流体输配管网课程设计：住宅小区采暖系统设计

课程设计(综合实验)报告( 2016- 2017年度第 一 学期 )名 称： 流体输配管网课程设计 题 目： 住宅小区采暖系统设计 院 系：能源动力与机械工程学院 班 级： 建环1401班 学 号： 1141270119 学生姓名： 汪兆灯 指导教师： 孙 健 设计周数： 2周 成 绩：优良中差不及格 日期： 2017年1月12日一、设计任务1、目的要求运用课程所学知识，进行流体输配管网的设计实践，学习工程设计基本方法，培养解决实际问题的能力。2、设计任务完成某小区供热系统设计，包括设计计算说明书一份，及部分设计图纸。3、原始资料及已知条件 北京市某5层小区如下图所示（图示为顶层），层高2.9m，各房间平面尺寸见图所示。冬季采暖热负荷指标45Wm-2,若末端采用散热器供回水温度65/45oC；设计采暖系统。4、设计计算说明书说明书内容包括设计任务；原始资料；方案讨论；已知数据；冷热负荷计算、管网水力计算、设备选择计算等。5、绘图要求；系统图、平面图及详图。二、方案讨论1、由于办公楼层高超过3层，所以重力循环难以满足要求，故选用机械循环。2、布置干管时，确定合理系统形式，尽量使阻力易于平衡。3、供暖系统布置应当符合暖通设计规范和施工安装技术规程上的要求。4、管路明装，立管上下端分别装设阀门，便于检修防水。5、供水干管的设置沿房间顶棚，预留充足的坡度和集气罐安放高度。6、回水干管的设置在供水干管附近。综上，住宅建筑选用机械循环上供下回双管系统。三、已知数据5层小区如图所示，层高2.9m，各房间平面尺寸见图所示。冬季采暖热负荷指标45Wm-2,若末端采用散热器供回水温度65/45oC。四、热负荷计算4.1、计算公式：（1）建筑面积A=ab；（a：房间长；b：房间宽；）（2）负荷Q=AR；W R：负荷指标，W/m2；（3）qm：质量流量qm=Q/(ct)；kg/hc：水的比热容，约为 4200J/(kg) ；t：供回水温差，20； G：体积流量G=qm/；L/s（4）：水的密度，供水管水温65，= 981.000/m回水管水温45，= 990.100/m散热器取平均水温55，=985.690/m4.2、计算结果：小区一层结构数据部分 表1 下半部分各房间及散热器负荷与流量计算表 五、管网水力计算按推荐的流速或比摩阻值确定管径，计算最不利环路压力损失，然后进行并联环路阻力平衡，最后确定系统总阻力，获得系统特性曲线，结合水泵性能曲线选择水泵型号。本设计中，动力未知，故选用假定流速法：先按技术经济要求选定管内流速，再结合所需输送的流量，确定管道断面尺寸，进而计算管道阻力，得出需要的动力。5.1、确定最不利环路本系统为异程双管系统，故选择距供水干管最远端立管第一层作为最不利环路，最不利环路从管段1到管段20.5.2、计算最不利环路各段管径（1）沿程阻力计算公式：Py=Rcl(Pa) Rc：比摩阻（Pa/m）；L：直管段长度（m）（2）局部阻力计算公式：Pj=Pd(Pa)Pd：动压（Pa）；：局部阻力系数（3）设备压力损失Pm(Pa)（4）总阻力：P=Py+Pj+Pm(Pa)5.3、计算结果：表2 水力计算表由上表计算数据可知：双管异程并联环路的不平衡率均在25%之内，符合设计要求。5.4、局部阻力系数计算：表3 局部阻力计算表六、设备选择：6.1、散热器的选择：（1）计算方法：选用四柱813散热器表4 散热器选择计算表6.2、泵的选择（1）流量计算：公式：Q=4213（kg/h）（2）扬程计算：最不利环路总阻力：P=121563.31（Pa） L约合1.2*10.2=12.24（mH20）1.2L=14.7（mH2O）根据流量与扬程，选用20SG3-14型泵，泵的参数如下：型号流量(m3/h)扬程(m)电机功率(kW)电压(V)转速(r/min)32SG5-205200.752202900表5 水泵选择表七、其他设备选择7.1、膨胀水箱在闭式水系统中，必须保证系统管道及设备内充满水，因此管道中任一点的压力应高于大气压力(否则将吸入空气)，因此闭式水系统需要定压。空调系统广泛采用定压点在水泵吸入口处的定压方式，其优点是水力系统工况稳定。设计规范(GB500192003)中规定：定压点宜设在循环水泵的吸入口处，定压点最低压力应使系统最高点压力高于大气压力5kPa以上；膨胀水箱的底部至少比系统内管路最高点高出1.5m；宜采用高位水箱定位；膨胀管上应设置阀门。本设计采用膨胀水箱定压，膨胀水箱的作用是：1) 为使水系统的水因温度变化而引起的体积膨胀给予余地2) 有利于系统中空气的排除3) 起到定压作用4) 补水作用膨胀水箱的优点是压力稳定、系统简单，基本不用管理。缺点是水箱位于系统最高处，占据一定空间，建筑物要承受水箱及水的荷重。它是中小型空调水系统中常用的定压方式。VP=tmaxVc（L）公式引用自简明供热设计手册P100VP膨胀水箱有效容积，L水的体积膨胀系数，=0.0006 1/Vc系统的水容量，L。根据简明供热设计手册表4-4查得Vc =8.4（L/片）tmax系统内水受热和冷却时水温的最大波动值，一般以20水温算起VP=0.0006658.4=0.3276（L）选用方形膨胀水箱型号17.2集气罐选用集气罐型号1八、参考文献1