供热课程设计

1课程设计说明书(计算书、论文)题目某小型住宅楼室内供暖工程设计课程名称供热工程院（系）土木与环境工程学院专业班级10级建筑设备工程技术1班学生姓名学号设计地点指导教师设计起止时间：2012年05月31日至2012年06月15日成绩2目录第一章前言············································1第二章概述············································22.1设计目的···········································22.2设计任务···········································2第三章设计依据········································53.1设计参数············································53.1.1室内外设计参数····································53.1.2采暖设备要求和特殊要求···························53.2围护结构的传热系数································7第四章供暖热负荷计算··································84.1负荷计算过程·······································84.1.1围护结构的耗热量·································84.1.2冷风渗透耗热量···································84.2热负荷的计算·······································94.3房间供暖热负荷计算详表····························11第五章热水供暖系统设计方案比较与确定················135.1循环动力··········································135.2供、回水方式······································135.3管道敷设方式······································135.4工程方案确定······································13第六章散热器的选型及安装形式························1436.1散热器的选择······································146.2散热器的布置及规定································146.3散热器的计算······································156.3.1散热器散热面积计算······························156.3.2散热器片数计算··································15第七章热水供暖系统水力计算·························187.1管道布置·········································187.2确定系统原理图如图所示···························187.3水力计算基本思路·································187.4系统水力计算·····································197.4.1选择最不利环路································197.4.2最不利环路的作用压力·························197.4.3确定最不利环路各管段的管径····················197.4.4求环路总压力损失······························19设计总结············································23参考文献············································244第一章前言将自然界的能源直接或间接地转化为热能，以满足人们需要的科学技术，称为供热工程。供热工程又分为供暖工程和集中供热，供暖工程是以保持一定的室内温度，以创造适宜的生活条件或工作条件为主要任务，集中供热是集中供热是指以热水或蒸汽作为热媒，由一个或多个热源通过热网向城市、镇或其中某些区域热用户供应热能的方式。生活中常见的是集中供热工程，目前已成为现代化城镇的重要基础设施之一，是城镇公共事业的重要组成部分。集中供热系统包括热源、热网和用户三部分。热源主要是热电站和区域锅炉房（工业区域锅炉房一般采用蒸汽锅炉，民用区域锅炉房一般采用热水锅炉），以煤、重油或天然气为燃料；有的国家已广泛利用垃圾作燃料。工业余热和地热也可作热源。核能供热有节约大量矿物燃料，减轻运输压力等优点。热网分为热水管网和蒸汽管网，由输热干线、配热干线和支线组成，其布局主要根据城市热负荷分布情况、街区状况、发展规划及地形地质等条件确定，一般布置成枝状，敷设在地下。主要用于工业和民用建筑的采暖、通风、空调和热水供应，以及生产过程中的加热、烘干、蒸煮、清洗、溶化、致冷、汽锤和汽泵等操作。集中供热的优点是：①提高能源利用率、节约能源。供热机组的热电联产综合热效率可达85％，而大型汽轮机组的发电热效率一般不超过40％；区域5锅炉房的大型供热锅炉的热效率可达80％～90％，而分散的小型锅炉的热效率只有50％～60％。②有条件安装高烟囱和烟气净化装置，便于消除烟尘，减轻大气污染，改善环境卫生，还可以实现低质燃料和垃圾的利用。③可以腾出大批分散的小锅炉房及燃料、灰渣堆放的占地，用于绿化，改善市容。④减少司炉人员及燃料、灰渣的运输量和散落量，降低运行费用，改善环境卫生。⑤易于实现科学管理，提高供热质量。实现集中供热是城市能源建设的一项基础设施，是城市现代化的一个重要标志，也是国家能源合理分配和利用的一项重要措施。改革开放三十年，我国集中供热事业获得了长足发展，与发达国家相比，在建筑节能与供热系统的能源利用；建筑节能材料；供热设备的选择；供热系统的选择和控制以及节能环保意识等方面存在很大的差距。展望2010年，集中供热将面临新的竞争和挑时间内，在供热及能源利用技术方面还需要不断改进和提高。战，实现供热技术进步关键在于抓好建立完善的技术开发体系、推广供热节能新技术......本次课程设计是运用供热工程的技术知识对某一建筑物进行设计计算，以及散热设备的选择与计算，合理的选择供暖系统以及管路的水力计算。6第二章概述2.1设计目的本课程的目的是培养学生运用所学的供热工程、流体输配管网课程的理论和技术知识解决实际问题，进一步提高运算、制图和使用资料的能力。通过设计，了解室内采暖系统的设计内容、程序和基本原则，巩固所学理论知识，培养利用这些知识解决实际问题的能力，逐步树立正确的设计观点。采暖课程设计是建筑环境与设备专业培养学生解决实际问题能力的一个重要的教学实践环节，在建筑环境与设备专业的教学计划中占有重要的地位和作用。2.2设计任务本设计为整栋建筑冬季热水供暖工程。设计主要内容为：供热系统计算主要包括以下步骤：1.建筑物室内热负荷的计算2.确定供暖系统的设计方案以及热媒形式，散热器的选型3.散热器的计算与布置4.绘制系统轴测图，对管段分段并标注管长，各个散热器的热负荷大小5.进行系统的水力计算，并平衡各管段的阻力，一般异程式不大于15%，同程式不大于10%。本次课程设计的建筑物选择郑州的某一小型住宅楼，层高3层，层高为3米。具体的参数见图表2-1.根据以上步骤的要求，对该住宅楼进行合理的供暖系统设计与水力计算。7已知：维护结构的条件如下外墙：一砖半厚（370mm），内墙抹灰。K=1.57w/m·℃D=5.06外窗：单层木门玻璃窗，尺寸（宽*高）为1.5*2.0，可开启的缝隙总长为13.0m。门：单层木门.尺寸（宽*高）为1.5*2.0，门型为无上亮的单散门，可开启的缝隙总长为9.0m。顶部：k=1.14w/m·℃D=1.53地面：不保温地面k值按划分地带计算。8第三章设计依据3.1设计参数3.1.1室内外设计参数1、室外气象参数郑州冬季供暖室外计算温度nwt=-5℃，冬季室外平均风速wv=3.4m/s，冬季主导风向西、西北风。2、室内设计温度:各房间的计算温度nt=18℃。3.1.2采暖设备要求和特殊要求供暖工程中应用最广泛的散热设备是对流散热器，故本设计中选用散热器供暖。散热器的选择应符合以下要求：1、热工性能1).墙体的保温要求对有保温要求的墙体，须提高其构件的热阻，通常采取以下措施。（1）增加墙体的厚度9墙体的热阻与其厚度成正比，欲提高墙身的热阻，可增加其厚度。（2）选择导热系数小的墙体材料要增加墙体的热阻，常选用导热系数小的保温材料，如泡沫混凝土、加气混凝土、陶粒混凝土、膨胀珍珠岩、膨胀蛙石、浮石及浮石混凝土、泡沫塑料、矿棉及玻璃棉等。其保温构造有单一材料的保温结构和复合保温结构之分。（3）采取隔蒸汽措施为防止墙体产生内部凝结，常在墙体的保温层靠高温一侧，即蒸汽渗入的一侧，设置一道隔蒸汽层。隔蒸汽材料一般采用沥青、卷材、隔汽涂料以及铝箔等防潮、防水材料。2).墙体的隔热要求炎热地区夏季太阳辐射强烈，室外热量通过外墙传入室内，使室内温度升高，产生过热现象，影响人们的工作和生活，甚至危害健康。外墙应具有足够的隔热能力，通常的隔热措施有：（1）外墙采用浅色而平滑的外饰面，如白色外墙涂料、玻璃马赛克、浅色墙地砖、金属外墙板等，以反射太阳光，减少墙体对太阳辐射的吸收；（2）在外墙内部设通风间层，利用空气的流动带走热量，降低外墙内表面温度；（3）在窗口外侧设置遮阳设施，以遮档太阳光直射室内；（4）在外墙外表面种植攀缘植物使之遮盖整个外墙，吸收太阳辐射热，从而起到隔热作用。2、经济性能分散供热家用燃气热水器家用燃气热水器分散供热可同时供暖和供生活热水，当新建住宅区不具备集中供热的条件时，宜采用家用燃气热水器分散供热。采用小区燃气锅炉房分散供热时，锅炉房及热网的单位建筑面积造价为3050元/m2，与家用燃气热水器分散供热的造价相当，而使用家用燃气热水器可省去制备生活热水的热水器。供暖为连续负荷，瞬态负荷不高于目前制备生活热水的热水器，因此现有燃气管网可满足要求。家用燃气热水器的调节灵活，与小区燃气锅炉房分散供热相比，平均节省30@的燃气。直接用电采用电暖气、辐射电热膜的供热方式尽管末端装置热利用率为100，且调节灵活，但使用高品位电能直接转换为热，是很大的能源浪费。目前，我国大10型火力发电厂的平均发电效率为30左右，远低于热电联产及燃煤、燃气供热锅炉房的热利用率。法国、瑞士等国部分采用直接用电供热是由于其拥有丰富的水利资源，电力多为水电及核电。我国仍以火力发电为主，直接用电供热要比锅炉房供热增加2倍的污染物排放量，仅从环境保护角度看，直接用电供热不可取。电蓄热锅炉为了缓解电力负荷的峰谷差，应设法利用夜间低谷电力供热。电蓄热锅炉利用夜间低谷时段电制热、蓄热，白天电力高峰时段供热，可削峰填谷、降低运行费用。目前的问题是电蓄热锅炉的设备造价较高，折合成单位建筑面积约150元/m2，倘若电力峰谷价格差别较小，其优势难以体现。只有在电力部门对采用电蓄热锅炉的用户适当补贴，并加大峰谷电差价，这种方式才具有竞争力。3、安装使用方便散热器应具有一定机械强度和承压能力；散热器的结构形式应便于组合成所需要的散热面积，结构尺寸要小，少占房间面积和空间，散热器的生产上艺应满足大批量生产的要求。4、卫生美观散热器外表光滑，不积灰和易于清扫，散热器的装设不应影响房间观感。