本科毕业设计论文供热课程设计说明书.docx
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本科毕业设计论文供热课程设计说明书
摘要
本次供热工程课程设计的建筑物为盘锦稻谷加工中心办公楼。
根据盘锦的气象特征计算该建筑的热负荷。
合理选择该建筑物的供热系统方案。
以及散热设备的选择与计算。
并根据该供热方案第一系统进行水利计算以及对系统进行阻力平衡。
绘制该建筑物的平面图和供热系统图。
考虑该地区的气象特征以及建筑物特点,根据当地环保节能要求,选择合理的热水供热系统。
并进行系统的设计计算。
关键词:
热负荷;散热设备;水利计算
Abstract
TheheatingengineeringcurriculumdesignofthebuildingforPanjinriceprocessingcenterofficebuilding.ThethermalloadofthebuildingiscalculatedaccordingtothemeteorologicalcharacteristicsofPanjin.Reasonablechoiceofthebuildingheatingsystemprogram.Selectionandcalculationofcoolingequipment.Accordingtotheheatingscheme,thefirstsystemcarriesonthewaterconservancycomputationandcarriesontheresistancebalancetothesystem.Drawthebuildingplanandheatingsystemdiagram.
Consideringthemeteorologicalcharacteristicsoftheregionandbuildingcharacteristics,accordingtothelocalenvironmentalprotectionrequirements,chooseareasonablehotwaterheatingsystem.Andthesystemdesigncalculation.
Keywords:
Heatload;coolingequipment;waterconservancycalculation
1、设计题目与原始条件…………………………………………
2、方案设计………………………………………………………
3、负荷计算………………………………………………………
4、散热器的选择和计算…………………………………………
5、水力计算………………………………………………………
6、设计总结………………………………………………………
7、计算附表………………………………………………………
8、参考文献………………………………………………………
盘锦稻谷加工中心办公楼供暖系统设计
一设计题目与原始条件
(一)设计题目
盘锦稻谷加工中心办公楼采暖系统设置
(二)原始条件
地点:
盘锦市
土建资料:
建筑物的平、立面图
热源:
小区热水交换站
资用压力:
70KPa
供回水温度:
75℃/60℃
建筑物周围环境:
市内,无遮挡
(三)气象资料
盘锦市气象资料如表-1
表-1辽宁省地区气象资料
台站名称
台站信息
年平均温度(℃)
供暖室外计算温度(℃)
北纬
东经
海拔
统计年份
盘锦
125°46
118°53'
31.3
1971-2000
10.4
-7.6
冬季最多风向
冬季室外最多风向的平均风速(m/s)
年最多风向
冬季最多风向的频率(%)
N
4.7
SW
12
冬季室外平均风速(m/s)
年最多风向的频率(%)
冬季日照百分率(%)
极端最高温度(℃)
2.6
10
64
41.9
冬季空气调节室外计算温度(℃)
累年最冷月平均温度(℃)
累年最低日平均温(℃)
-9.9
-2.07
-12.46
各房间室内计算参数如表-2
表-2室内计算参数
用途
室内计算参数(℃)
宿舍
20
公共卫生间
20
门厅、走廊
20
楼梯间
20
浴室
25
二方案设计
本设计中,采暖系统与锅炉房供水管网间接连接,供水温度75℃,回水温度60℃。
室内热水供暖系统,供回水方式采用上供下回,供水沿三层天棚布置,回水干管布置在室内地下管沟内。
三、采暖热负荷计算
1、体形系数、窗墙比计算
窗墙比如表-3
表-3窗墙比
方向
窗墙比
北
0.267
东、西
0.050
南
0.326
体形系数0.309
2、传热系数计算
(1)墙体传热系数计算
1)外墙传热系数[1]
围护结构的有关参数如表-4
表-4外墙有关参数
围护结构类型
墙体材料
厚度
(mm)
热阻
传热系数
热惰性指标
外墙
1、水泥砂浆2、200钢筋混凝土剪力墙3、保温材料4、水泥砂浆
1、20
2、200
3、50
4、20
2.18
0.46
3.14
内墙
空心砖
240
0.517
1.50
3.57
屋顶
1、混凝土压顶板2、EPS挤型板、防水层3、水泥砂浆找平4、水泥砂浆找坡5、钢筋混凝土6、水泥砂浆
1、30
2、60
3、20
4、100
5、120
6、25
2.24
0.42
3.53
大门
实体木质外门(双层)
——
——
2.33
——
阳台落地门
带玻璃的阳台外门双层(金属框)
——
——
3.26
——
外窗
木框(双层)
——
——
2.68
——
内门
实体木质外门(单层)
——
——
4.66
——
①计算查表得热惰性指标D:
=3.14
由资料[2]得知,
属于第三类建筑。
②计算冬季室外计算温度[1]
③查得围护结构换热系数:
内表面换热系数
外表面换热系数
④计算加保温板厚的外墙传热系数:
⑤计算外墙的最小热阻:
其中
的值如表-5
表-5室内空气与围护结构内表面之间的允许温差
(℃)
建筑物与房间类型
外墙
平屋顶和闷顶下顶棚
居住建筑
6
4
经比较,
>
符合最小热阻的要求。
⑥验证是否符合节能规范
北京地区各部分维护结构传热系数限制如表-6
表-6北京地区采暖居住建筑各部分围护结构传热系数限值[W/m2.K)]
采暖期
室外平
均温度
(℃)
代表性
城市
屋顶
外墙
不采暖
楼梯间
窗户
(含
阳台
门上
部)
阳台
门下
部门
芯板
外门
地板
地面
体形
系数
≤0.3
体形
系数
>
0.3
体形
系数
≤0.3
体形
系数
>
0.3
隔墙
户门
接触
室外
空气
地板
不采
暖地
下室
上部
地板
周边
地面
非周
边地
面
-1.1~
-2.0
北京
0.80
0.60
0.90
0.55
1.83
2.00
3.70
1.7
/
0.50
0.55
0.52
0.30
小于
,符合节能规范。
2)内墙传热系数计算
内墙选用空心砖83孔方形传热系数为1.50
,热阻为0.517
(2)屋顶的传热系数计算
①计算查表得热惰性指标D:
=0.42
由资料[2]得知,
属于第四类建筑。
②计算冬季室外计算温度[1]
③查得围护结构换热系数:
内表面换热系数
外表面换热系数
④计算加保温板厚的屋顶传热系数:
⑤计算屋顶的最小热阻:
经比较,
>
符合最小热阻的要求。
⑥验证是否符合节能规范:
小于0.6
,符合节能规范。
(3)地面的传热负荷计算
非保温地面的传热系数和热阻如表-7
地带
第一地带
2.15
0.47
第二地带
4.30
0.23
第三地带
8.60
0.12
第四地带
14.2
0.07
男淋浴间地面的负荷计算:
长×宽=13.2×3.6,可以将它划分到第二个地带;
第一地带面积为:
13.2×2+3.6×2×2=40.8m2传热负荷:
40.8×0.47×(25-(-7.6))=625.14W
第二地带面积为:
9.2×1.6=14.72m2传热负荷:
14.72×0.23×(25-(-7.6))=110.37W
总计围护结构传热系数如表-8
表-8围护结构传热系数
围护结构名称
传热系数(W/(m
·K))
北外墙
0.45
南外墙
0.45
东外墙
0.45
西外墙
0.45
内墙
1.50
屋顶
0.42
门
内门
2.68
外门
2.33
阳台落地门
3.26
外窗
2.68
(4)以122卧室为例,计算房间采暖热负荷
122计算参数如表-9所示
表-9122宿舍耗热量计算表
新建工程1热负荷计算书_详尽表
房间
负荷源
传热
系数
温差修正
系数
耗热量修正
修正后热负荷
冷风渗透耗热量
外门冷风侵入耗热量
总热负荷
名称
面积计算
朝向
风力
间歇附加
K
α
Xch
Xf
Xjan
Q1
Q2
Q3
Q1+Q2+Q3
长m
高(宽)m
面积㎡
W/㎡·℃
W
W
W
W
1005[房间]
东外墙
2.2
4.5
9.90-4.3
0.54
1.00
-0.05
0.00
0.00
103.1
103.1
东外门_嵌
1.8
2.4
4.3
2.50
1.00
-0.05
0.00
0.00
369.4
63.5
0.0
432.9
东外墙
3.6
4.5
16.20-3.2
0.54
1.00
-0.05
0.00
0.00
239.3
239.4
东外窗_嵌
0.6
2.7
1.6
2.60
1.00
-0.05
0.00
0.00
144.1
52.8
196.8
东外窗_嵌
0.6
2.7
1.6
2.60
1.00
-0.05
0.00
0.00
144.1
52.8
196.8
北外墙
3.9
4.5
17.6
0.54
1.00
0.05
0.00
0.00
358.2
358.2
北外墙
3.9
4.5
17.6
0.54
1.00
0.05
0.00
0.00
358.2
358.2
地面
7.8
5.8
31.3
平均:
0.38
1.00
0.00
0.00
0.00
427.6
427.6
南内墙(分户墙)
4.9
4.5
22.1
1.89
1.00
0.00
0.00
125.0
125.0
西内门
1.3
2.7
3.6
6.50
1.00
0.00
0.00
70.2
70.2
(5)全部房间的热负荷
建筑物面积热指标
建筑物体积热指标
四、散热器型号及片数的选择
本建筑采用散热器采暖
(1)散热器型号选择
如表-10
表-10散热器型号参数
型号
规格
单片主要尺寸
高度
宽度
长度
同侧进出口中心距
柱翼650
中
370
100
60
300
足
450
散热面积
(
片)
水容量
(1/片)
重量
(kg/片)
工作压力
(Mpa)
传热系数K计算
(W/m2·℃)
0.112
0.45
2.9
0.8
10.50
3.2
散热器的入口温度与出口温度分别为75℃/60℃;
(2)散热器片数选择
以104房间为例,计算散热器片数
由计算得知,tpj=95℃,tn=70℃
取
则
片
,
,
经修正后,n=7片
其余散热器片数见附表(3、4与5和2层的数量相同未列出)。
5、水力计算
(1)取位于立管Ⅲ的第二层散热器及1-14管段为最不利环路,根据参考文献[5],可根据各管段热负荷求出各管段流量,公式如下:
式中,Q——管段的热负荷,W;
tg′——系统的设计供水温度,℃;
th′——系统的设计供水温度,℃。
根据上式,得各管段流量,根据G和选用的经济比摩阻Rmj值及文献[2],可得各管段管径DN、比摩阻Rm、流速v值及压力损失,见附录-3。
(2)同理,进行次不利环路水力计算,即通过立管Ⅲ的三层散热器所在的环路,即管段17、18、2~13,确定各管段的管径DN、比摩阻Rm、流速v值及其压力损失,见表17。
它和最不利环路的压力损失不平衡率为:
,不满足要求,所以用阀门调节。
(3)同理,进行立管Ⅲ的顶层散热器所在环路水力计算,确定各管段的管径DN、比摩阻Rm、流速v值及其压力损失,见附录-3。
它和最不利环路的压力损失不平衡率为:
,不满足要求,所以用阀门调节。
(5)立管Ⅰ首层散热器所在环路的平均比摩阻为
根据流量G和平均比摩阻Rmp值及文献[2],可得各管段管径DN、比摩阻Rm、流速v值及其压力损失,见附录-3。
它和最不利环路的压力损失不平衡率为:
,不满足要求,所以用阀门调节。
该采暖系统作用压力富裕率
,所以在引入口安装孔板节流阀。
6、设计总结
为期两周的课程设计很快就要结束了,这次的供热课程设计让我有了新的领悟。
其中我认为最重要的是把所学的东西应用到实践中去。
如果不进行采暖课程设计,水力计算将永远不会彻底掌握,上课的时候听老师将水力计算,只能略懂皮毛,所以说实验是检验真理的唯一标准,只有通过实践,才能将所学的知识融会贯通。
其次,我会更加细心、有条不紊的进行接下来的课程设计。
在计算热负荷的时候,过于追求速度,而忽略了质量,从而导致在接下来的计算中反复修改,得不偿失,因此我懂得了细心的重要性。
这之间同学间的互相讨论问题,加深了双方的理解,促进友谊,我认为课程设计也是一个沟通的良好平台。
我们应该好好利用它们尽量做到西区别人的优点改正自己的缺点。
最后我想说的是老师非常耐心地给我们讲解,每当到最后,老师总是口干舌燥,但仍不耐其烦,通过这次课程设计,加深了我们与老师之间的感情,也深化了我们的求知欲望。
谢谢王老师和毕老师这两周的悉心指导。
7、计算附表
新建工程1热负荷计算书_工程信息及计算依据
一.工程概况
工程名称
新建工程1
工程编号
XJGC001
建设单位
房地产开发公司
设计单位
设计院
工程地点
辽宁省-营口
工程总面积(m2)
3259.25
工程总热负荷(KW)
113.20
工程热指标(w/m2)
34.73
编制人
校对人
日期
2012年12月12日
二.室外参数
采暖计算温度℃
空调计算温度℃
冬季平均风速m/s
相对湿度%
大气压(Pa)
-16
-18
3.5
63%
102620
三.建筑信息
楼号
总层数
总高度(m)
总面积(m2)
热负荷(KW)
新风热负荷
总热负荷(KW)
热指标(w/m2)
1号楼
3
11.7
3259.25
113.2
0
113.2
34.73
四.计算依据
1.通过围护结构的基本耗热量计算公式
Qj=aFK(tn-twn)
Qj
—基本耗热量,W
K
—传热系数,W/(㎡·℃)
F
—计算传热面积,㎡
tn
—冬季室内设计温度,℃
twn
—采暖室外计算温度,℃
α
—温差修正系数
2.附加耗热量计算公式
Q=Qj(1+βch+βf+βlang)·(1+βfg)·(1+βjan)
Q
—考虑各项附加后,某围护的耗热量,W
Qj
—某围护的基本耗热量,W
βch
—朝向修正
βf
—风力修正
βlang
—两面外墙修正
βfg
—房高附加
βjan
—间歇附加率
3.冷风渗透计算
Q=0.28·CP·pwn·V·(tn-twn)
Q
—通过门窗冷风渗透耗热量,W
Cp
—干空气的定压质量比热容=1.0056kJ/(kg·℃)
pwn
—采暖室外计算温度下的空气密度,kg/m3
V
—渗透冷空气量,m3/h
tn
—冬季室内设计温度,℃
twn
—采暖室外计算温度,℃
(1)通过门窗缝隙的冷风渗透耗热量计算
V=L0·l1·mb
L0
—在基准高度单纯风压作用下,不考虑朝向修正和内部隔断的情况时,每米门窗缝隙的理论渗透冷空气量,m3/(m·h)
L0=a1·(pwn·v02/2)b
a1—外门窗缝隙渗风系数,m3/(m·h·Pab)当无实测数据时,可根据建筑外窗空气渗透性能分级标准采用
v0—基准高度冬季室外最多方向的平均风速,m/s
l1
—外门窗缝隙长度,应分别按各朝向计算,m
b
—门窗缝隙渗风指数,b=0.56~0.78。
当无实测数据时,可取b=0.67
m
—风压与热压共同作用下,考虑建筑体型、内部隔断和空气流通因素后,不同朝向、不同高度的门窗冷风渗透压差综合修正系数
m=Cr·Cf·(n1/b+C)·ch
Cr—热压系数
Cf—风压差系数,当无实测数据时,可取0.7
n—渗透冷空气量的朝向修正系数
Ch—高度修正系数
ch=0.3·h0.4
h—计算门窗的中心线标高
C—作用于门窗上的有效热压差与有效风压差之比,按下式计算:
C=70·(hz-h)/(cf·v02·h0.4)·(t'n-twn)/(273+t'n)
hz—单纯热压作用下,建筑物中和界标高(m),可取建筑物总高度的二分之一
t'n—建筑物内形成热压作用的竖井计算温度(楼梯间温度),℃
(2)忽略热压及室外风速沿房高的递增,只计入风压作用时的渗风量
V=∑(l·L·n)
l
—房间某朝向上的可开启门、窗缝隙的长度,m
L
—每米门窗缝隙的渗风量,m3/(m·h),见表5.1-7(详见实用供热空调设计手册)
n
—渗风量的朝向修正系数,见表5.1-8(详见实用供热空调设计手册)
(3)换气次数法
L=K·Vf
L
—房间冷风渗透量,m3/h
K
—换气次数,1/h,见表5.1-13(详见实用供热空调设计手册)
Vf
—房间净体积,m3
(4)百分比法计算冷风渗透耗热量
Q=Qo·n
Q
—通过外门窗冷风渗透耗热量,W
Qo
—围护结构总耗热量,W
n
—渗透耗热量占围护结构总耗热量的百分率,%
4.外门开启冲入冷风耗热量计算公式
Q=Qj·βkq
Q
—通过外门冷风侵入耗热量,W
Qj
—某围护的基本耗热量,W
βkq
—外门开启外门开启冲入冷风耗热量附加率
参考书籍
《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012
《实用供热空调设计手册(第二版)》
《2003全国民用建筑工程设计技术措施_暖通空调动力》
《2009全国民用建筑工程设计技术措施_暖通空调动力》
设计软件:
天正暖通软件(THvac)
鉴定情况:
建设部科技计划项目验收证书建科验字[2008]第053号
附表-2全部房间的热负荷
新建工程1热负荷计算书_简略表
楼号
楼层
房间
房间面积
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
m2
W
W
W
W
kg/h
W/m2
kg/hm2
m3/h
1号楼
1层
1001[房间]
23.03
893.7
0
108.8
1002.5
0
43.5
0
0
1002[房间]
449.21
11622.3
0
0
11622.3
0
25.9
0
0
1003[房间]
4.18
639.6
0
0
639.6
0
153
0
0
1004[房间]
6.01
523.2
0
67.9
591.1
0
98.4
0
0
1005[房间]
31.26
2334.5
0
195.2
2529.6
0
80.9
0
0
1006[房间]
47.3
2092.6
0
258.5
2351.1
0
49.7
0
0
1007[房间]
47.3
2092.6
0
258.5
2351.1
0
49.7
0
0
1008[房间]
21.76
1001.3
0
133.3
1134.6
0
52.1
0
0
1009[房间]
24.9
1085.5
0
153.7
1239.2
0
49.8
0
0
1010[房间]
22.43
1035.2
0
164.1
1199.3
0
53.5
0
0
1011[房间]
12.19
88.6
0
62.1
150.7
0
12.4
0
0
1012[房间]
21.16
793.8
0
161.8
955.6
0
45.2
0
0
1013[房间]
29.86
1735.7
0
268.7
2004.4
0
67.1
0
0
1014[
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- 关 键 词:
- 本科 毕业设计 论文 供热 课程设计 说明书