河北建筑工程学院供热工程课程设计

河北建筑工程学院供热工程课程设计一、课程设计目的本次供热工程课程设计旨在培养学生综合运用所学供热工程相关知识，解决实际工程问题的能力。通过设计一个完整的供热系统，使学生熟悉供热工程的设计流程、掌握各类供热设备的选型与计算方法、理解供热管网的水力计算原理，并能够进行供热系统的整体规划与布局，提升学生的工程实践能力和创新思维，为今后从事供热工程领域的设计、施工、运行管理等工作打下坚实的基础。

二、设计题目某小区供热系统设计

三、小区基本情况1.地理位置与气候条件该小区位于河北省张家口市，属于寒冷地区，冬季室外采暖计算温度为12℃，冬季室外平均风速为3.5m/s。2.小区规模小区总建筑面积为10万平方米，包括10栋住宅楼，每栋楼均为6层，建筑层高2.8m，居住户数为800户，预计平均每户居住人数为3.5人。

四、设计内容与步骤

（一）热负荷计算1.围护结构耗热量计算根据建筑围护结构的类型（外墙、屋顶、外窗等），采用相关规范中的计算公式，计算各栋楼的围护结构基本耗热量。考虑朝向修正、风力附加、高度附加等因素，得出围护结构的总耗热量。例如，外墙的基本耗热量计算公式为：\[Q_{1}=AK(t_{n}t_{w})\]其中，\(Q_{1}\)为外墙基本耗热量（W），\(A\)为外墙面积（\(m^{2}\)），\(K\)为外墙传热系数（\(W/(m^{2}\cdotK)\)），\(t_{n}\)为室内计算温度（℃），\(t_{w}\)为室外计算温度（℃）。2.冷风渗透耗热量计算根据建筑物的外窗形式、朝向及当地的风速等条件，计算各栋楼的冷风渗透耗热量。采用缝隙法进行计算，公式如下：\[Q_{2}=0.28c_{p}\rho_{w}V_{0}l\Deltat\]其中，\(Q_{2}\)为冷风渗透耗热量（W），\(c_{p}\)为空气比热容（\(kJ/(kg\cdotK)\)），\(\rho_{w}\)为室外空气密度（\(kg/m^{3}\)），\(V_{0}\)为每米缝隙长度的渗透风量（\(m^{3}/(m\cdoth)\)），\(l\)为外窗缝隙长度（m），\(\Deltat\)为室内外温差（℃）。3.冷风侵入耗热量计算考虑建筑物的大门、孔洞等因素，计算冷风侵入耗热量。根据经验数据和相关规范进行估算。4.热负荷汇总将上述各项耗热量相加，得到各栋楼的采暖热负荷。再汇总所有楼的热负荷，得出小区的总采暖热负荷为[X]kW。

（二）供热热源选择1.热源类型分析考虑到小区规模和当地能源供应情况，分析了几种常见的热源类型，如热电厂、区域锅炉房、天然气分布式能源站等。2.选择依据通过对不同热源类型的经济性、环保性、可靠性等方面进行比较，最终选择区域锅炉房作为小区的供热热源。区域锅炉房具有投资相对较小、建设周期短、运行灵活等优点，能够较好地满足小区的供热需求。

（三）锅炉房设计1.锅炉选型根据小区的总热负荷，选择合适型号的锅炉。考虑到锅炉的热效率、负荷调节性能等因素，选用了[具体型号]的热水锅炉，其额定热功率为[X]kW，热效率不低于[X]%。2.锅炉房设备布置合理规划锅炉房内锅炉、给水泵、循环水泵、除氧器、换热器等设备的布置，确保设备之间的连接管道短捷、操作方便，同时满足安全间距和通风、采光等要求。3.燃料供应系统设计确定燃料的种类为[具体燃料]，设计燃料的储存、输送和供应系统。计算燃料的储存量，选择合适的储存设备（如储油罐、储煤仓等），并设计燃料的输送管道和输送设备，保证燃料能够安全、稳定地供应到锅炉。4.水处理系统设计为防止锅炉结垢、腐蚀等问题，设计了一套完整的水处理系统。包括软化水制备设备（如离子交换器）、除氧设备（如热力除氧器）等，确保锅炉给水的水质符合要求。

（四）供热管网设计1.管网形式选择根据小区的地形、建筑物分布等情况，选择了闭式双管制热水管网。闭式双管制能够满足不同用户对水温的要求，且具有较好的水力稳定性。2.管网水力计算根据热负荷分布和管网布置，进行管网的水力计算。确定各管段的管径、流速、压力损失等参数，以保证管网系统能够安全、经济地运行。水力计算步骤如下：根据热负荷计算各管段的流量。根据经济流速范围，初选各管段的管径。计算各管段的沿程阻力损失和局部阻力损失。进行管网的水力平衡计算，通过调整管径或设置调节阀等措施，使各用户的流量满足设计要求。3.管网敷设方式考虑小区的实际情况，采用直埋敷设方式。直埋敷设具有占地少、施工简单、维护方便等优点，能够降低工程造价和运行成本。在直埋敷设过程中，采取了一系列的保温、防腐措施，确保管道的使用寿命。

（五）热用户系统设计1.室内采暖系统形式选择根据建筑物的类型和使用功能，选择了垂直双管跨越式系统作为室内采暖系统形式。该系统能够较好地解决垂直失调问题，满足不同楼层用户的采暖需求。2.散热器选型根据各房间的热负荷计算结果，选择合适型号的散热器。考虑散热器的散热性能、美观性、耐久性等因素，选用了[具体型号]的铸铁散热器，其散热面积为[X]\(m^{2}\)，工作压力为[X]MPa。3.室内采暖系统水力计算计算室内采暖系统各管段的管径、流速、压力损失等参数，确保系统能够正常运行。同时，进行系统的水力平衡调试，保证各散热器的流量分配均匀。

五、设计成果1.设计说明书详细阐述了热负荷计算过程、热源选择依据、锅炉房设计、供热管网设计、热用户系统设计等内容，包括计算方法、计算公式、参数选取等，并对设计结果进行了分析和讨论。2.图纸绘制了小区供热系统的平面布置图、管网水力计算图、锅炉房设备布置图、室内采暖系统图等图纸，清晰地展示了供热系统的整体布局、设备连接、管道走向等情况。

六、设计总结通过本次供热工程课程设计，我对供热系统的设计流程和方法有了更深入的理解和掌握。从热负荷计算到热源选择、从锅炉房设计到供热管网及热用户系统设计，每一个环节都需要严谨的计算和合理的规划。在设计过程中，我不仅运用了所学的理论知识，还通过查阅相关规范和资料，解决了许多实际问题，提高了自己的工程实践能力。同时，我也认识到供热工程是一个涉及多学科知识的综合性领域，需要不断学习和积累。在今后的学习和工作中，我将继续努力，不断提升自己的专业水平，为供热工程领域的发展贡献自己的力量。

指导教师评语：该生在本次供热工程课程设计中，态度认真，工作积极主动。能够熟练运用所学知识，完成热负荷计算、热源选择、锅炉