供热课程设计某办公楼室内采暖系统设计

燕山大学供热工程课程设计说明书题目：沈阳市某办公楼室内采暖系统设计学院（系）：建筑工程与力学学院年级专业：09级建筑环境与设备工程2班学号：090107030059学生姓名：刘晨指导教师：孙喜山教师职称：燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：建筑工程与力学学院基层教学单位：建筑环境与设备系学号090107030059学生姓名刘晨专业（班级）09建环2班设计题目沈阳市某办公楼室内采暖系统设计设计技术参数建筑物修建地区：神意思热源：独立锅炉房；资用压头：70kPa；设计供回水温度：95／70℃设计要求采暖平面图上应画出热源位置（或引入口）、室内管沟、干管、立管、散热器、阀门、固定支架、箱罐的位置，注明管道立管编号，水平水管管径，标出每组散热器的片数。系统图应注明管道规格、坡度、管道标高、阀门、固定支架、箱罐的位置、立管编号及每组散热器的片数等。设计说明书按设计内容依次编写、逐页编号。前面要有目录，中间为设计计算内容，后面附参考文献。工作量采暖平面图的张数以能反映采暖系统的平面全貌为准。一般可画底层、标准层及顶层三张采暖平面图，分别表达出供、回水干管、立管及各楼层散热器的情况。如系统较大时，系统图可分环路画出，系统图重叠部分可采用断开画法。设计说明书应有包括方案确定、设计计算公式，设计简图等全部内容，计算结果可用表格形式。工作计划热负荷计算：18学时散热器布置及选择计算：12学时管道水力计算：12学时平面布置图绘制：12学时系统图绘制：8学时设计说明书整理：10学时参考资料1、采暖通风与空气调节设计规范2003中国建筑工业出版社2、采暖通风设计手册陆耀庆主编1987中国建筑工业出版社3、供热工程贺平、孙刚等编1993年中国建筑工业出版社4、暖通空调制图标准GBJ114-88指导教师签字基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。2012年6月30日目录一、设计题目与原始条件1二、方案设计1三、热负荷的计算21.传热系数的计算22.以101房间为例计算采暖热负荷33.其它房间热负荷4四、散热器的选择和计算61.散热器的选择62.散热器的计算63.各房间所需散热器片数表7五、水力计算81.局部阻力系数82.管路水力计算9六、设备选择11七、设计总结11八、参考资料12一、设计题目与原始条件：1设计题目：沈阳市市某办公楼室内采暖系统设计2原始条件地点：沈阳市热源：独立锅炉房资用压力：70kpa供回水温度：95℃/70℃建筑物周围环境：市内，无遮挡建筑墙体：空心砖建筑面积：3705.4m2层数：53气象资料：沈阳市市采暖室外计算温度t0取-16.8℃冬季室外平均风速v0取2.0m/s冬季最多风向ENE平均风速1.9m/s频率18%日照率42%4设计参数：室内计算温度办公室、活动室、休息室、值班室：20℃会议室：18℃楼梯、走廊、门厅、洗手间、贮存室、配电室：16℃二、方案设计本采暖系统与锅炉房供水管网直接连接，供水95℃，回水70℃。建筑内部采用双管下供下回式系统，供回水干管布置在室内地下管沟内，干管分别有不小与0.003的坡度。每间教室共用立管，分左右两组散热器，承担室内负荷。系统为同程式系统，通过每根立管的阻力基本相等。三、热负荷的计算1.传热系数的计算（1）墙体的传热系数外墙使用空心砖，双面抹灰，370mm。构造层次：水泥砂浆20mm，空心砖，水泥砂浆20mm。热阻值R0=0.834(㎡K)/W,热惰性指标D=5.29，墙体类型：Ⅱ型。为了达到节能要求加80mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料保温层，且保温层的传热系数：)//(03.0KmW所以墙体总的传热系数为：/K)(m/.28602Wk；总热阻：/W3.500m2KR。查询规范找到围护结构的最小热阻公式nWRRtttaR)(min0式中：R0mim——最小总热阻，WKm/2；tR──冬季室内计算温度，20-16.8℃；tW——冬季围护结构室外计算温度，℃；对于二类墙体tW=0.6tz+0.4tw.min，其中tz为冬季采暖室外计算温度，为-16.8℃；tw.min为累年室外最低平均温度，为-32.9℃。则tW=0.6×（-16.8）+0.4×（-32.9）=-23.24℃a——温差修正系数，取1Rn——围护结构内表面换热热阻，取0.11m2•℃/W[⊿t]——室内空气温度与围护结构内表面的允许温差，取6℃则R0min=1×（20+23.24）×0.11/6=0.793m2•℃/W实际R为3.5＞0.793符合规定（2）门、窗户的传热系数本办公楼采用塑钢窗传热系数2.8W/(㎡·℃)，木门的传热系数为2.1W/(㎡·℃)，塑钢门的传热系数为2.6W/(㎡·℃)。（3）屋面的传热系数屋面保温材料为120mm沥青膨胀珍珠岩R=1.34m2•℃/W，加150mm水泥膨胀珍珠岩保温，R=0.938m2•℃/W，查设计手册可知屋顶的热阻R=2.278m2•℃/W，属二类墙体。[2]屋顶的最小传热热阻R0min=α（tR-tW）Rn/⊿t式中R0min——屋顶的最小总热阻，m2•K/W;tR──冬季室内计算温度，取20℃；tW——冬季围护结构室外计算温度，为-23.24℃；α——温差修正系数，取0.9；Rn——围护结构内表面换热热阻，取0.11m2•K/W⊿t——室内空气温度与围护结构内表面的允许温差，取4.5℃。则R0min=0.9×（20+23.24）×0.11/4.5=0.951m2•℃/W可知屋顶的传热热阻大于最小传热热阻，满足要求。传热系数K=1/2.278=0.44W/(㎡·℃)2.以101房间为例计算采暖热负荷围护结构冬季热负荷包括：围护结构的耗热量和由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量。围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量。101房间的热负荷包括西外墙和地面的基本耗热量及附加耗热量，冷空气渗入耗热量。已知条件：室内设计温度为：20℃采暖室外计算温度-16.8℃外墙传热系数：0.286W/(㎡·℃)外窗传热系数：2.8W/(㎡·℃)外门传热系数：2.2W/(㎡·℃)地面为不保温地面，K值按地带确定：[5]第一地带：0.465W/(㎡·℃)第二地带：0.238W/(㎡·℃)第三地带：0.116W/(㎡·℃)第四地带：0.059W/(㎡·℃)基本耗热量Q=αKA(tn-to.w)，东外墙的朝向修正率取%5，南外墙朝向修正率取%20，西外墙朝向修正率取%5。因为此办公楼处于市中心所以没有风力附加。一层建筑的层高为m2.4，所以高度附加为%4.0。房间内没有外门，无外门附加率。冷风渗透耗热量按换气次数法计算。101房间耗热量计算见下表：一层房间耗热量计算表房间编号房间名称围护结构传热系数室内计算温度供暖室外计算温度室内外计算温度差温差修正系数基本耗热量耗热量修正围护结构耗热量冷风渗透耗热量房间总耗热量房间热负荷朝向修正值修正后热量高度名称及方向面积Ktntwtn-twaQ1Xch1+Xch+XfQ2XgQ1’Q2’Q’QW/m2·℃℃℃℃W%%W%地面Ⅰ32.400.46520-16.836.8155401005540.45570557地面Ⅱ21.600.23820-16.836.8118901001890.41900190地面Ⅲ9.400.11620-16.836.81400100400.4400403、其他房间的热负荷同理可以计算出其他房间的热负荷房间编号房间名称房间耗热量（W）房间编号房间名称房间耗热量（W）102办公室2565312会议室2736103办公室955313走廊2787104对外办公室955314厕所637105值班室9656401休息室430106银行网点办公室1454402办公室1678107办公室2214403办公室677108贮存室1454404办公室677109贮存室342405办公室757110厕所256406办公室2173111走廊913407办公室757112门厅3949408办公室597201休息室424409办公室597202办公室1678410办公室3176203办公室677411活动室2763204办公室677412走廊2769205办公室677413厕所637206办公室677501活动厅6629207办公室3270502办公室908208走廊2979503办公室962209接待大厅2616504办公室908210厕所637505办公室908301休息室430506办公室1007302办公室1678507办公室982303办公室677508办公室4975304办公室677509办公室1096305办公室757510办公室2131306办公室2173511办公室997307办公室757512走廊2715308办公室597513厕所942309财务室597L1楼梯间12633310办公室1869L2楼梯间21781311休息室1332办公楼总的热负荷109742建筑物总耗热量109742W，建筑物建筑面积为3705.4m2。面积热指标按下式计算：AQqf式中Q—建筑物耗热量，W；qf—采暖面积热指标，W/m2；A—建筑物建筑面积，m2。6.294.3705109742qfW/m2四布置管道和散热设备、计算散热器1、散热器的选择散热器选四柱760型铸铁散热器和四柱460型铸铁散热器。散热器规格及传热系数如下表：表6铸铁散热器规格及传热系数表型号散热面积（m2/片）水容量（1/片）重量（kg/片）工作压力（MPa）散热量（W/片）计算式四柱760型0.2371.166.60.51391.2876.495QT（10片）2、散热器的计算（1）散热器的散热面积按下式计算123()pjnQFKtt式中Q—散热器的散热量，W；pjt—散热器内热媒平均温度，℃；nt—供暖室内平均温度，℃；K—散热器的传热系数，W/（m2·℃）；1—散热器组装片数修正系数；2—散热器连接形式修正系数；3—散热器安装形式修正系数。第j层散热器的出口水温为：1()NiijjssrNiiQttttQ式中st、rt—系统供回水温度，℃；jt—流出第j层散热器的水温，℃；NiijQ—沿水流方向，立管上第j层散热器之前所有散热器热负荷之和，W。（2）散热器片数的计算10QnQ总式中Q—10片散热器的散热量，W。3、每根立管上各层所需散热器片数汇总如下：管段号散热器片数L146L226L325L450L544L630L730L844L980L1032L1114L1239L1346L1462L1529L1650L1735L1835L1950L2012L2164L2256L2342五管道水力计算1、计算步骤：（1）在轴测图上，进行管段编号，立管编号并注明各管段的热负荷和管长，详见附录1~2；（2）确定最不利环路：本系统为上供下回异程式单管系统，取最远立管所在环路为最不利环路，即入口到立管13。该环路包括管段1、8~15、35~43；（3）计算最不利环路各管段管径虽然引入口处外网的供回水压差较大，但考虑系统中各环路的压力损失易于平衡，采用推荐的平均比摩阻Rpj大致为60~120Pa/m来确定最不利环路个管段管径；2、各管段阻力汇总如下表：局部阻力系数表局部阻力名称局部阻力系数每组散热器2闸阀0.520，90度弯头225，90度弯头1.532，90度弯头1.5直流三通1分流三通3各管段阻力汇总表：管段号长度m散热器片数水流量KG/h管径mm流速m/s沿程阻力系数Pa/m沿程阻力Pa局部阻力系