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第1页共7页1冷、热源及室外管线毕业设计指导书一、设计题目：某小区冷、热源及室外综合管线工程设计二、设计方法及步骤：1.设计冷热负荷的计算：冷热源设计时，对于办公建筑、民用建筑等可利用供暖面积热指标计算采暖热负荷，热指标选取参阅教科书或有关设计手册；冷负荷采用给定值或按冷负荷计算方法计算。室内采暖空调设计时，应进行围护结构的热工计算，分别计算建筑的冷热负荷，其设计参数详见有关设计手册。2.冷源、热源方案的选择和确定根据计算出的冷热负荷值，综合考虑用户或建筑物用途、分布情况、冷热媒的种类、参数、当地的客观条件等因素，选择适宜的冷、热源方案，提倡冷、热源新技术的应用(如燃油、燃气锅炉、直燃机、各种热泵等)和节能环保措施的应用。设计应确定出冷、热源在建筑总平面的位置、选用设备情况、管网走向和敷设方式等，并确定系统的定压方式、运行调节方式以及与用户的连接方式。在确定方案过程中，应通过进行技术、经济比较，并结合国家的有关政策，选出最合理的方案。3.设备的选择冷、热源设备，主要是指为用户提供冷热源的主机设备和辅助设备，如：燃油、燃气锅炉、直燃机、吸收式制冷机、各种热泵机组、热交换器以及与之配套的附属设备等的选择。⑴锅炉、直燃机、热泵或换热器的选择和计算锅炉、直燃机、热泵或换热器的确定，应根据计算出来的总冷、热负荷值，考虑热源自用冷热量、管网冷、热损失以及一定的富裕量来确定机组容量。锅炉、直燃机、热泵、换热器等设备的型号、规格和台数应根据用户的实际情况和设计规范的要求进行选择。锅炉、直燃机、热泵和换热器的选择计算可参见相应的样本。每一个冷、热源一般应不少于两台供热、供冷设备。⑵水泵的选择计算①热网循环泵流量G依如下公式得出：G=Σ0.86*Q*S*10-3/(tg-th)t/h式中：S为漏损系数；取S=1.05扬程下式计算：H=Hr+Hw+Hy式中：Hr——为热源内部阻力损失，对锅炉做热源时取Hr=10~15mH2O。Hw——为网路的阻力损失，包括供、回水管路，根据网路水力计算确定。Hy——为用户予留压头，具体数值取决于用户连接方式及用户所使用的设备。对直连采暖用户可取Hy=2~5mH2O，风机盘管用户，可取Hy=5~8mH2O，当网路的水压图确定以后，水泵扬程H可直接以水压图上得出。第2页共7页2对供热系统来讲，当采用分阶段改变流量的质调节时，循环水泵的选择，应考虑以下原则：对于中小型系统，可采用两阶段式变流量，两台循环水泵的流量分别为计算值的100％和75％，扬程为计算值的100％和56％，其水泵耗电分别为100％，42％。对于大型系统，可采用三阶段式变流量，两台循环水泵的流量分别为计算值的100％、80％和60％，扬程分别为计算值的100％、64％和36％。其水泵耗电量分别为100％、51％、22％。也可利用变频循环技术，用单一泵组解决这个问题。并联运行的水泵应有相同的特性曲线，选择消耗流量时，应考虑并联运行时，水泵实际流量下降的因素。为了防止突然停电时产生水击损坏循环水泵，可在循环水泵前后进、出水总管之间，设一带止回阀的旁通管。旁通管的管径与总管相同。②冷网循环泵循环水泵的流量G，按下式计算：G=Q／1.163Δtm3/h式中Q——水泵所负担的冷负荷或热负荷，kW；Δt——冷水或热水的设计温升或温降，℃。注：①单式泵与复式泵系统的一次冷水泵的流量，应为所对应的冷水机组的冷水流量。②二次冷水泵的流量，应为按该区冷负荷综合最大值计算出的流量。水泵台数应依系统的调节方式和流量的大小决定，并考虑事故检修的备用。循环水泵的扬程应按下式计算：采用闭式循环单泵系统时，冷水泵扬程为管路、管件阻力、冷水机组的蒸发器阻力和末端设备的表冷器阻力之和。当采用闭式循环复式泵系统时，一次冷水泵扬程为一次管路、管件阻力和冷水机组的蒸发器阻力之和。二次冷水泵扬程为二次管路、管件阻力和末端设备的表冷器阻力之和。当采用开式冷水系统时，一次水泵扬程还包括从蓄冷水池水面到冷水机组的蒸发器之间的高差；二次水泵扬程还包括从蓄冷水池水面到空调器的表冷器之间的高差，如设喷淋室，二次水泵扬程还包括喷嘴前的必要压头。空调热水泵扬程为管路、管件阻力、热交换器阻力和空调器(或风机盘管)的空气加热器阻力之和。对供冷系统来而言，在冷热源中，除采用质调节外，变频循环技术也正在被越来越广泛地应用。大多数变频系统是在原循环水泵的基础上加装变频设备改造而成。其控制方法多采用压差控制和温差控制。所有系统的水泵扬程，均为计算值加10％的附加值。③补给水泵冷热源补给水泵流量可取网路循环流量的2～4％(按正常补水量1％，事故补水为正常补水的4倍考虑)。扬程：H=Hb+Hxs+Hys-9.8*10hPa第3页共7页3按水柱高度表示为：H=Hb+Hxs+Hys-hmH2O工程上认为补给水泵吸水管损失Hxs和压水管损失Hys较小，同时补给不箱高出水泵的高度h往往做为富余值，或为抵消Hxs和Hys的影响，所以上述公式可简化为：H=HbmH2O补水点的压力值Hb可以从水压图上直接得到。当采用补给水泵定压时Hb值可取静压线的高度。补水泵的台数仍需考虑备用，选择时不应少于两台，一台运行，另一台备用。当采用变频水泵补水定压时，其最大流量和扬程均应满足系统要求。4.冷、热源辅助设备的选择计算根据冷热源情况，选择辅助设备，辅助设备包括：锅炉辅机；上煤、除渣、除尘设备；燃油、燃气设备；软化水装置和除氧装置等这一部分可参见相应的样本资料进行选择。5.管网的平面布置及敷设方式管网的平面布置应遵照经济上合理、技术上可靠、以及与周围环境协调的总原则来决定管网的路由。同时，也应考虑本区域内的中、远期发展规划，注意留有余地。管网敷设方式的选择应根据管道数目多少，热媒种类、参数、用户情况以及地质条件等综合考虑。总的原则是在满足用户使用的前提下尽量降低管网造价。在北方地区一般以地下敷设为宜，对采暖的城市热网，以采用半通行、不通行地沟为好。当地质条件较好时，也可采用无沟直埋敷设。1）尽量使管道位于区域中心；2）尽量沿道路两侧、人行道、绿化带下布置管线；3）考虑以后发展可能与更大规模的城市区域供热并网；4）注意设计区域的地势情况及管道交叉情况。6.管道的水力计算确定管网走向和附件的布置以后，根据冷热负荷和管网平面图计算各管段的管径和网路的总压力损失。注意选用的管径计算表的适用条件应与所计算的管段相同，当条件不同时，应进行相应的修正。冷热水管网并联环路间应考虑阻力平衡问题，但是由于室外管网所带用户较多，管网较长；又由于室外管道直径DN不宜小于DN50mm，所以阻力平衡较难。当近热源端阻力损失太小无法平衡时，可采取加节流孔板或加调节阀的办法解决，亦可以采用加平衡阀的解决办法。考虑目前设计中的实际情况以及热网水力稳定性的要求，热网水力计算时，取主干线平均比摩阻Rpj的推荐值30～80Pa/m。空调水系统的阻力计算，参见有关手册或《建筑通风空调设计图集》附录。7.水压图水压图是在进行水力计算基础上得出的，水压图可以反映出水力计算的结果，可利用其对外第4页共7页4网及系统的压力情况进行分析。绘制水压图时一般以冷、热源为水压图的相对o点，同时要考虑系统的定压方式、热媒参数、建筑物高度、设备的承压能力以及用户与外网的连接方式等。8.冷、热系统的运行调节及量化管理目前，国内热网常用的调节方式仍以集中质调节和分阶段改变流量质调节为主，以量调节、间歇调节为辅助调节。根据目前供热技术发展情况来看，供热系统运行调节应用热量监测或计算机监测系统，在运行过程中，根据气象条件，采用热量调节法，实行按需供热，并计量烧煤量或燃气、燃油量。所以，首先设计计算出量化管理运行参数表，作为运行管理的依据。当采用热交换器间接连接时，一次网的调节公式应做相应变动。冷网可分为分一次网和二次网，其流量调节，可分为定流量调节和变流量调节。对于分为分一次网和二次网的系统，一次网多采用定流量质调，二次网可采用质调或变流量调节。小的系统一般只有一次网系统，如果对该系统进行量调时，注意其流量变化，不能超过制冷机的最小流量要求。9.管道及设备的保温保温材料的选用，应根据输送热媒种类、参数的实际情况，在保证用户使用要求的条件下，充分考虑设计地区的资源状况，尽量选用本地区的保温材料，以减少运输成本、降低工程造价。目前，北方地区较常用的保温材料有膨胀珍珠岩制品、玻璃棉纤维制品、岩棉制品、橡塑制品、聚氨酯制品等。对于直埋管道，可采用聚氨脂泡沫塑料外设保护层的保温办法。也可采用成品直埋管。但普通型直埋保温管耐温一般不超过120℃，高于120℃，应采用高温复合型直埋保温管。保温厚度的确定，原则上应按“经济厚度”的计算得出，在不进行详细经济分析时，工程上也可以按最大允许热损失值计算得出。按照节能措施要求，还应在计算出“经济厚度”后，再增加10mm厚的保温材料。做外管线设计时，要求进行几处不同管径、不同敷设方式的保温层厚度的计算。10.附件的选择计算⑴活动支架选择活动支架可参照有关设计手册选取，也可通过计算获得。其间距应在强度、刚度、最大挠度三种计算方法中选取间距最小值，以保证安全运行。设计中可选择某一管段按三种不同方法计算间距，对其余管段，可直接查表确定间距，具体计算方法参阅教科书或有关设计手册。⑵固定支座的选择计算固定支架在不同的情况下所受的推力不同，因此作法、使用材料也不相同。一般应通过计算获得应力值。计算方法可参见教科书或有关设计手册，其结果可列表。对于固定支座的受力大小，可在图中表示出来。⑶补偿器选择计算热力管道应尽量利用自然补偿，当自然补偿不能满足需要时，在空间允许的情况下，尽量选第5页共7页5择方形补偿器。当热力管道管径DN150mm，或空间不允许设置方形补偿器时，应采用其他补偿器。补偿器应进行计算，计算方法可参见教科书或有关设计手册，其结果可列表。11.工程新技术应用及技术经济分析提倡采用暖通新技术，对不同方案，在完成全部设计图纸之后，宜对该工程的技术、经济效益进行分析，做出经济比较，算出全部工程投资和单位造价，还可计算出竣工投产后的年运行费用、供冷、供热成本等多项经济指标。对小区冷、热网工程和能源中心工程，还应做出环保评价。必要时，还要做出某些因素变动后对经济指标产生影响的敏感性分析。三、设计进度安排：周数主要工作内容备注2毕业实习、收集资料熟悉设计任务书可分阶段进行1.5冷、热负荷计算确定设计方案2选择计算并确定冷、热源设备型号、规格等，确定管网敷设方式2水力计算，热力计算，水压图绘制，量化管理运行调节方法3.5绘制施工图：热源系统图、平面图、剖面图，2管网平面图剖面图及大样图等。整理设计说明书，准备答辩。1答辩四、主要参考资料1.全国民用建筑工程设计技术措施－暖通空调·动力中国计划出版社20032.《供热工程制图标准》CJJ/78-97北京中国计划出版社3.《锅炉房设计规范》GB50041-92北京中国计划出版社19934.《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003北京中国计划出版社5.《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T81-98北京：中国建筑工业出版社，19986.《北京市建筑设计技术细则－建筑设备》北京北京建筑设计标准化办公室20057.《实用制冷与空调手册》张学柱北京机械工业出版社20018.《简明供热设计手册》李岱森北京中国建筑工业出版社，19989.《采暖通风设计手册》陆耀庆北京中国建筑工业出版社，199810.《空调设计手册》赵荣义北京中国建筑工业出版社，199811.《建筑设备施工安装通用图集91B9-热力站工程》华北标办，199314.《建筑设备施工安装通用图集91B5-锅炉房工程》华北标办199315.《城市供热·供热节能国家标准行业标准汇编》建设部城市建设研究院16.《空调工程中制冷技术》哈尔滨哈尔滨工程大学出版社17.《供热工程》李德英北京中国建筑工业出版社，200318.《民用建筑暖通及给排水设计实例》邵宗义北京化学工业出版社200419.《建筑供热采暖设计图集》邵宗义北京机械工业出版社2004第6页共7页620.《建筑通风空调工程设计图集