供热工程》课程设计说明书Word格式文档下载.docx

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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。

本次课程设计是运用供热工程的技术知识对郑州市某栋宿舍楼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。

一.设计原始资料

1.设计概况

（1）地理位置：

郑州，北纬34°

43′，东经113°

39′，海拔110.4m

（2）工程名称：

某六层宿舍楼室内供暖系统设计

2.气象资料

冬季：

气压101.33kpa，供暖室外计算温度-3.8℃，最冷月平均相对湿度61%,平均风速2.7m/s，最多风向平均风速4.9m/s

朝向修正：

东-0.05，西-0.05，南-0.2，北0.05，东南-0.13，东北0.05，西南-0.13，西北0.05

3.土建资料

（1）建筑物建筑特点：

建筑一、二-五、六层平面图（见图纸），该建筑为6层宿舍楼，坐北朝南，层高3.0m，窗台距室内地坪1m，窗户宽、高度均为1.5m。

（2）宿舍楼各部位建筑构造与热工特征：

外墙：

多孔砖370（聚苯板），传热系数K＝0.54W/（m2·

℃）；

内墙：

混凝土多孔砖，传热系数K＝1.86W/（m2·

外窗：

PA断桥铝合金辐射率≤0.25Low-E中空玻璃（空气9mm），传热系数K＝2.6W/（m2·

内门：

木（塑料）框单层实体门，传热系数K＝3.5W/（m2·

内窗：

钢普通单框双玻璃6~12mm（推拉），传热系数K＝4.0W/（m2·

屋顶：

钢筋砼板（聚苯板），传热系数K＝0.49W/（m2·

地面：

非保温地面，按如下表计算

地带

R0（m2·

/W）

K0（m2·

℃）

第一地带

第二地带

第三地带

第四地带

2.15

4.30

8.60

14.2

0.47

0.23

0.12

0.07

4.热源条件

热源为城市集中供热，供回水温度为75℃/50℃。

二.热负荷计算

房间供暖热负荷应根据房间的热平衡来计算。

供暖系统的设计热负荷，是指在设计室外温度下，为达到室内温度。

供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量Q。

冬季供暖系统的热负荷，应根据建筑物或者房间的得、失热量确定。

房间的散热量包括：

1.围护结构基本耗热量；

2.加热由门、窗缝隙渗入室内的耗热量，称冷风渗透耗热量；

3.加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量，称冷风侵入耗热量；

在供暖工程设计时，尤其对于一般民用建筑来说，一般可分为几部分计算。

——围护结构的基本耗热量，W；

——围护结构的附加（修正）耗热量，W；

——冷风渗透耗热量，W；

——冷风侵入耗热量，W；

——供暖总耗热量，W。

1.围护结构的基本耗热量

在工程设计中，围护结构的基本耗热量是按一维稳定传热过程进行计算的，围护结构基本耗热量，可按下式计算：

式中K------围护结构的传热系数，;

F------围护结构的面积,;

------冬季室内计算温度，℃;

-------供暖室外计算温度，℃;

-------维护结构的温差修正系数。

（1）室内计算温度

根据墙及楼板的热工性能不应低于《民用建筑热工设计规范》第4.1.1条及现行《采暖通风与空气调节设计规范》中第3.1.4条围护结构最小热阻值的要求。

根据房间用途确定供暖计算温度如下：

学生宿舍及值班室计算温度：

20℃;

;

盥洗室，卫生间计算温度：

14℃；

（2）供暖室外计算温度

我国现行的《暖通规范》采用了不保证天数方法，确定北方城市的供暖室外计算温度值。

规范3.2.1规定：

采暖室外计算温度，应采用历年平均不保证5天的日平均温度“。

经过过去30年的气象统计资料，确定郑州市的供暖室外计算温度为=-3.8℃。

（3）温差修正系数α值

温差修正系数α，对供暖房间围护结构外侧不是与室外空气直接接触，而中间隔者不供暖房间或空间的场合，要考虑温差修正系数。

对于不供暖的房间和与室外空气温度相近的房间的状况，则值更接近于1。

围护结构的温差修正系数表2-1

序号

围护结构特征

1

外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等

1.00

2

闷顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板等

0.90

3

非采暖地下室上面的楼板，外墙上有窗时

0.75

4

非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以上时

0.60

5

与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙（1-6层建筑）

6

与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙（7-30层建筑）

0.50

7

非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以下时

0.40

8

与有外门窗的非采暖房间相邻的隔墙、防震缝墙

0.70

9

与无外门窗的非采暖房间相邻的隔墙

10

伸缩缝墙、沉降缝墙

0.30

2.围护结构的附加耗热量

（1）朝向修正

朝向修正耗热量是考虑建筑物受太阳照射影响而对维护结构基本耗热量的修正。

（2）风力附加耗热量

《暖通规范》规定：

在一般情况下，不必考虑风力附加。

只对健在不避风的高地、河岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别高的建筑物，才考虑垂直结构的外围护结构附加5%-10%。

因此，对于本次设计的学生宿舍楼，不必考虑风力附加耗热量。

（3）高度附加耗热量

民用建筑和工业辅助建筑物（楼梯间除外）的高度附加率，当房间高度大于4m时，每高出1m应附加2%，但总的附加率不应大于15%。

应注意：

高度附加率，应附加于房间各维护结构的基本耗热量和其他附加（修正）耗热量的总和之上。

该宿舍楼层高为3米，故可以不考虑高度附加耗热量。

3.冷风渗透耗热量

采用缝隙法计算冷风渗透耗热量Q2：

公式如下：

Q2=0.278VρwCp（tn-tw′）

式中：

V=L*l*n

L—每米门窗缝隙渗入室内的空气量，按当地冬季平均风速，m3/h·

m

l—门窗缝隙的计算长度，m

n—渗透空气量的朝向修正系数，

ρw—冬季供暖室外计算温度下的空气密度，Kg/m3；

Cp—冷空气的定压比热，C=1KJ/Kg·

℃；

tn—冬季室内空气的计算温度，℃；

tw′—冬季室外空气的计算温度，℃。

4.106房间热负荷计算举例

（1）围护结构传热耗热量Q1的计算

南外墙：

面积3.3*3—1.5*1.5=7.65（m2）,传热系数K＝0.54W/（m2·

℃）,室内设计温度20℃，室外计算温度-3.8℃,朝向修正系数-0.2。

Q=7.65*0.54*（20+3.8）*0.8=78.7W。

南外窗：

面积1.5*1.5=2.25m2，传热系数K＝2.6W/（m2·

℃），室内设计温度20℃，室外计算温度-3.8℃，朝向修正系数-0.2。

Q=2.25*2.6*（20+3.8）*0.8=111.4W。

北内墙：

面积3.3*3—1.9=8.0m2，传热系数K＝1.86W/（m2·

℃），室内设计温度20℃，室外计算温度-3.8℃，温差修正系数0.6，Q=8.0*1.86*23.8*0.6=212.8W。

北内门：

面积1.9m2，传热系数K＝3.5W/（m2·

℃），室内设计温度20℃，室外计算温度-3.8℃，温差修正系数0.6，Q=1.9*3.5*23.8*0.6=94.5W。

Q=141.4W

（2）冷风渗透耗热量

郑州市的冷风朝向修正系数，北向0.10，对有相对两面外墙的房间，按最不利的一面外墙计算冷风渗透量。

在冬季室外平均风速VP，j=3.4m/s，窗每米缝隙的冷风渗透量L=1.24m3/（h·

m）。

北向的窗户的缝隙总长度为1.5×

5=7.5m.总的冷风渗透量V等于

V=Lln=0.28×

7.5×

0.1=2.13m3/h

冷风渗透量Q2

=0.278×

2.13×

1.4×

1×

（20+3.8）=18.2W。

.

（3）外门冷风侵入耗热量Q3的计算

由于内墙内门围护结构已经进行过修正，所以此项为O

（4）106房间热负荷为

Q=212.8+94.5+111.4+78.7+141.4+18.2=656.8W。

三.散热器的选择与计算

考虑到散热器耐用性和经济性，本工程选用椭四柱813型散热器，每片散热面积为0.275,传热系数计算公式为：

K=2.237*Δt∧0.302。

它结构简单，耐腐蚀，使用寿命长，造价低，传热系数高；

散出同样热量时金属耗量少，易消除积灰，外形也比较美观；

每片散热器的面积少，易组成所需散热面积。

1.散热器的布置

散热器一般应布置在外墙窗台下，这样，沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响，使流经市内的空气比较暖和舒适。

为防止冻裂散热器，两道外门之间，不准设置散热器。

在楼梯间或者有冻结危险的场所，其散热器应由单独的立、支管供热，且不得装设调节阀。

散热器一般应明装，布置简单。

散热器的安装尺寸及保证底部距地面不小于60mm，通常取150mm；

顶部距窗台板不小于50mm；

背部与墙面净距不小于25mm，取50mm。

2.散热器的计算

式中:

——散热器散热面积，；

——散热器的散热量，W；

——散热器内热媒平均温度，℃；

——供暖室内计算温度，℃；

，

——散热器的传热系数，；

——散热器组装片数修正系数；

——散热器组连接形式修正系数；

——散热器组安装形式修正系数。

片数修正系数表3-1

每组片数

<

6-10

10-20

>

20

0.95

1.