課程設(shè)計(jì)計(jì)算書--某住宅采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　鍋</b></p><p><b>　　爐</b></p><p><b>　　供</b></p><p><b>　　熱</b></p><p><b>　　課</b></p><p

2、><b>　　程</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：某住宅采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><

3、;b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容及原始資料、設(shè)計(jì)目的</p><p><b>　　第二章 熱負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　　圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本傳熱量、附加傳熱量、 冷風(fēng)滲透傳熱量計(jì)算</p><p>　　第三章 散熱器計(jì)算選型</p><p>

4、;　　散熱器面積、片數(shù)計(jì)算、設(shè)備選型</p><p>　　第四章 采暖系統(tǒng)水力計(jì)算</p><p><b>　　系統(tǒng)布置、水力計(jì)算</b></p><p><b>　　第五章 設(shè)計(jì)成果</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>

5、;<b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　本工程為哈爾濱市一民用住宅樓，住宅樓為六層，每一層有8個(gè)用戶，建筑總面積為5740㎡。</p><p><b>　　二、原始資料</b></p><p>　　1.設(shè)計(jì)工程所

6、在地區(qū)：哈爾濱 45°41′N 126°37 ′E</p><p>　　2.室外設(shè)計(jì)參數(shù)：冬季大氣壓 100.15KPa</p><p>　　供暖室外計(jì)算溫度 -26℃</p><p>　　冬季室外平均風(fēng)速 3.8m/s</p><p>　　冬季主導(dǎo)風(fēng)向 東南風(fēng)</p>&l

7、t;p>　　供暖天數(shù) 179天</p><p>　　供暖期日平均溫度 -9.5℃</p><p>　　最大凍土層深度 205cm</p><p><b>　　3.建筑資料</b></p><p>　　（1）建筑每層層高3m；</p><p>　?。?）建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)概

8、況</p><p>　　外墻：磚墻，厚度為240mm，保溫層為水泥膨脹珍珠巖l=190mm，雙面抹灰δ=20mm；K=0.45W/(m2·K)</p><p>　　地面：不保溫地面，K值按地帶劃分，一共為四個(gè)地帶；</p><p>　　屋頂：鋼筋混凝土板，礫砂外表層5mm，保溫層為瀝青膨脹巖l=150mm,K=0.47W/（m2·K）</p

9、><p>　　外窗：單層鋼窗，塑料中空玻璃（空氣12mm）K=2.4 W/（m2·K） </p><p>　　外門：木框雙層玻璃門（高2.0米），K=2.5W/(m2.K)。2100mm×1500mm，門型為無上亮的單扇門。</p><p><b>　　4.室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)：</b></p><p>　　室

10、內(nèi)計(jì)算溫度：臥室、起居室 18℃ 廚房10℃ </p><p>　　門廳、走廊、樓梯間 16℃ 盥洗室18℃</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　對該建筑進(jìn)行室內(nèi)采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使其能達(dá)到采暖設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)符合建筑節(jié)能規(guī)范。</p><p>&

11、lt;b>　　第二章 熱負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　　一、圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本傳熱量</p><p>　　1.外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量計(jì)算公式如下：</p><p>　　——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量，W；</p><p>　　K——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，</p><p>　　F——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積</p&

12、gt;<p>　　tn——冬季室內(nèi)計(jì)算溫度</p><p>　　——供暖室外計(jì)算溫度 </p><p>　　α——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)</p><p>　　整個(gè)建筑的基本耗熱量等于它的圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分基本耗熱量的總和:</p><p><b>　　W</b></p><p>　　算出

13、基本耗熱量后再進(jìn)行朝向、高度和風(fēng)力修正。</p><p><b>　?。?）朝向修正</b></p><p>　　《暖通規(guī)范》規(guī)定：宜按下列規(guī)定的數(shù)值，選用不同朝向的修正率：</p><p>　　北、東北、西北 0~10%； 東南、西南 -10%~-15%；</p><p>　　東、西

14、 -5% ； 南 -15%~-30%。</p><p>　　對于哈爾濱地區(qū)，在此處進(jìn)行計(jì)算時(shí)，朝北不進(jìn)行修正，朝東、西均修正-5%，朝南修正-20%。</p><p><b>　　（2）風(fēng)力附加修正</b></p><p>　　《暖通規(guī)范》規(guī)定：在一般情況下，不必考慮風(fēng)力附加。只對建在不避風(fēng)的高地、河邊、海岸、

15、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內(nèi)特別突出的建筑物，才考慮垂直外圍護(hù)結(jié)構(gòu)附加5%~10%。因風(fēng)力影響較小，故在此可以不考慮風(fēng)力修正耗熱量。</p><p><b>　　（3）高度附加修正</b></p><p>　　《暖通規(guī)范》規(guī)定：民用建筑和工業(yè)輔助建筑物（樓梯間除外）的高度附加率，當(dāng)房間高度大于4m時(shí)，每高出1m應(yīng)附加2%，但總的附加率不應(yīng)大于15%。高度附加率，應(yīng)

16、附加于房間各圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量和其他附加（修正）耗熱量的總和上。</p><p>　　但是，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的采暖建筑中，住宅房間高度均為3m，沒有超過4m，故可以不進(jìn)行高度修正。</p><p>　　修正后的圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量按下式計(jì)算：</p><p>　　Q’1= Q’1.j +Q’1.x=(1+xg)ΣαKF(tn-)(1+xch+xf)</p><

17、;p>　　2.門窗的冷風(fēng)滲透耗熱量，采用縫隙法計(jì)算。</p><p>　　門窗滲入空氣量 V=L×l×n</p><p>　　L——每米門窗滲入室內(nèi)的空氣量，</p><p>　　l——門窗縫隙的計(jì)算長度，</p><p>　　n——滲透空氣量的朝向修正系數(shù)</p><p>　　在計(jì)算冷風(fēng)滲

18、透的縫隙長度時(shí)，建筑物門窗縫隙長度分別按照各朝向所有可開啟的外門、窗縫隙丈量，計(jì)算不同朝向的冷風(fēng)滲透空氣量時(shí)，再乘以一個(gè)滲透空氣量的朝向修正系數(shù)加以修正。</p><p>　　表3.1 哈爾濱市的冷風(fēng)朝向修正系數(shù)n</p><p>　　確定門窗縫隙滲入空氣量V后，冷風(fēng)滲透耗熱量按下式計(jì)算</p><p><b>　　W</b></p

19、><p>　　V—經(jīng)門窗縫隙滲入室人的總空氣量</p><p>　　——供暖室外計(jì)算溫度下的空氣密度</p><p>　　——冷空氣的定壓比熱</p><p>　　0.278——單位換算系數(shù)</p><p>　　每個(gè)房間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱熱負(fù)荷Q’= Q’1+Q’2= Q’1.j +Q’1.x+ Q’2</p>

20、<p><b>　　3.分戶計(jì)量熱負(fù)荷</b></p><p>　　分戶計(jì)量熱負(fù)荷計(jì)算可用下面的公式</p><p>　　Qch—圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱熱負(fù)荷 </p><p><b>　　Qhj—戶間熱負(fù)荷</b></p><p>　　按面積計(jì)算戶間熱負(fù)荷的公式如下</p>&l

21、t;p>　　Q—戶間總熱負(fù)荷，W； </p><p>　　K—戶間樓板或隔墻的傳熱系數(shù)，W/（m2·℃）；</p><p>　　F—戶間樓板或隔墻的面積，m2；</p><p>　　△t—戶間熱負(fù)荷計(jì)算溫差，℃，按面積傳熱計(jì)算時(shí)宜為5℃；</p><p>　　N—戶間各方向同時(shí)發(fā)生傳熱的概率系數(shù)</p><

22、p>　　現(xiàn)以第一層用戶1（包括房間101-108）為例進(jìn)行熱負(fù)荷計(jì)算，詳細(xì)的計(jì)算結(jié)果分別見表1-1房間耗熱量計(jì)算,表1-2分戶計(jì)量熱負(fù)荷計(jì)算表。</p><p>　　由計(jì)算出的結(jié)果可得出，第一層用戶1房間的供暖面積熱指標(biāo)為qf= Q’/A=6500/141=46W/m2。</p><p>　　第一層的其他用戶熱負(fù)荷可用面積熱指標(biāo)法進(jìn)行估算,將結(jié)果列在下面表格中。</p>

23、<p>　　用同樣的方法可以計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)層以及頂層中一個(gè)用戶的總熱負(fù)荷，計(jì)算詳細(xì)結(jié)果見表2-1,3-1。每一層中其他用戶的熱負(fù)荷也采用面積法進(jìn)行估算，其結(jié)果見下表。</p><p>　　第三章 散熱器計(jì)算選型</p><p>　　一、散熱器面積的計(jì)算</p><p>　　散熱器面積F按下式計(jì)算 m2</p><p>　　Q—散熱

24、器的散熱量，W</p><p>　　tpj—散熱器內(nèi)熱媒平均漫度，℃ </p><p>　　tpj=(tsg+tsh)/2</p><p>　　tsg—散熱器進(jìn)水溫度</p><p>　　tsh—散熱器回水溫度</p><p>　　tn--供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，℃</p>

25、<p>　　K—散熱器的傳熱系數(shù), W/m2.℃</p><p>　　β1—散熱器的組裝片數(shù)修正</p><p>　　β2—散熱器的連接形式修正</p><p>　　β3—散熱器的安裝形式修正</p><p>　　現(xiàn)以第一層的臥室104為例說明散熱器的計(jì)算過程。</p><p>　　該房間的總熱負(fù)荷為826

26、.51W，設(shè)計(jì)供回水溫度為95/70℃，室內(nèi)供暖管道明裝，為單管水平跨越式。支管與散熱器的連接方式為異側(cè)連接，上進(jìn)下出。室內(nèi)擬安裝M-132型散熱器，散熱器明裝。M型-132散熱器的散熱面積為0.24m2/片，其傳熱系數(shù)的計(jì)算公式為K=2.426Δt0.286。當(dāng)熱媒平均溫差為64.5℃時(shí)。散熱器的傳熱系數(shù)為7.99 W/（m2·℃）。</p><p>　　假定散熱器片數(shù)為6-10片，即β1=1.0；M

27、-132型散熱器異側(cè)上進(jìn)下出，則β2=1.009；查安裝形式修正系數(shù)有β3=1.02，tpj=（95+70）/2=82.5℃，相應(yīng)的散熱器的傳熱系數(shù)K=7.99 W/（m2·℃）則有</p><p>　　F=826.51×1.0×1.009×1.02/7.99/(82.5-18)=1.63㎡</p><p>　　二、散熱器片數(shù)的確定</p>

28、;<p>　　散熱器的面積確定以后，可按下式計(jì)算所需的散熱器總片數(shù)</p><p><b>　　n=F/f 片</b></p><p>　　式中f—每片散熱器散熱面積，㎡/片</p><p>　　則有n=1.63/0.24=6.79片≈7片</p><p>　　查表可知當(dāng)散熱器片數(shù)為6—10片時(shí)，β1=1.

29、0，與假設(shè)的散熱器片數(shù)一致，因此實(shí)際所需的散熱器總片數(shù)為7片。</p><p>　　采用相同的計(jì)算步驟，可計(jì)算出第一層其他房間的所需的散熱器面積及片數(shù)見下附表1-3。</p><p>　　同理可計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)層和頂層的各用戶的各個(gè)房間所需的散熱器面積及片數(shù)，見表2-3,3-3。</p><p>　　第四章 采暖系統(tǒng)水力計(jì)算</p><p><

30、;b>　　一、系統(tǒng)管道布置</b></p><p>　　室外采暖系統(tǒng)的采暖立管為下供下回異程式，采暖干管為水平同程式，設(shè)計(jì)供回水采用95/70℃。分戶采暖內(nèi)部采用水平跨越式系統(tǒng)。整個(gè)住宅建筑有六層四個(gè)單元，分設(shè)8根供回水單元立管，每個(gè)單元立管上有6個(gè)熱用戶，每層1個(gè)。供水立管設(shè)置調(diào)節(jié)閥，回水立管設(shè)置閘閥。分戶供暖的系統(tǒng)圖以及底層、標(biāo)準(zhǔn)層、頂層的分戶采暖系統(tǒng)平面圖見圖紙。</p>&

31、lt;p><b>　　二、水力計(jì)算</b></p><p>　　1.室內(nèi)采暖系統(tǒng)水力計(jì)算</p><p>　　現(xiàn)以頂層的用戶1為例，對其室內(nèi)采暖系統(tǒng)進(jìn)行水力計(jì)算。在系統(tǒng)圖中進(jìn)行管段編號，水平管與跨越管編號并注明各管段的熱負(fù)荷和管長。</p><p>　　水平管段1、3、5、7、9、11、13、15、17的流量為</p>&l

32、t;p>　　G=0.86ΣQ/(tg - th)=0.86×7706/（95-70）=265.08Kg/h</p><p>　　取跨越管的管長為1.2m，進(jìn)流系數(shù)α=0.36，則跨越管2、4、6、8、10、12、14、16的流量為</p><p>　　GK=（1-α）G=169.6Kg/h</p><p>　　從而確定各管段的管徑，見表4-1分戶采暖

33、系統(tǒng)管路水力計(jì)算表。</p><p>　　各管段的局部阻力系數(shù)見表4-2局部阻力系數(shù)計(jì)算表。</p><p>　　易得它們的總阻力為：Σ（Rl+ΔPj）=11290.4Pa</p><p>　　2.單元立管的水力計(jì)算</p><p>　?。?）確定各單元立管的管徑</p><p>　　將各管段進(jìn)行編號，并計(jì)算各管段的局

34、部阻力系數(shù)，見表4-4由于各管段的熱負(fù)荷與設(shè)計(jì)參數(shù)已知，可計(jì)算出各管段的流量。根據(jù)立管的平局比摩阻應(yīng)盡量在40-60Pa之間的選取原則，查水力計(jì)算表，可確定各管段的管徑、流速等，計(jì)算結(jié)果見表4-3.</p><p>　?。?）同一單元不同樓層間不平衡率的計(jì)算</p><p>　　一單元一層用戶1的阻力損失為</p><p>　　ΔPⅠ=ΔPⅡ=ΔPⅢ=ΔPⅣ=ΔPⅤ

35、=ΔPⅥ=11290.4Pa</p><p>　　重力循環(huán)自然附加壓力為</p><p>　　PZⅠ=2/3×ΔρgΔh=2/3(977.81-961.92)×9.8×1.5=155.7Pa</p><p>　　則一單元一層用戶1的資用壓力為</p><p>　　ΔP’Ⅰ=ΔPⅠ- PZⅠ=11290.4-155

36、.7=11134.7Pa</p><p>　　與一單元一層用戶1并聯(lián)的管段2-6、9-13及六層用戶的壓力損失為Σ（Rl+ΔPj）2-6、9-13+ΔPⅡ=2826.4+11290.4=14116.8Pa</p><p>　　一單元六層用戶的重力循環(huán)附加壓力為</p><p>　　PZⅥ=2/3×ΔρgΔh=2/3(977.81-961.92)×

37、9.8×16.5=1712.9Pa</p><p>　　并聯(lián)環(huán)路中，六層用戶的資用壓力為</p><p>　　ΔP’ Ⅵ=ΔP’Ⅰ+ PZⅠ、Ⅱ=11134.7+1712.9-155.7=12691.9Pa</p><p>　　不平衡率X61=[ΔP’ Ⅵ-Σ（Rl+ΔPj）2-6、9-13+ΔPⅡ]/ ΔP’ Ⅵ</p><p>

38、　　=(12691.9-14116.8)/12691.9=-11.2%</p><p>　　同理，以一單元一層用戶1為計(jì)算上層各用戶的基準(zhǔn)，一單元各層相對于一層用戶的不平衡率計(jì)算如下表所示。</p><p>　?。?）四單元六層用戶（最遠(yuǎn)端）相對于一單元一層用戶的不平衡率</p><p>　　由系統(tǒng)圖可以確定，通過一單元一層用戶的管段1、一單元一層用戶管段、管段14

39、、管段60、管段61、管段62與通過四單元六層用戶的管段57-59、管段43-48、四單元六層用戶的管段、管段51-56為并聯(lián)。</p><p>　　經(jīng)過一單元一層用戶的管段1、一單元一層用戶管段、管段14、管段60、管段61、管段62的阻力損失為ΔP1+ΔPⅠ+ΔP14+ΔP60+ΔP61+ΔP62- PZⅠ =224.4+11290.4+560+803+1757-155.7

40、 </p><p>　　=14479.1Pa</p><p>　　四單元六層用戶的資用壓力為14479.1+（1557+155.7）=16191.8Pa</p><p>　　通過四單元六層用戶的管段57-59、管段43-48、四單元六層用戶的管段、管段51-56的阻力損失為ΔP57-59+ΔP43-48+ΔPⅥ+ΔP51-56= （1448+661+577）+（2

41、24.4+305.4+204.2+235.7+489.1+178.8）+11290.4+（94.1+305.4+204.2+235.7+489.1+178.8）=17027.2Pa</p><p>　　則四單元六層用戶相對于一單元一層用戶的不平衡率為</p><p>　　X=（16191.8-17027.2）/16191.8×100%=-5.2%</p><p

42、>　　整個(gè)系統(tǒng)其它的用戶及管道的水力計(jì)算見附表1-附表19。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、《供熱工程（第四版）》 中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　2、《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》</p><p>　　3、《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》</p><