荷與采暖負荷面積熱指標</p><p>　　建筑物總熱負荷σQ = 114578W；</p><p>　　建筑面積F= 2662m2；</p><p>　　采暖負荷面積熱指標 qf = 114578/2662=43.04W/m2;</p><p>　　以上得出的采暖負荷面積熱指標值與我國《城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》給出的供暖面積熱指標推薦值相

36、符。表明以上計算基本正確。</p><p><b>　　2、采暖系統(tǒng)布置</b></p><p>　　2.1 采暖系統(tǒng)布置</p><p><b>　　2.1.1系統(tǒng)形式</b></p><p>　　采暖系統(tǒng)實現(xiàn)分戶熱計量功能，由于該建筑為民用住宅樓，考慮到本工程的實際規(guī)模和施工的方便性，室外采用雙

37、管，室內(nèi)選用閉式下供下回垂直水平單管式系統(tǒng)。在每個用戶第一組散熱器入口管段設置散熱器恒溫控制閥。對于各用戶采暖的房間，采用水平串聯(lián)式系統(tǒng)，立管為其供水。 </p><p>　　散熱器及立管布置見軸測圖，立管及干管編號見簡圖。</p><p>　　2.1.2 散熱器形式</p><p>　　在相同溫差下，上進下出連接方式K值最大，雖然同側(cè)連接較異側(cè)連接的K值大約27%

38、，但是異側(cè)布置相對同側(cè)而言較方便，故本次設計中大部分散熱器的連接方式采用異側(cè)上進下出，又出于管道布置整體性的考慮，部分房間采用同側(cè)上進下出的連接方式。</p><p>　　設計供回水溫度為95/70℃。本工程選用鑄鐵M-132型散熱器。</p><p>　　據(jù)根建筑的結(jié)構(gòu)形式，為每個房間分配散熱器組。（見平面圖）</p><p>　　2.1.3采暖管道的敷設方式&l

39、t;/p><p>　　共用空間采暖系統(tǒng)管道（如共用立管），采用熱鍍鋅鋼管螺紋連接。戶內(nèi)采暖系統(tǒng)管道暗裝，采用鋁塑復合管（XPAP管）。</p><p>　　采暖管道敷設時應注意要有一定的坡度。</p><p>　　2.1.4 戶內(nèi)采暖系統(tǒng)入戶裝置</p><p>　　戶內(nèi)采暖系統(tǒng)入戶裝置由供水管上的鎖閉調(diào)節(jié)閥、MULTICALⅢ型熱量表、Y型過濾

40、器、截止閥及回水管上的關(guān)斷閥組成，設于安裝在管道井的熱量表箱內(nèi)，具體布置見平面圖。</p><p>　　2.1.5 建筑物熱力入口裝置</p><p>　　在供水管上設置鎖閉調(diào)節(jié)閥、壓力表、兩級過濾器、積分儀、截止閥等，</p><p>　　在回水管上設置截止閥、過濾器、流量計、自力式壓差控制閥、溫度計、壓力表;</p><p>　　在供回水

41、管之間設置再循環(huán)管。</p><p>　　詳細布置見室外管井詳圖。</p><p>　　熱力入口位置：在室外管溝入口設置小室，具體位置見系統(tǒng)圖。</p><p>　　2.1.6散熱器恒溫閥等附屬設備 </p><p>　　散熱器恒溫控制閥選用Honeywell散熱器恒溫閥UBG型（依據(jù)為流經(jīng)散熱器的流量），此類恒溫控制閥常用于單管系統(tǒng)，適用流

42、量為30—250Kg/h，屬于常用型。散熱器恒溫閥的比例帶控制按照2k精度進行查表從而確定局部阻力。</p><p>　　用于室外管井的閘閥選用Z41T-10P型，用于用戶熱力入口的截止閥選用J16T-16P型。</p><p>　　用于樓梯間立管的自動放風閥采用WZ85-2型（適用于管道末端），銅制，公稱直徑為DN15。</p><p>　　2.1.7 其它應予說

43、明的問題</p><p>　　共用立管頂端設置自動排氣閥；水平敷設的采暖管道，有不小于0.002的坡度；散熱器處也存在一定的坡度。</p><p>　　2.2 繪制采暖系統(tǒng)簡圖</p><p>　　在系統(tǒng)簡圖中，對各計算管段分別加以編號，以便進行后面的水力計算</p><p><b>　　見附表（五）。</b></

44、p><p><b>　　3、散熱器選擇計算</b></p><p>　　3.1 散熱器的計算方法</p><p>　　熱器的計算就是決定供暖房間所需的散熱器的散熱面積和片數(shù)。由于室內(nèi)供暖系統(tǒng)采用水平單管串聯(lián)式系統(tǒng)，所以每戶各組散熱器進出口水溫并不相同，應根據(jù)設計供回水溫度按各自負荷比例確定各自散熱器的進出口水溫。由此進行散熱器的選型計算。<

45、/p><p>　?。?）散熱器的散熱面積計算依據(jù)為：</p><p>　　F=Qβ1β2β3/K（tp-tn）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　F—散熱器的散熱面積，單位為m2；</p><p>　　Q—散熱器的散熱量，單位為W；</p><p>

46、;　　K—散熱器的傳熱系數(shù)，單位為W/(m2·℃)；</p><p>　　tp—散熱器內(nèi)熱媒平均溫度，單位為℃；</p><p>　　tn—室內(nèi)供暖設計溫度，單位為℃；</p><p>　　β1β2β3—分別為散熱器片數(shù)修正系數(shù)、連接形式修正系數(shù)、安裝方式修正系數(shù)。</p><p>　　β1β2β3的取值詳見附表二。</p&g

47、t;<p>　　（2）散熱器片數(shù)的確定：</p><p><b>　　n=F/f </b></p><p>　　其中f為每片或每米散熱器的散熱面積。本設計中根據(jù)散熱器的選型f=0.24</p><p>　　3.2 散熱器計算結(jié)果匯總表</p><p>　　散熱器計算結(jié)果見附表（二）；</p>

48、<p>　　4、采暖系統(tǒng)水力計算 </p><p>　　4.1 水力計算方法</p><p>　　本次課程設計中，水力計算采用等溫降法。</p><p>　　畫出系統(tǒng)圖，求出通過各管段的流量，對整個系統(tǒng)進行水力計算，以確定各段管徑，及最不利環(huán)路的壓力損失等。計算步驟如下：</p><p><

49、b>　　1、確定最不利環(huán)路</b></p><p>　　由軸側(cè)圖可知最不利環(huán)路是通過D5房間最后一組散熱器的環(huán)路，環(huán)路編號為見附錄</p><p>　　2、確定最不利環(huán)路各管段的流量</p><p>　　各管段流量計算公式： </p><p>　　G=0.86Q/(tg-th)</p><p>　　

50、式中：Q—— 管段熱負荷，使用前面熱負荷計算結(jié)果詳見附表（一）；</p><p>　　tg、th——熱媒進出口溫度；</p><p>　　3、確定最不利環(huán)路各管段的管徑D和比摩阻R</p><p>　　根據(jù)各管段的流量和比摩阻（注：最不利環(huán)路平均比摩阻R的值在60-120之間）查參考文獻[3]的熱水供暖系統(tǒng)管道水力計算表，利用內(nèi)插法得出各管段在實際流量下的管徑和平均

51、比摩阻。</p><p>　　4、確定最不利環(huán)路各管段的流速</p><p><b>　　根據(jù)下式計算流速：</b></p><p>　　式中： d—— 計算管段的內(nèi)徑；</p><p>　　4.2 水力計算結(jié)果匯總</p><p>　　室內(nèi)水力計算表（見附錄三）</p><

52、p>　　最不利環(huán)路以及各并聯(lián)分支環(huán)路的水力計算表（見附錄四）</p><p>　　環(huán)路中相關(guān)計算管段的局部阻力系數(shù)統(tǒng)計表（見附錄五）。</p><p>　　各并聯(lián)分支環(huán)路的水力計算完成后，應計算此環(huán)路與最不利環(huán)路的水力不平衡百分率。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[ 1 ]

53、《供熱工程》. 王亦昭,劉雄 主編 北京機械工業(yè)出版社</p><p>　　[ 2 ] 《流體輸配管網(wǎng)》第二版 付祥釗 主編 </p><p><b>　　中國建筑工業(yè)出版社</b></p><p>

54、;　　[ 3 ] 《實用供熱空調(diào)設計手冊》第二版 陸耀慶 主編 </p><p><b>　　中國建筑工業(yè)出版社</b></p><p>　　[ 4 ] 《暖通空調(diào)規(guī)范實施手冊》 李先洲 李景田 主編 </p><p><b>

55、　　中國建筑工業(yè)出版社</b></p><p>　　[ 5 ] 《民用建筑節(jié)能設計標準（采暖居住建筑部分）》 JGJ26—95 </p><p>　　中華人民共和國建設部</p><p>　　[ 6 ] 《實用集中供熱手冊》 李善化 康慧 主編 </p>&