供热工程课程设计汇本

1、摘要本次课程设计首先是选择某地筑物，然后根据该地的气象资料特征。计算该建筑物热 负荷，合理选择确定该建筑物的供暖系统方案。以及散热设备的选择与计算。并根据该供 暖方案对该系统进展水力计算以及系统的阻力平衡。绘制该建筑物的平面图剖面图.供暖系统图。考虑该地区气象特征以及建筑物的特点。根据当地节能；环保要求。选择最合理的热 水供暖系统。进展该系统的设计计算。关键词：热负荷；散热设备；水力计算目录1.前言12热负荷计算32.1建筑物的概述32.2计算最小传热阻并校核42.3热负荷的计算43供暖方案确实定以及散热器布置与选择123.1热媒的选择123.2供暖形式确实定123.3散热器的布置123.4散

2、热器选择123.5散热器的计算124. 管路的水力计算234.1绘制采暖系统图234.2计算最不利环路的管径235. 总结296. 参考文献301将自然界的能源直接或间接地转化为热能，以满足人们需要的科学技术，称为供热工程。供热工程又分为供暖工程和集中供热，供暖工程是以保持一定的室温度，以创造适宜的生活条件或工作条件为主要任务，集中供热是指以热水或蒸汽作为热媒，由一个或多个热源通过热网向城市、镇 或其中某些区域热用户供给热能的方式。生活中常见的是集中供热工程，目前已成为现代化城镇的重要根底设施之一，是城镇公共事业的重要组成局部。集中供热系统包括热源、热网和用户三 局部。热源主要是热电站和区域锅

3、炉房工业区域锅炉房一般采用蒸汽锅炉，民用区域锅炉房一般采用热水锅炉，以 煤、重油或天然气为燃料；有的国家已广泛利用垃圾作燃料。工业余热和地热也可 作热源。核能供热有节约大量矿物燃料，减轻运输压力等优点。热网分为热水管网 和蒸汽管网，由输热干线、配热干线和支线组成，其布局主要根据城市热负荷分布 情况、街区状况、开展规划及地形地质等条件确定，一般布置成枝状，敷设在地下。主要用于工业和民用建筑的采暖、通风、空调和热水供给 ，以及生产过程中的加热、烘干、蒸煮、清洗、溶化、致冷、汽锤和汽泵等操作。集中供热的优点是：提高能源利用率、节约能源。供热机组的热电联产综合热效率可达85 %，而大型汽轮机组的发电热

4、效率一般不超过40 % ;区域锅炉房的大型供热锅炉的热效率可达80 %90 %，而分散的小型锅炉的热效率只有 50 %60 %。有条件安装高烟囱和烟气净化装置，便于消除烟尘，减轻大气污染，改善环境卫生，还可以实现低质燃料和垃圾的利用。可以腾出大批分散的小锅炉 房及燃料、灰渣堆放的占地，用于绿化，改善市容。减少司炉人员及燃料、灰渣的运输量和散落量，降低运行费用 ，改善环境卫生。易于实现科学管理，提高供热质量。实现集中供热是城市能源建立的一项根底设施，是城市现代化的一 个重要标志，也是国家能源合理分配和利用的一项重要措施。改革开放三十年，我国集中供热事业获得了长足开展，与兴旺国家相比，在建筑 节能

5、与供热系统的能源利用；建筑节能材料；供热设备的选择；供热系统的选择和控制以 及节能环保意识等方面存在很大的差距。展望2010年，集中供热将面临新的竞争和挑时间，在供热及能源利用技术方面还需要不断改良和提高。战，实现供热技术进步关键在于抓好建立完善的技术开发体系、 技术.推广供热节能新以及散热设备的选本次课程设计是运用供热工程的技术知识对某筑物进展设计计算, 择与计算，合理的选择供暖系统以及管路的水力计算。2热负荷计算2.1建筑物的概述供热系统计算主要包括以下步骤：1.建筑物室热负荷的计算2.确定供暖系统的设计 方案以及热媒形式，散热器的选型3.散热器的计算与布置4.绘制系统轴测图，对管段分 段

6、并标注管长，各个散热器的热负荷大小 5.进展系统的水力计算，并平衡各管段的阻力， 一般异程式不大于15%，同程式不大于10%。本次课程设计的建筑物选择的某一小型住宅楼，层高3层，层高为3米。具体的参数见图表2-1.根据以上步骤的要求，对该住宅楼进展合理的供暖系统设计与水力计算。:维护构造的条件如下外墙：一砖半厚370mm丨，墙抹灰。K=1.57w/m C D=5.06外窗：单层木门玻璃窗，尺寸宽*高为，可开启的缝隙总长为13.0m。 门：单层木门.尺寸宽*高为，门型为无上亮的单散门，可开启的缝隙总长为 9.0m 。顶部：厚 50mm 防腐木屑 k=0.93 w/m C D=1.53地面：不保温

7、地面k值按划分地带计算。市室外的气象资料：供暖室外的计算温度tw=-5 C累年1951年一1980年最低日平均温度tpmin =-17.1 C冬季室外平均风速Vpj=4.9m/s2.2计算最小传热阻并校核该外墙属于U型维护构造供热工程表 1-6维护构造冬季室外计算温度Twc=0.68t w+0.4t pmin =0.6* -5+0.4*-17.1=-12 °C最小传热阻计算公式 Rmin= uRnTn- Twc/Ty根据条件可知 Rmin =1.0 X0.115 X30/6.0=0.575 m 2 C /w外墙的实际传热阻 R0=1/K=1/1.57=0.637 m2Cw>R

8、min 满足要求校核顶棚的最小传热阻该维护构造属于川型，维护构造的冬季室外的计算温度Twc应采用Twc=0.3t w+0.7t pmin =0.3 X-5+0.7 X-17.1=-15 CRmin =0.76 m 2 C /w顶棚实际的传热阻R0=1/K=1/0.93=1.075> Rmin 满足要求。2.3热负荷计算一.一层根本耗热量计算1首先，将采暖房间编号，如1 , 2等计入表2-1中，在把采暖房间的名称如卧室， 客厅等计入到第2栏。2丨维护构造朝向及名称如北外墙，南外墙，计入第 3栏中。维护构造的传热面积等依 次记录。3房间的热负荷Q主要包括以下几局部：Q = Q1 + Q2 +

9、 Q3式中：Q1围护构造耗热量；Q2冷风渗透耗热量；Q3冷风侵入耗热量。围护构造的根本耗热量：q KF tn tw a式中：K围护构造的传热系数，W/ m2 K;F围护构造的计算面积，m2 ;tn 冬季室空气的计算温度，C；tw 冬季室外空气的计算温度，C；u围护构造的温差修正系数；是用来考虑供暖房间并不直接接触室外 大气时，围护构造的根本耗热量会因外传热温差的削弱而减少的修正，其值取决于邻室非供暖房间或空间的保温性能和透气情况。地面各地段的传热系数见表地带名称地面传热系数地带名称地面传热系数第一地带0.47第二地带0.23第三地带0.12第四地带0.07底层1房间的维护构造耗热量计算：qi

10、= aKF (tn tw)(1 乂曲)南外墙：qi=1.0 X1.57 x18+5X12.68 X0.8 xl.04=380.95w西外墙：q2=1.0 X1.57 x18+5X18.81 X0.95 xl.04=671.08w南外窗：q3=1.0 X2.3X18+5X3.2 X0.85 X1.04=149.64w地面I:q4=1.0 X0.47 X18+5X18.6 X1 X1.04=209.11w地面 U:q 5=1.0 X0.23 X18+5X5.92 X1 X1.04=32.57 w围护构造耗热量 Q1= q 1+ q 2+ q3+q 4+q 5=1431.85W(4) 维护构造耗热量

11、的修正按照暖通规的规定，维护构造的耗热量修正应考虑朝向修正、风力附加和高度附加三个 方面。上面公式已修正.(5) 冷风渗透耗热量计算采用缝隙法计算冷风渗透耗热量Q2公式如下：Q2=0.278V p Cp (tn-tw )式中：V= LinL每米门窗缝隙渗入室的空气量，按当地冬季平均风速，m3/h ml 门窗缝隙的计算长度，m n 渗透空气量的朝向修正系数， pw 冬季供暖室外计算温度下的空气密度，Kg/ m 3;Cp 冷空气的定压比热，C=1KJ/Kg C ;tn 冬季室空气的计算温度，C ; tw冬季室外空气的计算温度，C。查表可知：市的冷风朝向修正系数：南向n=0.2北向n=0.65东向n

12、=0.65西向n=1.0 向。查表可知：冬季室外平均风速 Vpj=4.9m/s，单层门的L=5.5m 3/m h南向外窗的总计算长度1=13米总的冷风渗透量：V= Lln=5.5 X0.2 X13=14.3 m 3/h冷风渗透耗热量Q3=0.278V p Cp (tn-tw >0.278 X14.3 X1.34 X1.0 X23=122.52w(6) 冷风侵入耗热量计算IQ3= N Q! w式中Qi 外门根本耗热量，N考虑冷风侵入的外门附加率，由于该房间没有外门故冷风侵入耗热量为零。综上可得 Q= Q 1+Q2+Q 3=1554.37 w以此可算出其它房间的热负荷，如下表所示：一层热负荷

13、计算房 间名称 及方 向面积传 热 系 数室计算温度供暖室 外计算 温度室外计 算温度 差温差 修正 系数根本耗热量朝 向修正 后耗 热量高 度 修 正围护构 造耗热 量冷风渗透耗热量冷风侵入耗热量房间总耗热量m2W/m2CW%W%WWWW1南外墙12.181.5718-5231457.8720366.294380.95122.5201554.37西外墙18.811.571679.235645.27671.08南外窗3.22.31169.281143.89149.645地面1i8.60.471201.070201.07209.11地面25.920.23131.32031.3232.572南外墙

14、9.861.5718-5231356.0420284.834296.23122.5283.971697.89南外 窗42.31211.620169.28176.05东外墙15.811.570.6342.530342.53356.24地面i19.40.471209.710209.71218.1地面28.140.23143.06043.0644.783北外墙9.851.5718-5231226.550226.554235.61398.2401042.29北外窗52.31264.50264.5275.08地面i90.47197.29097.29101.18地面25.850.23130.95030.9

15、532.181北外墙5.1.51548.0548.1570.017155881西外0.1.51468.-444.9462.7墙87385669612.65185.4西外2.5.818-5231348.-330.64343.81073窗62045361地面5.0.41170.0170.7177.6i8779933.地面30.2117.8017.8818.5928389.南外81.51356.2284.8296.2墙6704033南外42.31211.2169.2176.0窗6085122.51697.5118-5234283.9789西外342.0342.5356.2墙87533

16、41地面10.41209.0209.7218.119.77114地面28.140.23143.06043.0644.786南外墙12.181.5718-5231457.8720366.294380.95122.5201554.37东外墙18.811.571679.235645.27671.08南外 窗3.22.31169.2815143.89149.64地面i18.60.471201.070201.07209.11地面25.920.23131.32031.3232.577北外墙15.181.5718-5231548.150548.154570.08612.6105185.73东外墙10.891

17、.571468.385444.96462.76东外窗2.65.821348.045330.63343.86地面1i5.80.471170.790170.79177.63地面23.380.23117.88017.8818.598北外墙9.851.5718-5231226.550226.554235.61398.2401042.29北外窗52.31264.50264.5275.08地面i90.47197.29097.29101.18地面25.850.23130.95030.9532.18二层热负荷计算房 间名 称 及 方 向面积传 热 系 数室计算温度供暖室 外计算 温度室外 计算 温度差温差 修

18、正 系数根本耗热量朝 向修正后耗热量高 度 修 正围护构 造耗热 量冷风渗透耗热量冷 风 侵 入 耗 热 量房 间 总 耗 热 量m2W/m2CW%W%WWWW1南12.1.518-5231457.87-2366.24380.95122.52 013外墙1870912.6西9外18.1.51679.23-5645.2671.088177墙南外-11169.2859149.64窗南9.81.5-2284.8外671356.0403296.23墙14南-2169.283.352外42.318-5231211.6084176.05122.5297.0窗1东外3

19、42.530342.5356.248173墙北外9.81.51226.550226.5235.6157590墙3北18-5234398.2408.93外52.31264.50264.5275.08窗北15.1.5548.1外1871548.1505570.0819墙894西外10.1.518-5231468.38-5444.94462.76612.610.589761墙西2.65.81348.04-5 :330.6343.86外窗23南外9.81.51356.04-2284.8296.236703墙14南外-2169.283.35542.318-5231211.6084176.05122.52

20、97.01窗西15.1.5342.5外8170.6342.5303356.24墙南12.1.5-2366.2外1871457.8709380.95墙13东外18.1.5645.212681718-5231679.23-574671.08122.520.69墙南外-11169.2859149.64窗北15.1.5548.1外1871548.1505570.08墙19东10.1.5444.9897外89718-5231468.38-564462.76612.610.5墙1东外5.8330.62.621348.04-53343.86窗8北9.81.518-5231226.550

21、226.54235.61398.24 090外墙5758.93北外窗52.31264.50264.5275.08三层热负荷计算房 间名称 及方 向面积传 热 系 数室计供暖室 外计算 温度室外计 算温度 差温差 修正 系数根本耗热量朝 向修正 后耗 热量高 度 修 正围护构 造耗热 量冷风渗透耗热量冷风侵入耗热量房间总耗热量算度温W/m2m2W%W%WWWWC1南外2.1.51457.2366.2380.9墙178709581122.51312.1西外8.1.518-5231679.-645.24671.02069墙81723578南外3.2.31169.1143.8149.6窗2285949

22、.南外81.51356.2284.8296.2墙70433122.51435.2618-5230483.97201南外42.31211.-169.2176.0窗62850东外墙15.811.570.6342.530342.53356.249.北外81.51226.0226.5235.6墙75551398.2908.93518-5234403北外52.31264.0264.5275.0窗581北外5.1.51548.0548.1570.061989.4西外0.1.518-5231468.-444.94462.71051墙87385669西外2.5.81348.-330.

23、6343.8窗6204536南外9.1.5356.-284.8296.2812墙6704033南外42.31211.2169.2176.0122.51435.5窗18-52360845283.97011西外墙342.0342.5356.287533416南外墙12.i81.5718-5231457.8720366.294380.95122.5201312.69东外墙18.811.571679.235645.27671.08南外3.2.31169.1143.8149.6窗2285941北外5.1.51548.0548.1570.061989.7东外0.1

24、.518-5231468.-444.94462.71051墙87385669东外2.5.81348.-330.6343.8窗62045369.北外81.51226.0226.5235.6墙75551398.2908.98518-5234043北外52.31264.0264.5275.0窗583供暖方案确实定以及散热器布置与选择3.1热媒的选择此题选择热水供暖系统，供水温度 tg=95 C,回水温度th=70 C。3.2供暖形式确实定此题采用重力循环等温异程式双管上供下回式供暖系统，每组散热器供水管上有一截止阀。3.3散热器的布置该题散热器安装在窗台下面，这样沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善

25、从玻璃下 降的冷气流和玻璃冷辐射的影响，使流经室的空气流比拟暖和舒适。3.4散热器的选择散热器的选择及安装建筑性质适合选用的散热器居住建筑柱形、闭合串片、板式、扁管式、辐射对流式公用建筑柱形、闭合串片、板式、扁管式、屏壁型、辐射对流式工业企业辅助建筑柱形、翼型、辐射对流式散发小量粉尘的车间及仓库柱形、辐射对流式散发大里粉尘的车间及仓库柱形、光面排管3.5散热器的计算2-13所计算热负荷的大小，室安装二柱M132根据上表散热器的选择，同时又表 型或四柱760型散热器。1 散热面积的计算所需散热器传热面积式中F按下式计算:QK(tpjJ)F 房间供暖所需的散热器散热面积， m2 ；Q房间供暖热负荷

26、，W;K 散热器的传热系数， W/(m. C );tpj 散热器热媒的算术平均温度，C；tn 供暖室计算温度，C；!散热器组装片数或散热器的长度修正系数2 散热器连接形式修正系数，3散热器安装形式修正系数，散热器组装片数修正系数 !的选择每组片数<66101120>2010.951.001.051.10注：上表仅适用于各种柱式散热器，方翼型和圆翼型散热器不修正，其它散热器需要修正 时，见产品说明。散热器连接形式修正系数 2的选择：四柱813型与供水管道的连接选择同侧上进下出的连接方式，那么2=1.0 ；2丨一层楼房的散热器计算1 .单元房双管系统，Q=1554.37w , tpj

27、=(t g+th)/2=(95+70)/2=82.5°C tn=18 °CAt=t pj-tn=64.5 °C。查供热工程附录2-1对M-132散热器K=2.426 At°286=2.426 X64.5°286=7.99w/m 2 C散热器组装形式修正系数! =1.0散热器连接形式修正系数2=1.0散热器安装形式修正系数3=1.02根据公式求得:QK(tpj tn)2. 3=1554.37/(7.99*64.5)X1.0 X1.0 X1.02=3.08 mN=F/f=3.08/0.24=13 片当散热器片数为11-20片时，1=1.05因此实际

28、所需散热面积为：F= F ' 1=3.08 X1.05=3.33 m 2实际采用的片数 N=F/f=3.33/0.24=14 片2. 单元房Q=1697.89 w根据公式求得:K(tpjtn)23=1697.89/(7.99*64.5)X1.0 X1.0 X1.02=3.36m2N=F/f=3.36/0.24=14 片当散热器片数为11-20片时，1=1.05因此实际所需散热面积为：F= F ' 1=3.36 X1.05=3.53m 2实际采用的片数N=F/f=3.33/0.24=15 片3. 单元房Q=1042.29w同理可得n= 9片4. 单元房Q=2185.73w同理可得

29、n= 19片5. 单元房 Q=1697.89 w同理可得n= 15片6. 单元房 Q=1554.37w同理可得n= 11片7. 单元房 Q=2185.73w同理可得n= 19片8. 单元房 Q=1042.29w同理可得n= 9片3二层楼房的散热器计算1 .单元房Q=1312.69w ,同理可得n= 11 片2.单元房Q=1435.01 w同理可得n= 12 片3.单元房Q=908.93w同理可得n= 8片4.单元房Q=1989.51w同理可得n= 17 片5.单元房 Q=1435.01 w同理可得n= 12 片6.单元房Q=1312.69w同理可得n= 11 片7.单元房Q=1989.51w同

30、理可得n= 17 片8.单元房Q=908.93w同理可得n= 8片4三层楼房的散热器计算1 .单元房Q=1723.5w ,同理可得n= 15 片2.单元房Q=1914.29 w同理可得n= 17 片3.单元房Q=1206.23w同理可得n= 10 片4.单元房Q=2293.4w同理可得n= 20 片5.单元房Q=1914.29 w同理可得n= 17片6.单元房Q=1723.5w同理可得n= 15片7.单元房Q=2293.4w同理可得n= 20片8.单元房Q=1206.23w同理可得n= 10片各层房间散热器片数的计算如下表所示:一层散热器计算表房间编号热负荷温差K1231nnWW/(m

31、76;C)11554.3764.57.991.0511.02131421697.891.05141531042.291q9w42185.731.05181951697.891.05141561554.371.05131472185.731.05181981042.29199二层散热器计算表房间编号热负荷温差K1231nnWCW/(m C)11312.6964.57.991.0511.02111121435.011.0512123908.9318841989.511.05161751435.011.05121261312.691.05111171989.511.0516178908.93188三

32、层散热器计算表房间编号热负荷温差K1231nnWW/(m °C)11723.564.57.991.0511.02141521914.291.05161731206.231101042293.41.05192051914.291.05161761723.51.05141572293.41.05192081206.23110104 .管路的水力计算4.1绘制管路的系统图1. 绘制管路的系统图1-3丨层。并标上管段，管长，以及热负荷大小。2. 确定最不利环路，本系统采用异层式系统，取最远的立管为最不利环路。图见附录4.2计算最不利环路的管径本设计采用重力循环系统.(1)选择最不利环路，并标

33、管径；根据推荐比摩阻确定环路管径，流速，以及平均比摩阻的大小。(3) 计算各管段的压力损失厶py ；(4) 确定局部阻力损失 pj； 求各管段的压力损失 p= Apy+ Apj ；(6) 求环路的总压力损失YA p ；(7) 平衡各管段的阻力；(8) 将计算结果记入以下的表中。水力计算表管QGLdVRApy=段WKg/hmmmm/sPa/mR LEApdApjAp号123456789101112立管I 一层散热器最不利环路作用压力厶p =764.41pa11698582200.0452.214.42250.9924.7529.172963833210320.084.9449.4043.8915.5664.9731926466318400.148.81158.585.59