扬州大学供热课程设计书

-1-第1章绪论1.1设计目的本课程的目的是培养学生运用所学的暖通空调、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。供热工程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。1.2工程概述本工程为北京市密云县某八联排别墅室内采暖，整个建筑物为三层，建筑总高9.2米，该小区有相同别墅100栋。热源由锅炉房提供0.8mpa的蒸汽供热，供回水温度为：75℃、50℃。1.3设计任务本设计为八联排别墅冬季热水供暖工程。设计主要内容为：（一）设计准备（收集和熟悉有关规范、标准并确定室内外设计参数）（二）采暖设计热负荷及热指标的计算（三）散热设备选择计算（四）布置管道和附属设备选择，绘制设计草图（五）管道水力计算（六）热力站设计（七）平面布置图、系统原理图等绘制（八）设备材料表、设计及施工说明的编制-2-第2章设计依据2.1主要参考资料1.王宇清，刘春泽.供热工程，机械工业出版社，20052.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-20123.严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准JGJ26-20104.陆耀庆.实用供热空调设计手册，北京：中国建筑工业出版社，20082.2设计范围本次设计任务为八联排别墅冬季采暖系统设计。采暖日期为11月23日~3月15日，共114天。本采暖设计，已经给出热媒，并由锅炉房提供，设计热交换系统机房。2.3设计参数2.3.1室外设计参数根据建筑物所在的地区是北京市密云县，查附录3[1]，将北京市冬季室外气象参数及建筑节能计算用气象参数列表如下：表2.1北京市冬季室外空气计算参数表地理位置大气压力（Kpa）冬季室外平均风速（m/s）冬季采暖室外计算干球温度/℃冬季空气调节室外计算相对湿度/%北京102.172.6-7.644表2.2北京市建筑节能计算用气象参数城市气候属区采暖度日数（HDD18)℃·day计算采暖期北京Ⅱ﹙B﹚2699天供暖室外计算温度℃太阳总辐射平均强度W/㎡水平南向北向东向西向114-7.6102120335959-3-2.3.2室内设计参数根据设计建筑类型，确定室内设计参数如下表：表2.3密云小区八联排别墅室内设计参数表房间名称冬季室内计算干球温度/℃室内计算相对湿度/%风速m/s卫生间（有沐浴设备）2560≤0.2餐厅1860≤0.2客厅1860≤0.2卧室1860≤0.2楼梯间1460≤0.22.4设计原始资料2.4.1土建资料本工程为北京市某八联排别墅楼，整个建筑物为3层，一层层高3.3米，二层层高3.0米，三层层高2.9米，建筑总高10.63米(含屋顶），该小区有相同别墅100栋。2.4.2建筑结构1.建筑物的平、立、剖面图,建筑结构为混凝土结构。(1)外墙为240厚混凝土,外保温层聚胺脂40mm厚，内外均涂20mm水泥砂浆。2.屋面:(1)防水层加水豆石10mm厚(2)水泥砂浆找平层20mm厚(3)保温层水泥膨胀珍珠岩150mm厚(4)隔汽层(5)承重层120mm现浇板(6)内粉刷15mm水泥砂浆3.楼板均为100mm厚钢筋混土。4.门窗:铝合金门窗,玻璃为双层中空厚5mm,白色,内挂中色窗帘。-4-2.5动力与能源资料1.热源：锅炉房提供0.8mpa的蒸汽；2.热媒：热水参数tg=75℃、th=50℃2.6其他资料1.人数：按照相关设计手册确定。2.照明、设备：按照相关设计手册确定。3.采暖设备要求散热器要求散热性能好，金属热强度大，承压能力高，价格便宜，经久耐用，使用寿命长。该设计中采暖设备选用散热器供暖。对散热器的要求主要有以下几点：1)热工性能方面的要求，散热器的传热系数值越高，说明其散热性能越好。提高散热器的散热量，增大散热器传热系数的方法，可以采用增加外壁散热面积（在外壁上加肋片）、提高散热器周围空气的流动速度和增加散热器向外辐射强度等途径。2)经济方面的要求，散热器传给房间的单位热量所需金属耗量越少，成本越低越好。3)安装使用和工艺方面的要求，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，散热器的生产工艺应满足大批量生产的要求。4)卫生美观方面的要求，散热器要外表光滑，不积灰和易于清扫，散热器的装设不应影响房间的观感。使用寿命的要求，散热器应不易被腐蚀和破损，使用年限长。综合考虑，本设计采用M-132型散热器。-5-第3章供暖系统的设计热负荷供暖热负荷是设计中最基本的数据。它直接影响供暖系统方案的选择、供暖管道管径和散热器等设备的确定、关系到供暖系统的使用和经济效果。3.1热负荷组成1、基本耗热量（屋顶、墙、地板和窗耗热量）；2、围护结构修正耗热量（朝向、风力、高度影响的修正）；3、冷风渗透耗热量；4、冷风侵入耗热量；3.2负荷计算3.2.1围护结构计算参数查《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》，围护结构传热系数限值如下表：表3.1寒冷(B)区围护结构热工性能参数限值围护结构部位传热系数K[W/(m2·K)]≤3层建筑（4～8）层的建筑≥9层建筑屋面0.350.450.45外墙0.450.600.70架空或外挑楼板0.450.600.60非采暖地下室顶板0.500.650.65分隔采暖与非采暖空间的隔墙1.51.51.5分隔采暖非采暖空间的户门2.02.02.0阳台门下部门芯板1.71.71.7外窗窗墙面积比≤0.22.83.13.10.2＜窗墙面积比≤0.32.52.82.80.3＜窗墙面积比≤0.42.02.52.50.4＜窗墙面积比≤0.51.82.02.3围护结构部位保温材料层热阻R[(m2·K)/W]周边地面0.830.56——地下室外墙（与土壤接触的外墙）0.910.61——-6-注:周边地面和地下室外墙的保温材料层不包括土壤和混凝土地面。根据体形系数=31.02.976.1288.3822.976.1222.988.3888.3876.12VA故结合国标和省标，由上表查询鸿业软件中的围护结构K值并确定本设计围护结构传热系数：1、外墙外墙为240厚混凝土,外保温层聚胺脂40mm厚，内外均涂20mm水泥砂浆。查鸿业围护结构材料库，传热系数K=0.42w/m2·℃。2、内墙普通混凝土多孔砖墙240mm，传热系数K=1.37w/m2·℃。3、门窗铝合金门窗,玻璃为双层中空厚5mm,白色,内挂中色窗帘，尺寸见图纸，传热系数门K=2.0w/m2·℃，窗户K=2.32w/m2·℃4、屋面:（1）防水层加水豆石10mm厚（2）水泥砂浆找平层20mm厚（3）保温层水泥膨胀珍珠岩150mm厚（4）隔汽层（5）承重层120mm现浇板（6）内粉刷15mm水泥砂浆传热系数K=0.33w/m2·℃3.2.2主要计算公式由于冬季室外温度的波动幅度远小于室内外的温差，因此在围护结构的基本耗热量计算中采用日平均温差的稳态计算法，1.围护结构的基本耗热量'()NWqFKtt（3-1）-7-式中'q——围护结构的基本耗热量形成的热负荷（W）；——围护结构的温差修正系数；F——围护结构面积（㎡）；K——围护结构的传热系数[W/(㎡·℃)]；Nt——冬季采暖室内计算温度（℃）；Wt——冬季采暖室外计算温度（℃）。2.围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量按其占基本耗热量的百分率确定。1)朝向修正率2)风力附加率3)围护结构的高度附加3.冷风渗透耗热量2Q=0.28Vρwpc(wnntt)(3-2)式中：2Q——冷风渗透耗热量（W）；V——经门、窗隙入室内的总空气量，m3/h；ρw——供暖室外计算温度下的空气密度，本设计取1.415kg/m3；pc——冷空气的定压比热，pc=1KJ/（kg·℃）。经门、窗隙入室内的总空气量按下式计算V=nlLh(3-3)式中：Lh——每米每小时缝隙入室内的空气量；l——门窗缝隙的计算长度，m；n——渗透空气量的朝向修正系数。Lh=(0.3h0.4)bα(0.5ρwν02)b(3-4)式中：h——计算门窗中心标高，m；-8-ν0——冬季室外最大风向的平均风速，m/s；α——外门窗缝隙渗风系数，查表得0.5。b——门窗缝隙渗风指数，取0.67；4.冷风侵入耗热量开启外门时侵入的冷空气需要加热到室内温度，对于短时间开启无热风幕的外门，可以用外门的基本耗热量乘以相应的附加率：3Q=NmjQ..1(3-5)式中：mjQ..1——外门基本耗热量，W;N——考虑冷风侵入的外门附加率。本设计中只有首层有外门，后门取附加率取65%，前门为主要通道，取附加率500%。3.3热负荷计算本次设计采用鸿业暖通负荷软件计算热负荷，以1#一层1001室为例列出负荷计算明细表（表3.2），其余各房间负荷汇总列于表3.3、3.4、3.5。表3.51#~8#别墅总热负荷汇总表楼号各项负荷值热负荷新风热负荷户间传热总热负荷总湿负荷热指标湿指标新风量工程合计342300283237040027.7700-9-表3.21#1层1001房间（餐厅）耗热量计算明细表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耗热量修正各项热负荷房间总热负荷朝向风向名称面积计算面积Ktntwtn-twαxcnxf1+xcn+xfQiQ㎡W/(㎡·℃）℃℃℃％％％WW1001餐厅北外墙3.88×39.720.4218-7.625.6110011098671西外墙3.74×311.220.421-595104北外门0.9×2.11.892.0110110180西外窗1×1.61.62.321-595100地面Ⅰ2×﹙3.74+3.24）13.960.4710100176地面Ⅱ1.24×1.742.160.231010013-10-表3.31#、8#别墅采暖负荷汇总表楼号楼层房间各项负荷值热负荷新风热负荷户间传热总热负荷总湿负荷热指标湿指标新风量楼1层177401181892036.12001001[餐厅]67100671055.36001002[楼梯间]22400224026.56001003[卫生间]360118154032.98001004[客厅]84300843035.27002层103601181154018.55002001[北卧]54100541028.7002002[楼梯间]15100151017.9002003[卫生间]00118118025.18002004[南卧]34400344014.4003层263401182752053.64003001[北卧]1028001028084.86003002[楼梯间]35600356042.31003003[卫生间]1670118285060.81003004[南卧]1084001084045.32001#总记544503545799035.3300工程合计544503545799035.3300注：本设计两相邻供暖室温差小于5℃时不考虑户间传热，故只有卫生间有户间传热热负荷。-11-表3.42#--7#别墅采暖负荷汇总表楼号楼层房间各项负荷值热负荷新风热负荷户间传热总热负荷总湿负荷热指标湿指标新风量楼1层10650118118321.64001001[餐厅]394