供熱課程設(shè)計--某辦公樓室內(nèi)采暖系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　供 熱 工 程 課 程 設(shè) 計 說 明 書</p><p>　　題目：沈陽市某辦公樓室內(nèi)采暖系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　學(xué)院（系）：建筑工程與力學(xué)學(xué)院</p><p>　　年級專業(yè)：09級建筑環(huán)境與設(shè)備工程2班</p><p><b>　　學(xué) 號： </b></p><p

2、><b>　　學(xué)生姓名： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　教師職稱： </p><p>　　課程設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p>　　院（系）：建筑工程與力學(xué)學(xué)院 基層教學(xué)單位：建筑環(huán)境

3、與設(shè)備系</p><p>　　說明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。</p><p>　　2012年6月30日 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設(shè)計題目與原始條件 1</p&

4、gt;<p>　　二、方案設(shè)計 1</p><p>　　三、熱負(fù)荷的計算 2</p><p>　　1.傳熱系數(shù)的計算

5、 2</p><p>　　2.以101房間為例計算采暖熱負(fù)荷 3 </p><p>　　3.其它房間熱負(fù)荷 4</p><p>　　四、散熱器的選擇和計算

6、 6</p><p>　　1.散熱器的選擇 6</p><p>　　2.散熱器的計算 6</p><p>　　3.各房間所需散熱器片數(shù)表

7、 7</p><p>　　五、水力計算 8</p><p>　　1.局部阻力系數(shù) 8</p><p&g

8、t;　　2.管路水力計算 9</p><p>　　六、設(shè)備選擇 11 </p><p>　　七、設(shè)計總結(jié)

9、 11</p><p>　　八、參考資料 12 </p><p>　　設(shè)計題目與原始條件：</p><p>　　1 設(shè)計題目：沈陽市市某辦公樓室內(nèi)采暖系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　2 原始條件</b></p

10、><p><b>　　地點：沈陽市</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：95℃/70℃</p><p>　　建筑物周圍環(huán)境：市內(nèi)，無遮擋</p><p>&

11、lt;b>　　建筑墻體：空心磚</b></p><p>　　建筑面積：3705.4m2 </p><p><b>　　層數(shù)：5</b></p><p>　　3 氣象資料：沈陽市市采暖室外計算溫度t0 取-16.8℃</p><p>　　冬季室外平均風(fēng)速v0 取2.0m/s</p>&l

12、t;p>　　冬季最多風(fēng)向 ENE 平均風(fēng)速 1.9m/s </p><p><b>　　頻率 18%</b></p><p><b>　　日照率 42%</b></p><p>　　4 設(shè)計參數(shù)： 室內(nèi)計算溫度</p><p>　　辦公室、活動室、休息室、值班室：20℃<

13、;/p><p><b>　　會議室：18℃</b></p><p>　　樓梯、走廊、門廳、洗手間、貯存室、配電室：16℃</p><p><b>　　二、方案設(shè)計</b></p><p>　　本采暖系統(tǒng)與鍋爐房供水管網(wǎng)直接連接，供水95℃，回水70℃。建筑內(nèi)部采用雙管下供下回式系統(tǒng)，供回水干管布置在室內(nèi)

14、地下管溝內(nèi)，干管分別有不小與0.003的坡度。每間教室共用立管，分左右兩組散熱器，承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷。系統(tǒng)為同程式系統(tǒng)，通過每根立管的阻力基本相等。</p><p><b>　　三、熱負(fù)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>&l

15、t;p>　　外墻使用空心磚，雙面抹灰，370mm。構(gòu)造層次：水泥砂漿20mm，空心磚，水泥砂漿20mm。熱阻值R0=0.834(㎡K)/W,熱惰性指標(biāo)D=5.29，墻體類型：Ⅱ型。</p><p>　　為了達到節(jié)能要求加80mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料保溫層，且保溫層的傳熱系數(shù)：</p><p>　　所以墻體總的傳熱系數(shù)為：；總熱阻：。</p><p>　　查詢規(guī)

16、范找到圍護結(jié)構(gòu)的最小熱阻公式</p><p>　　式中： R0mim— —最小總熱阻，；</p><p>　　tR─ ─冬季室內(nèi)計算溫度，20-16.8℃；</p><p>　　tW——冬季圍護結(jié)構(gòu)室外計算溫度，℃；對于二類墻體tW =0.6 tz +0.4 tw.min，其中tz為冬季采暖室外計算溫度，為-16.8℃；tw.min為累年室外最低平均溫度，為-32.

17、9℃。</p><p>　　則tW=0.6×（-16.8）+0.4×（-32.9）=-23.24℃</p><p>　　a——溫差修正系數(shù)，取1</p><p>　　Rn——圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱熱阻，取0.11m2?℃/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，取6℃</p>

18、<p>　　則R0min=1×（20+23.24）×0.11/6=0.793m2?℃/W</p><p>　　實際R為3.5＞0.793符合規(guī)定</p><p>　　（2） 門、窗戶的傳熱系數(shù)</p><p><b>　　本辦公樓采用</b></p><p>　　塑鋼窗傳熱系數(shù)2.8W/(㎡

19、·℃)，</p><p>　　木門的傳熱系數(shù)為2.1 W/(㎡·℃)，</p><p>　　塑鋼門的傳熱系數(shù)為2.6W/(㎡·℃)。</p><p>　　（3）屋面的傳熱系數(shù)</p><p>　　屋面保溫材料為120mm瀝青膨脹珍珠巖R=1.34 m2?℃/W，加150mm水泥膨脹珍珠巖保溫，R=0.938 m2

20、?℃/W，查設(shè)計手冊可知屋頂?shù)臒嶙鑂=2.278 m2?℃/W，屬二類墻體。[2]</p><p>　　屋頂?shù)淖钚鳠釤嶙鑂0min =α（tR - tW）Rn /⊿t</p><p>　　式中R0min——屋頂?shù)淖钚】偀嶙?，m2?K/W;</p><p>　　tR──冬季室內(nèi)計算溫度，取20℃；</p><p>　　tW——冬季圍護結(jié)構(gòu)室外

21、計算溫度，為-23.24℃；</p><p>　　α——溫差修正系數(shù)，取0.9；</p><p>　　Rn——圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱熱阻，取0.11m2?K/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，取4.5℃。</p><p>　　則R0min=0.9×（20+23.24）×0.11/4.5=0

22、.951 m2?℃/W</p><p>　　可知屋頂?shù)膫鳠釤嶙璐笥谧钚鳠釤嶙?，滿足要求。</p><p>　　傳熱系數(shù)K=1/2.278=0.44W/(㎡·℃)</p><p>　　2.以101房間為例計算采暖熱負(fù)荷</p><p>　　圍護結(jié)構(gòu)冬季熱負(fù)荷包括：圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量和由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣耗熱量。圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量包

23、括基本耗熱量和附加耗熱量。101房間的熱負(fù)荷包括西外墻和地面的基本耗熱量及附加耗熱量，冷空氣滲入耗熱量。</p><p>　　已知條件：室內(nèi)設(shè)計溫度為：20℃</p><p>　　采暖室外計算溫度-16.8℃</p><p>　　外墻傳熱系數(shù)：0.286W/(㎡·℃)</p><p>　　外窗傳熱系數(shù)：2.8W/(㎡·℃)

24、</p><p>　　外門傳熱系數(shù)：2.2W/(㎡·℃)</p><p>　　地面為不保溫地面，K值按地帶確定：[5]</p><p>　　第一地帶：0.465 W/(㎡·℃)</p><p>　　第二地帶：0.238 W/(㎡·℃)</p><p>　　第三地帶：0.116 W/(㎡&#

25、183;℃)</p><p>　　第四地帶：0.059 W/(㎡·℃)</p><p>　　基本耗熱量Q=αKA(tn-to.w)，東外墻的朝向修正率取，南外墻朝向修正率取，西外墻朝向修正率取。因為此辦公樓處于市中心所以沒有風(fēng)力附加。一層建筑的層高為，所以高度附加為。房間內(nèi)沒有外門，無外門附加率。冷風(fēng)滲透耗熱量按換氣次數(shù)法計算。</p><p>　　101

26、房間耗熱量計算見下表：</p><p>　　3、其他房間的熱負(fù)荷</p><p>　　同理可以計算出其他房間的熱負(fù)荷</p><p>　　建筑物總耗熱量109742W，建筑物建筑面積為3705.4m2。</p><p>　　面積熱指標(biāo)按下式計算：</p><p>　　式中Q—建筑物耗熱量，W；</p>&

27、lt;p>　　qf—采暖面積熱指標(biāo)，W/m2；</p><p>　　A—建筑物建筑面積，m2。</p><p><b>　　W/m2</b></p><p>　　四 布置管道和散熱設(shè)備、計算散熱器</p><p><b>　　散熱器的選擇</b></p><p>　　

28、散熱器選四柱760型鑄鐵散熱器和四柱460型鑄鐵散熱器。散熱器規(guī)格及傳熱系數(shù)如下表：</p><p>　　表6 鑄鐵散熱器規(guī)格及傳熱系數(shù)表</p><p><b>　　散熱器的計算</b></p><p>　?。?）散熱器的散熱面積按下式計算</p><p>　　式中—散熱器的散熱量，W；</p><

29、;p>　　—散熱器內(nèi)熱媒平均溫度，℃；</p><p>　　—供暖室內(nèi)平均溫度，℃；</p><p>　　—散熱器的傳熱系數(shù)，W/（m2·℃）；</p><p>　　—散熱器組裝片數(shù)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&g

30、t;<p>　　第j層散熱器的出口水溫為：</p><p>　　式中、—系統(tǒng)供回水溫度，℃；</p><p>　　—流出第j層散熱器的水溫，℃；</p><p>　　—沿水流方向，立管上第j層散熱器之前所有散熱器熱負(fù)荷之和，W。</p><p>　?。?）散熱器片數(shù)的計算</p><p>　　式中Q—10

31、片散熱器的散熱量，W。</p><p>　　每根立管上各層所需散熱器片數(shù)匯總?cè)缦拢?lt;/p><p><b>　　五 管道水力計算</b></p><p><b>　　1、計算步驟：</b></p><p>　?。?）在軸測圖上，進行管段編號，立管編號并注明各管段的熱負(fù)荷和管長，詳見附錄1~2；&l

32、t;/p><p>　?。?）確定最不利環(huán)路：</p><p>　　本系統(tǒng)為上供下回異程式單管系統(tǒng)，取最遠立管所在環(huán)路為最不利環(huán)路，即入口到立管13。該環(huán)路包括管段1、8~15、35~43；</p><p>　?。?）計算最不利環(huán)路各管段管徑</p><p>　　雖然引入口處外網(wǎng)的供回水壓差較大，但考慮系統(tǒng)中各環(huán)路的壓力損失易于平衡，采用推薦的平均

33、比摩阻Rpj大致為60~120Pa/m來確定最不利環(huán)路個管段管徑；</p><p>　　各管段阻力匯總?cè)缦卤恚?lt;/p><p><b>　　局部阻力系數(shù)表</b></p><p><b>　　各管段阻力匯總表：</b></p><p>　　計算最不利環(huán)路各管段管徑</p><p&

34、gt;　　雖然引入口處外網(wǎng)的供回水壓差較大，但考慮系統(tǒng)中各環(huán)路的壓力損失易于平衡，采用推薦的平均比摩阻Rpj大致為60~120Pa/m來確定最不利環(huán)路個管段管徑；</p><p>　　因為管路設(shè)計為單管上供下回同程式，觀察各環(huán)路壓力可以看出資用壓力與不平衡率都很大，但是因為總熱負(fù)荷太小，流量小，處于經(jīng)濟原因這樣設(shè)計可行，因此需要通過調(diào)節(jié)管段上截止閥開啟度調(diào)節(jié)不平衡量。</p><p>&l

35、t;b>　　六 設(shè)備選擇</b></p><p><b>　　排氣閥</b></p><p>　　采暖系統(tǒng)中若積存空氣，則會導(dǎo)致熱水循環(huán)不暢，影響系統(tǒng)正常運行，因此在每個散熱器上設(shè)置自動排氣閥，選擇型號為PQ-R-S型自動排氣閥，接管規(guī)格為DN15，使用范圍tg≤110℃，Pg≤0.8MPa的冷熱水系統(tǒng)，外形尺寸為ψ34×65mm。

36、</p><p><b>　　過濾器 </b></p><p>　　在系統(tǒng)的熱力入口設(shè)置Y形過濾器，用于濾掉水中的固體沉淀物，防止破壞堵塞設(shè)備。 選取DN50 Y形過濾器。</p><p><b>　　閘閥</b></p><p>　　在室內(nèi)共用立管的供水管始端和回水管末端以及熱力入口安裝閘閥，用于

37、全開全閉供熱管道，本系統(tǒng)選用內(nèi)螺紋暗桿楔式閘閥，型號Z15T-10,最高工作壓力1.0MPa,最高介質(zhì)溫度120℃，閥體材料灰鑄鐵，介質(zhì)為水或蒸汽，公稱直徑范圍DN15-65mm。</p><p><b>　　集氣罐的選擇</b></p><p>　　在供水干管的末端最高處，集氣罐的有效容積應(yīng)為膨脹水箱容積的1％，它的直徑D應(yīng)大于或等于干管直徑的1.5-2倍，使水在其

38、中的流速不大于0.05m/，這里選擇型號為1的集氣罐，直徑D=100mm，高度H=200mm。</p><p><b>　　平衡閥的選擇</b></p><p>　　在熱力入口處設(shè)置平衡閥，選擇SPF45-16型數(shù)字平衡調(diào)節(jié)閥，DN=50mm。</p><p><b>　　七 設(shè)計總結(jié)</b></p><

39、;p>　　兩周終于結(jié)束了，真是難熬，因為好多東西都不會，而不是說計算量和設(shè)計量很大，很多知識點都需要課后自己學(xué)習(xí)，由此就做的比較慢，我個人感覺做的不是很好，因為計算方面真是太多了，每天看著一排排的數(shù)字眼睛都花了，很累人。總體來說完成了還是很高興的，因為自己不但掌握了之前沒有學(xué)到的知識，而且還鍛煉了耐性和毅力。</p><p><b>　　八 主要參考資料</b></p>

40、<p>　　[1] 李岱森 編.《簡明供熱設(shè)計手冊》.中國建筑工業(yè)出版社，1998，571~572，23~27，24，26</p><p>　　[2] 陸耀慶 編.《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》.中國建筑工業(yè)出版社，1993，37，18，177</p><p>　　[3] 《公共建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005，7</p><p>　　[4] 陸耀慶