采暖供热课程设计说明书

1目录1．设计原始资料……………………………………………………………32．最小传热阻校核…………………………………………………………43．热负荷计算………………………………………………………………64．采暖系统的选择与确定…………………………………………………115．散热器的选择……………………………………………………………126.管道的布置…………………………………………………………………167．管道的水力计算…………………………………………………………178附属设备的选型……………………………………………………………209．参考文献…………………………………………………………………152一、设计原始资料1.1设计题目:济南市某住宅楼采暖设计。本工程为济南市一栋七层的住宅楼，其中有卧室、厨房、门厅、客厅、卫生间等功能用途的房间。层高为2.7米，本工程以95℃/70℃低温热水作为采暖热媒，为本住宅楼设计供暖。1.2设计依据2.1任务书《供暖工程课程设计任务书》2.2规范及标准[1]《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736—2012[2]《采暖通风与空气调节制图标准》GJ114-88[3]《实用供热空调设计手册》第二版1.3.设计气象资料1.3.1根据建筑物所在城市——济南市查《实用供热空调设计手册》，查出当地的气象资料如下：设计用室外气象参数单位数值采暖室外计算温度℃-5.2冬季通风室外计算温度℃-3.6冬季室外平均风速m/s3.5冬季最多风向——ENE极端最低温度℃-14.91.3.2室内设计温度见表如下：房间功能卧室厨房、门厅客厅卫生间室内设计温度(℃)181818251.3.3土建资料外墙：300mm钢筋混凝土剪力墙分户墙：200mm钢筋混凝土剪力墙隔墙：100mm厚舒乐板（苯板夹丝抹灰）墙体外门：双层实木外门，K=2.33W/（m2.ºC）窗户：塑料双层玻璃窗，K=2.3W/（m2.ºC）屋面：选用厚200mm沥青膨胀珍珠岩，K=0.35W/（m2.ºC）。地面：不保温地面。K值按地带划分计算。二、最小传热阻校核32.1济南地区在不同室内设计温度下的最小传热阻为验证围护结构的热阻满足最小传热阻的要求，本设计先计算出不同围护结构类型下，对应不同室内计温度的最小传热阻，再根据围护的结构来计算需求多少厚度的保温层才能满足需要。计算冬季围护结构室外计算温度ewt时，围护结构类型类不同选择的公式也不同。式中'wt为采暖室外计算温度，minpt为累年最低日平均温度，再根据室内设计温度由式[1]计算最小传热阻。式[1]式中：ewt――冬季围护结构室外计算温度，℃；nt――采暖室内设计温度，℃；yt――根据舒适性确定的室内温度与围护结构内表面的温差，这里取6℃。2.2校核维护结构传热阻是否满足最小传热阻的要求。2.2.1墙体实际热阻33.023174.13.07.8111wnR（m2·℃/W）2.2.2墙的最小传热阻根据公式94.28640074.12500920274.13.02zcD，根据热惰性指标因为三类建筑。则℃69.117.03.0minpwnWttt该外墙的最小传热阻（m2·℃/W）经过计算可以看出R0R0.min,不满足要求，需进行修正。2.2.3修正墙体外抹灰保温层（岩棉）钢筋混凝土内抹灰厚度（mm）203030020导热系数0.870.061.740.87RntttRyewn)(min064.07.86)69.1120(05.1)(min0nywntttAR42.2.4修正后实际热阻和最小传热阻85.023187.002.074.13.006.003.087.002.07.8111wiinR（m2·℃/W）17.42zcDii，根据热惰性指标因为二类建筑。则℃08.94.06.0minpwnWttt最小传热阻为（m2·℃/W）2.3校核屋面最小传热阻13.38640021.06001176221.02.02zcD，根据热惰性指标因为三类建筑。则℃69.117.03.0minpwnWttt则最小传热阻（m2·℃/W）屋面的实际传热阻为0R=1/K=1/0.35=2.862/mW℃0R0.minR,满足要求。三．热负荷计算（见附表）四，采暖系统的选择与确定5.1系统形式的选择与确定可供选择的系统形式按系统循环动力的不同，可分为重力循环系统和机械循环系统。靠水的密度差进行循环的系统，称重力循环系统。表3-1供暖系统型式表序形式名适用范围特点[W/(m·℃)]密度(kg/m3)170015025001700比热容（J/kg·℃）10501218920105059.07.86)08.920(05.1)(min0nywntttAR64.07.86)69.1120(05.1)(min0nywntttAR5号称1单管上供下回式作用半径不超过50m的多层建筑升温慢、作用压力小、管径大、系统简单、不消耗电能水力稳定性好可缩小锅炉中心与散热器中心距离2双管上供下回式作用半径不超过50m的三层（≯10m）以下建筑升温慢、作用压力小、管径大、系统简单、不消耗电能易产生垂直失调室温可调节3单户式单户单层建筑一般锅炉与散热器在同一平面，故散热器安装至少提高到300~400mm高度尽量缩小配管长度减少阻力（2）靠机械（水泵）力进行循环的系统，称机械循环系统。机械循环热水供暖系统常用的几种型式：表3-2供暖系统型式表序号型式名称适用范围特点1双管上供下回式室温有调节要求的四层以下建筑常用的双管系统做法排气方便室温可调节易产生垂直失调2双管下供下回式室温有调节要求且顶层不能敷设干管时的四层以下建筑缓和了上供下回式系统的垂直失调象安装供回水干管需设置地沟室内无供水干管，顶层房间美观排气不便3双管中供式顶层供水干管无法敷设或边施工边使用的建筑可解决一般供水干管挡窗问题解决垂直失调比上供下回有利3、对楼层扩建有利，排气不利4双管下供上回式热媒为高温水，室温有调节要求的四层以下建筑解决垂直失调有利排气方便，能适应高温水热媒，可降低散热器表面温度3、降低散热器传热系数，浪费散热器5垂直单管顺流式一般多层建筑常用的一般单管系统做法2、水力稳定性好，排气方便，安装构造简单6垂直单管双线式顶层无法敷设供水干管的多层建筑当热媒为高温水时可降低散热器表面温度2、排气阀的安装必须正确7垂直单管下供上回式热媒为高温水的多层建筑降低散热器的表面温度2、降低散热器传热量、浪费散热器8垂直单管不易设置地沟的多层建筑节约地沟造价，系统泄水不方便6上供中回式2、影响室内底层房屋美观，排气不便9垂直单管三通阀跨越式多层建筑和高层建筑1、可解决建筑层数过多垂直失调的问题10单双管式八层建筑以上避免垂直失调现象产生可解决散热器立管管径过大的问题克服单管系统不能调节的问题11水平单管串联式单层建筑或不能敷设立管的多层建筑常用的水平串联系统，经济、美观、安装简便散热器接口处易漏水，排气不便12水平单管跨越式单层建筑串联散热器组数过多时入口设换热装置造价高13分层式高温水热源1、入口设换热装置造价高14双水箱分层式低温水热源管理较复杂采用开式水箱，空气进入系统，易腐蚀管道注：1.无论系统大小，有条件时，尽量采用同程式，以便压力平衡。2.水平供水干管敷设坡度不应小于0.003。坡度应与水流方向相反，以利排气。考虑到本工程的实际规模和施工的方便性，本设计采用上供下回式机械循环上供下回同程式散热片安装形式为同侧的上供下回。单独设置设备间，设计供回水温度为95/70℃。根据建筑的结构形式，布置干管和立管，为每个房间分配散热器组。（见图3.回水干管的坡度不应小于0.003，坡度应与水流方向相同。五．散热器的选型考虑到散热器耐用性和经济性，本工程选用铸铁柱型散热器。结合室内负荷，选择铸铁M132散热器。结合室内负荷，散热片主要参数如下，散热面积0.24m2，水容量1.32L/片，重量7Kg/片，工作压力0.5MPa。多数散热器安装在窗台下的墙龛内，距窗台底80mm，表面喷银粉。5.1散热器的计算本设计采用M--132型散热器。(1)、散热器散热面积的计算散热面积的计算可按《供热手册》\的计算公式进行计算。散热器内热媒平均温度t的确定。本设计在计算时，不考虑管道散热引起的温降。对于双管热水供暖系统，为系统计算供、回水温度之和的一半，而且对所有散热器都相同。(2)、散热器片数的计算散热器片数的计算可按下列步骤进行：71)利用散热器散热面积公式求出房间内所需总散热面积(由于每组片未定，故先按1计算)；2)得出所需散热器总片数或总长度H；3)确定房间内散热器的组数m；4)将总片数n分成m组，得出每组片数n`，若均分则n`=n／m(片／组)；5)对每组片数n`进行片数修正，乘以b，即得到修正后的每组散热器片数，可根据下述原则进行取舍；6)对柱型及长翼型散热器，散热面积的减少不得超过0.12m；7)对圆翼型散热器散热面积的减少不得超过计算面积的10﹪。5.1.1散热器数量的计算确定了供暖设计热负荷、供暖系统的形式和散热器的类型后，就可进行散热器的计算，确定供暖房间所需散热器的面积和片数。5.1.2散热器的散热供暖房间的散热器向房间供应热量以补偿房间的热损失，根据热平衡原理，散热器的散热量应等于房间的供暖设计热负荷。散热器散热面积的计算公式为：123pjnQFK(tt)式中：F——散热器的散热面积（m²）；Q——散热器的散热量（W）；K——散热器的传热系数[W/(m²·℃)]；pjt——散热器内热媒平均温度（℃）；nt——供暖室内计算温度（℃）；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；片数修正系统的范围乘以1对应的值，其范围如下：片数修正系数每组片数66~1010~202010.9511.051.18另外，还规定了每组散热器片数的最大值，对此系统的M-132型散热器每组片数不超过20片。1、散热器的传热系数K2、散热器的传热系数K表示当散热器内热媒平均温度tpj与室内空气温度tn的差为1℃时，每平方米散热面积单位时间放出的热量，单位为W/（m²·℃）。选用散热器时希望散热器的传热系数越大越好。通过实验方法可得到散热器传热系数公式为()bnpjKatt式中：K——在实验条件下，散热器的传热系数，2/()WmC；a、b——由实验确定的系数，取决于散热器的类型和安装方式；从上式可以看出散热器内热媒平均温度与室内空气温差nt越大，散热器的传热系数K值就越大，传热量就越多。2、散热器内热媒平均温度1pt散热器内热媒平均温度pjt应根据热媒种类（热水或蒸汽）和系统形式确定。1）热水供暖系统2jcpj(tt)t式中：pjt——散热器内热媒平均温度（℃）；jt——散热器的进水温度（℃）；ct——散热器的出水温度（℃）；对于单管热水供暖系统，各组散热器是串联关系，所以各组散热器的进出口水温不同，应用以下公式计算：22inoutrminpQtcM(tt)t式中：mt——散热器内热媒平均温度（℃）；int——散热器的进水温度（℃）；outt——散热器的出水温度（℃）；rQ——散热器热负荷（W）；——散热器的进流系数；c——水的比热；pM——立管流量，Kg/s；6.1散热器的计算实例以机房为例计算：查《供热工程》附录2-1，对M-132型散热器bnpjttak)(=2.426（72.5）0.2869=8.26W/(m².℃)先假设片数修正系数1=1.0，查《供热工程》附录2-4得2=1，散热器采用明装，查《供热工程》附录2-53=1.02散热器的散热面积：321)(npjttKQF=1697.3×1×1×1.02/7.99(82.5-18)=3.21m2M-132型散热