白杰01分析Word下载.docx

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一、供热工程课程设计任务书

1、设计题目

某住宅建筑供暖工程设计

2、设计任务和目的

学生根据所学基础理论和专业知识，结合实际工程，按照工程设计规范、标准、设计图集和有关参考资料，独立完成建筑所要求的工程设计，并通过设计过程，使学生系统地掌握供暖工程设计规则、方法、步骤，了解相关专业的配合关系，培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生设计计算及绘图的能力，为将来从事建筑环境与设备工程专业设计工作和施工、验收调试、运行管理和有关应用科学的研究及技术开发等工作，奠定可靠的基础。

3、原始资料

1）设计工程所在地区:

北京/西安。

2）气象资料（从设计规范、手册中查找）

包括供暖室外计算温度、供暖冬季室外平均风速及主导风向、供暖天数（tw≤+5℃），供暖期日平均温度、室外温度的延续时间等。

3）建筑资料

建筑平面图、立面图。

包括建筑尺寸、围护结构（墙、屋面及门窗结构）、建筑层高、建筑用途等。

4）室内设计参数

按照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50376-2012的要求确定。

5）热源

住宅小区的热力站提供75/50℃的热水。

6）其他要求

围护结构的传热系数应满足相关规范、节能标准的规定。

4、设计任务

完成住宅建筑供暖系统的设计，设计成果包括设计计算说明书和图纸（纸质版和电子版均需提交）。

5、设计要求

1）设计说明书

设计计算说明书包括设计热负荷的计算、供暖系统形式的确定、散热器等末端装置的计算、供暖系统布置图的绘制以及供暖系统的水力计算等主要内容。

说明书用A4纸打印。

说明书应有封面、前言、目录，必要的计算过程；

计算内容应给出其来源；

内容应分章节，重复计算使用表格方式，参考资料应列出；

要求设计说明书文理通顺、书写工整、叙述清晰、内容完整、观点明确、论据正确。

2）设计图纸

要求绘制供暖系统图和平面图，并用A3图纸打印。

设计图纸应有图纸目录、设计说明。

要求图面整洁，图纸内容布置合理，图文全部采用工程字体，选用标准图号，标题栏按照统一规定格式绘制，图例及绘图方法执行国家有关制图规范。

6、设计期限

课程设计时间为1.5周。

7、参考资料

1）《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50376-2012.

2）《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2010

3）《暖通空调制图标准》GB/T50114-2010.

4）《供热工程》，贺平.北京：

中国建筑工业出版社。

5）《实用供热空调设计手册》.北京：

中国建筑工业出版社

6）《新编供热设计手册》.北京：

机械工业出版社，2005

二、负荷计算

1.北京市室外气象资料

供暖室外计算温度:

tw’=-7.6℃

累年（1971~2000）最低日平均温度tp.m=-18.3℃

冬季室外平均风速vp.j=2.6m/s

2.房间供暖设计热负荷计算步骤:

1）围护结构传热耗热量Q1’的计算

Q1,=Q1,j’+Q1,x’=（1+xg）ΣαKF（tn-tw’）（1+xcn+xf）

2）冷风渗透耗热量Q2’的计算

根据北京市的冷风朝向修正系数:

北向n=1,南向n=0.15。

当房间有三面外墙时，仅计入风量较大的两面的缝隙（北面和南面）计算冷风渗透量

按表1-6，在冬季室外平均风速2.6m/s下，双层木框玻璃窗的每米缝隙的冷风渗透量L=1.9m3/（m·

h）。

厨房窗户的缝隙长度为4.5*2+6*1=15m。

总的冷风渗透量V=1.9×

15=28.5m3/h

冷风渗透耗热量Q2’=0.278Vρwcp（tn-tw）=0.278×

28.5×

1.34×

1×

[18-（-7.6）]=271.8W

房间供暖设计热负荷Q’计算：

Q’=Q1’+Q2’

三、供暖方案选择

供热系统可以有多种选择方案，选择一个最优的方案，便于实施，节省初投资和运行费用。

根据我国供暖实践经验，累年日平均温度低于或等于5摄氏度的日数大于或等于90天的地区，本供暖方案北京某小区属严寒B区，采用集中供暖。

具体计算参数根据当地条件确定，详见GB50736-2012附录室外空气计算参数。

对于维护结构传热系数的确定，供热系统水质要求，维护结构基本耗热量的计算，相邻房间的温差传热计算原则，维护结构附加耗热量，包括朝向修正，其中风力附加修正和高度修正，本系统因层高小于4米，高度修正系数取1，其他具体计算方案见负荷计算。

采用热水作为热源，不仅对供暖质量有明显的提高，而且便于调节，本供暖室内方案采用供回水温度75/50℃的散热器供暖。

由于双管制系统可实现变流量调节，有利于节能，因此室内供暖系统采用双管制系统。

散热器的布置，散热器布置在外墙的窗台下，从散热器上升的对热气流能阻止从玻璃窗下降的冷气流，使流经生活区和工作区的空气比较暖和，给人以舒适的感觉，因此推荐把散热器布置在外墙的窗台下；

为了便于户内管道的布置，散热器也可以靠内墙安装。

为了防止把散热器冻裂，在两道外门之间的门斗内不应设置散热器。

把散热器布置在楼梯间的底层，可以利用热压作用，使加热了的空气自行上升到楼梯间的上部补偿其耗热量，因此规定楼梯间的散热器应尽量布置在底层或按一定比例分配在下部各层。

四、散热器

1.已知：

Q=W,tpj=（75+50）/2=62.5℃，tn=18℃

△t=tpj-tn=62.5-18=44.5℃。

查附录2-1，对M-132型散热器

K=2.426△t0.286=2.426×

（44.5）0.286=7.18w（m2•℃）

2.修正系数：

散热器组装片数修正系数，先假定β1=1.0；

散热器连接形式修正系数，查附录2-4，β2=1.009；

散热器安装形式修正系数，查附录2-5，β3=1.02；

3.根据式（2-2）

M-132型散热器每片散热面积为0.24m2（附录2-1）计算片数n，为：

查附录2-3，散热器片数为13片时，β1=1.05，

因此，实际所需散热器面积为：

实际采用片数n为：

取整数，应采用M-132型散热器14片

同理其他各房间的散热器片数

表4.1各房间的散热器片数

4.五个单元汇总

表4.2各房间的散热器片数汇总表

五、热水供暖系统水力计算

确定重力循环双管热水供暖系统管路的管径。

热媒参数：

供水温度tg，=75℃，回水温度th，=50℃。

锅炉中心距底层散热器中心距离为3m，层高为3m。

每组散热器的供水支管上有一截止阀。

计算步骤：

1.选择最不利环路。

由图可见，最不利环路是通过立管Ⅰ的最底层散热器Ⅰ1（w）的环路。

这个环路从散热器Ⅰ1经过管段①②③④，进入锅炉，再经管段⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯⑰⑱⑲⑳与21和22进入散热器。

2.计算通过最不利环路散热器的作用压力△P11，。

根据式（4-36）

△

=gH（ρh-ρg）+△PfPa

根据图中已知条件：

立管Ⅰ距锅炉的水平距离在30~50m范围内，下层散热器中心距锅炉中心的垂直高度小于15m。

因此查附录3-2，得△Pf=450Pa。

根据供回水温度，查附录3-1，得ρh=988.07kg/m3ρg=974.89kg/m3。

将已知数字代入上式，得：

△

=9.81×

15×

（988.07-974.89）+450=2389Pa

3.确定最不利环路各管段的管径d。

1）求单位长度平均比摩组

根据式（4-35）

Rpj=α△

/

式中

—最不利环路总长度m；

=3.1+3.7+4.4+2.4+3.5+2.7+2+3*11+2.7+8+2.7+10.7

=78.9m

α—沿程阻力损失占总压力损失的估计百分数；

查附录4-8，得α=50%

将各数字代入上式，得

Rpj=0.5×

2389÷

78.9=15.14Pa/m

2）根据各管段的热负荷，求出各管段的流量，计算公式如下

G=3.6×

Q÷

4.187÷

△t

式中Q—管段的热负荷，W；

—系统的设计供水温度，℃；

—系统的设计回水温度，℃；

3）根据G、Rpj，查附录表4-1，选择最接近Rpj的管径。

将查出的d，R，v和G值列入表中。

例如对管段，Q=3590W，当△t=25℃时，G=123kg/h。

查附录表4-1，选择最接近Rpj的而管径，如取DN=20，用插补法计算，可求出v=0.1m/s，R=10.54Pa/m，将这下数值分别取入表中。

4.确定沿程压力损失△Py=RL。

将每一管段R与L相乘，列入水力计算表中。

5.确定局部阻力损失Z.

1）确定局部阻力损失ζ

根据系统图中的管路实际情况，列出各管段局部阻力管件名称。

利用附录表4-2，将其阻力系数ζ值记于表中，最后将各管段总阻力系数∑§

列于水力计算表中。

应注意：

在统计局部阻力时，对于三通的局部阻力系数，应列在流量较小的管段上。

2）利用附录表4-3，根据管段流速v，可查出动压头值，列入水力计算表中。

根据

，将求出的值列入水力计算表中。

6.求各管段的压力损失△P=△Py+△Pj。

7.求环路总压力损失，即∑（△Py+△Pj）=1673Pa。

8.计算富裕压力值。

考虑由于施工的具体情况，可能增加一些在设计计算中未计入的压力损失。

因此，要求系统应有10%以上的富裕度。

式中△%—系统作用压力的富裕率；

—通过最不利环路的作用压力，Pa。

∑（△PY+△PJ）—通过最不利环路的压力损失，Pa。

大于10%

附：

水力计算表

局部阻力系数计算表

六、热交换站设计

1.汽-水换热器的选择计算

已知条件：

北京某小区共200幢楼，总热负荷Q=32850/1000*200为6570kj/s。

热网设计供、回水温度：

t，g=75℃，t，h=50℃；

供气压力4*105Pa；

供汽焓值2765kj/kg；

饱和蒸汽温度165℃。

考虑到换热器散入周围环境的热损失，实际供给换热器的热量Q，应为

kw，η取0.96.故Q，=6844kw

热网循环水量G：

在工程设计中，通常按有关国家标准图集选用汽水换热器，应根据热负荷及被加热水的流量，确定所选择的型号。

选择2台型号为GZG800-25.8浮动盘管式换热器，该汽水换热器的技术参数如下：

蒸汽压力P=0.6MPa，蒸汽流量G=5.2T/h，热水水温为75℃，热水流量g=140m3/h=38.9kg/s。

附GZG800-25.8浮动盘管换热器选型参数

2.

循环泵的选择计算

所选的循环泵应满足系统中所需的最大流量和扬程，同时要处于循环水泵的最佳工况点。

泵的流量≥热水流量×

1.1=35.9kg/s。

泵的扬程：

mH2O

选择3台VG系列离心泵，其中1台备用，两台运行。

3.定压方式的确定

采用补水泵定压，这种方法的优点是设备简单，可以在热源集中设置，占地面积小，便于操作，定压点的压力值能在一定的范围内随用户建筑高度的变化重新确定，能适应各种热媒温度，对集中供热系统有较好的适应性。

选用两台补水泵，流量不应小于系统循环流量的2%，采用变速连续补水定压，虽然初投资和运行费用稍高，但系统压力稳定。