供热课设指导书

《供热工程》课程设计指导书《供热工程》是建筑环境与设备工程专业的主要专业课之一。学生通过课堂教学掌握这门课程中的基本理论之后，还应通过课程设计来学习供热工程设计的一般方法以及了解有关设计规范和技术措施。一、供暖热负荷计算1、冬季供暖系统的热负荷，应根据建筑物下列耗散和获得的热量确定：(1)围护结构的耗热量Q1；(2)加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量Q2；(3)加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量Q3：(4)加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量Q4(5)水分蒸发的耗热量Q5(6)通风耗热量Q6(7)最小负荷班的工艺设备散热量Q7(8)热管道及其他热表面的散热量Q8(9)热物料的散热量Q9(10)通过其他途径获得的热量Q10对于一般民用或工业辅助建筑，供暖设计热负荷计算可简化为：Q=Q1+Q2+Q3+Q6-Q8(W)2、建筑物围护结构的基本耗热量应按下式计算：Qj=FK(tn-tw)a(W)式中Qj——围护结构的基本耗热量，包括门、窗、墙、楼板的传热量，各部分耗热量之和即为整个建筑物的基本耗热量。W；F——围护结构的面积，m2；K——围护结构的传热系数，W／(m2．℃)，查手册：tn——冬季室内计算温度，℃，查手册；tw——供暖室外计算温度，℃，见《采暖通风与空气调节设计规范》或查手册：a——计算温差修正系数，查手册。3、围护结构附加耗热量计算围护结构的附加耗热量分为两类：一类是按基本耗热量的百分率进行计算，如风力附加、朝向修正和外门开启附加。另一类是不按基本耗热量百分率进行计算的附加或修正，如高度附加和楼层修正。(1)风力附加。《采暖通风与空气调节设计规范》规定：建筑在不避风的高地、河边、河岸、旷野上的建筑物，以及城镇厂区内特别高出的建筑物，垂直的外围护结构附加5％～10％。其附加率用fx来表示。(2)朝向修正。不同朝向的围护结构，接受到太阳辐射的热量是不同的，风的速度和频率也是不同。为使不同朝向房间的室温能比较一致，《采暖通风与空气调节设计规范》规定对不同朝向的垂直外围护结构，采用一定的修正率。朝向修正率用符号fcx表示。(3)外门开启附加。为加热开启外门时侵入的冷空气，对于短时间开启无热风幕的外门，可以用外门的基本耗热量乘以相应的附加率fm作为外门开启附加量。阳台门不应考虑外门附加。(4)高度附加。房间高度大于4m时，每高出1m应附加2％，但总的附加率不应大于15％。高度附加率f。应加在基本耗热量和其它附加耗热量(进行风力、朝向、外门开启修正之后的耗热量)的总和上。楼梯间不采用高度附加。(5)楼层修正。在建筑物中常常发生上热下冷的现象，尤其是上供下回式系统更为严重。为了克服这种现象，使各楼层室内温度基本一致，可采用楼层修正系数f1和高度附加一样，楼层修正也是加在基本耗热量和其它耗热量的总和上。4、门窗缝隙渗入冷空气耗热量计算冷风渗透耗热量的计算与门窗构造、门窗朝向、冬季室外风速、风向等因素有关。常用的冷风渗透耗热量的计算方法有三种：(1)缝隙法。所有可开启的门(包括阳台门)、窗缝隙均应计算渗入冷风耗热量。但对有封窗习惯的地区，可以不计算窗缝的冷风渗入。(2)换气次数法。有时由于缺乏足够的门、窗缝隙数据，对于民用建筑的计算可用换气次数法。计算公式如下：Qsh=O.278CVnNkρw(tn-tw)(W)式中C——空气比热，C=1kJ／kg·℃；pw——室外空气密度，kg／m3；Vn——房间的内部体积，m3；Nk——房间的换气次数，次／h，可按下表选用。(3)百分数法。由于工业建筑层高较高，室内外温差造成的热压较大，冷风渗透耗热量可根据建筑物的高度及玻璃窗的性质，按下表的百分数进行计算。5、供暖管道散入房间的热量供暖管道管径较粗时，散入室内的热量是很可观的，因此应该在供暖热负荷计算中扣除。通常只计算水平干管的散热量，立管和连接散热器的支管因管径小均可不扣除其散热量。Q8=qglβ(W)式中Q——供暖管道散入房间的热量，W；qg——每米长不保温供暖管道的散热量，W／m，可查资料得出；l——室内不保温管道长度，m；β——考虑散热量的有效利用率。沿顶棚下的水平管道为0.5，沿地面上的水平管道为1.0。二、供暖系统选择1、热媒与温度(1)民用建筑宜采用热水供暖，工业建筑采用蒸汽供暖。(2)高级居住建筑，办公建筑和医疗卫生及托幼建筑等，热水温度宜采用95℃；其他民用建筑，热水温度不应高于130℃。(3)放散棉、毛纤维和木屑等有机物质的生产厂房，热水温度不应高于130℃；蒸汽温度不应高于110℃。(4)放散可燃气体，蒸汽或粉尘的生产厂房，热媒温度不应高于上述物质自燃点的80％，且热水温度不应高于130℃，蒸汽温度不应高于110℃。2、热媒为热水时，供暖系统制式的选择(1)三层和三层以下的建筑，且有室温调节要求宜采用双管系统；(2)三层以上建筑，宜采用垂直单管顺序式，或单双管混合式；(3)单层建筑宜采用水平单管串联式，当串联管管径d大于32mm时，可采用跨越式；(4)建筑高度超过50m时，宜竖向分区供暖，一根垂直立管供暖层数可不限，以立管管径不大于32mm为宜。3、热媒为蒸汽时，供暖系统制式的选择(1)一般宜采用上供下回式双管系统；(2)水平单管串联系统，管径不宜大于25mm，环长不宜超过25m；(3)高压蒸汽供暖系统，当疏水器集中设置时，宜采用同程式。三、散热器、阀门和管道的设置1、选择散热器时、应符合下列规定：(1)散热器的承受压力至少按制造厂给出的工作压力有20％的安全值；(2)民用建筑宜采用外形美观、尺寸适中、易于清扫的散热器：(3)具有腐蚀性气体的生产厂房或相对湿度较大的房间，宜采用铸铁散热器；(4)热水供暖系统采用钢制、铝制散热器时，应采取必要的防腐措施；蒸汽系统不应采用钢制柱型、板型和扁管等散热器。2、散热器布置应符合下列规定：(1)散热器宜安装在外墙窗台下，当安装有困难时(如玻璃幕墙、落地窗等)也可安装在内墙；(2)在双层外门的外室以及门斗中不应设置散热器，以防冻裂；(3)住宅楼梯间一般可不设置散热器；(4)散热器宜明装，但托儿所、幼儿园等建筑应暗装加防护罩；(5)铸铁散热器的组装片数：柱型类不超过25片；长翼型不超过7片。超过时，可采取两组散热器串联连接。3、供暖系统中阀门的设置(1)多层建筑的供暖立管上应设调节阀门或关闭阀门，但楼梯间立管上不应装设阀门；(2)垂直单管串联五层以上时，宜在散热器供水支管上设置三通调节阀；(3)双管系统对室温有要求时，宜在散热器供水支管上设置恒温调节阀：(4)水平单管跨越式，对室温有要求时，可在散热器供水支管上装置阀门；(5)各环干管的始端及系统总进、出口管上，应装设阀门；(6)当系统需要部分运行或关断进行修理时，应在各分支干管上装设关断阀门。4、供暖系统中的阀门，宜按下列规定选择：关闭用：高压蒸汽系统用截止阀；低压蒸汽和热水系统用闸阀；调节用：截止阀、对夹式蝶阀；放水用：旋塞或闸阀；放气用：恒温自动排气阀、自动排气阀、钥匙气阀、旋塞或手动跑风等。5、供暖管道的坡度，应符合下列规定：汽、水同向流动时的蒸汽干管i≥0.003汽、水反向流动时的蒸汽干管i≥0.005凝结水管和热水管、回水管i≥0.003连接散热器的支管i≥O.0l蒸汽单管系统连接散热器的支管i≥O.05自然循环热水管、回水管i≥0.016、管道热补偿供暖水平管道的伸缩，应尽量利用系统的弯曲管段进行自然补偿，当自然补偿不能满足要求时，应设置补偿器；四、管道水力计算1、供暖管道中的热媒流速，应根据热媒的资用压力，系统形式，对噪声要求等因素确定，其最大允许流速不应超过相应的规定值。2、常用的水力计算方法有等温降法、变温降法和等压降法三种。计算方法参见教材或手册。3、热水供暖系统的并联环路之间的压力损失允许差值：双管同程式15％；单管同程式10％；双管异程式25％：单管异程式15％。4、建筑物内部系统各环路压力平衡后的总压力损失可增加10％的附加值，以备克服未预计到的阻力。5、单管异程式热水供暖系统中立管的压力损失不宜小于计算环路总压力损失的70％。6、热水供暖系统的循环压力，一般宜保持在10—40kPa左右。当热网入口资用压力较高时，应设调压装置。五、图纸要求1、采暖平面图1~3张，采暖管道系统图l张。2、采暖平面图(1)绘出采暖干管、支管、立管、散热器、采用部件(如阀门、减压器、疏水器、分汽缸、集汽器、伸缩器、除污器、固定支架等)，标注每组散热器数量、干管管径、设备型号规格。(2)二层以上的多层建筑，其采暖平面图应有立管编号。标准层可合用一张图纸，散热器数量应分层标注。3、采暖管道系统图采暖系统图，比例宜与平面图一致，按45轴测投影图绘制。系统图各立管要编号，注明管径、坡度、坡向、标高、散热器数量。自采暖入口至干管、立管及散热器、阀门等系统配件，全部绘出。4、制图过程中应遵守《采暖通风与空气调节制图标准》中有关规定。5、图标可按以下规格：六、设计计算书编制内容1、建筑物热负荷计算。2、散热器和其它采暖设备的选择计算。3、采暖系统水力计算。4、采暖系统构件或装置选择计算，如膨胀水箱、伸缩器、疏水器等。七、学时分配l、熟悉设计任务书、指导书、收集资料8学时2、热负荷计算16学时3、设备选择计算8学时4、水力平衡计算16学时5、采暖平面