供热工程设计说明书

目录

第1章设计原始资料 (1)

1.1设计题目 (1)

1.2设计原始资料 (1)

第2章供暖系统热负荷的计算 (1)

2.1设计气象资料 (1)

2.2围护结构的热工性能 (1)

2.3房间热负荷计算 (2)

第3章散热器的选择和计算………………………………………………

3.1散热器的选用……………………………………………………………………

3.2散热器的计算 (3)

第4章水力计算 (7)

3.1绘制系统图 (7)

3.2供暖系统水力计算步骤 (7)

3.3水力计算应注意的问题 (7)

3.4水力计算结果 (8)

第4章辅助设备的选择 (8)

4.1除污器 (8)

4.2补偿器 (8)

4.3阀门 (8)

4.4泄水阀、空气阀 (8)

4.5疏水器 (8)

第5章总结 (9)

附表一农工楼阴面机械循环双管热水采暖系统水力计算表 (10)

附表二农工楼阴面机械循环双管热水采暖系统水力计算表 (11)

附图一一层供暖平面图 (12)

附图二二、三、四层供暖平面图 (13)

附图三轴测图 (14)

第1章设计原始资料

1.1设计题目

沈阳农业大学农工楼集中热水管网的设计

1.2设计原始资料

1 建筑地址：沈阳农业大学农工楼

2 气象资料：

辽宁省沈阳市最冷月平均温度为-29℃

3 设计热媒：

95℃/70℃机械循环热水系统

第2章供暖系统热负荷计算

2.1设计气象资料：据1991至2000年资料统计，沈阳一月最低平均温度为-29.4℃，本设计取-29℃，室内供暖温度取18℃;

2.2围护结构的热工性能

因不考虑冷风渗透，也不靠路门窗散热的影响，查下表得：外墙、平屋顶、地面及直接接触室外空气的楼板等温差修正系数a=1;

37砖墙传热系数K=1.56w/（m2×℃）

2

一楼供热面积F1=981㎡

二、三、四楼供热面积（厕所、楼梯不供热）F2=1003×3=3009㎡

热负荷的计算原理Q=aFK(tn-twn)

Q=1*1.56*F*47=73.32*F(根据每个房间的面积算出每个房间的热负荷，分到每根立管热负荷具体数据详见如下

a----温差修正系数

F----面积

K----传热系数

tn---室内供热温度

twn—室外温度

第3章散热器的选择及计算

3.1散热器的选用

采暖散热器是通过热媒将热源产生的热量传递给室内空气的一种散热设备。散热器的内表面一侧是热媒(热水或蒸汽)，外表面一侧室内空气，当热媒温度高于室内空气温度时。散热器的金属壁面就将热媒携带的热量传递给室内空气。

散热器的功能是将供暖系统的热媒（蒸汽或水）所携带的热量，通过散热器避面传给房间。

3.1.1对散热器的要求

1、热工性能方面的要求散热器的传热系数越高，说明散热器散热性能越好。

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，其经济性越好。

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。

4、卫生和美观方面的要求散热器外表光滑，不积灰易于清洗，散热器装设应影响房间美观。

3.1.3散热器的选择

1、铸铁散热器的铸铁散热器柱型

(1)柱型散热器：柱型散热器是单片的柱状连通体，每片各有几个中空的立柱相互连通，可根据散热面积的需要，把各个单片组对成一组。

柱型散热器常用的有二柱M132型、二柱700型和四柱640型等。

M—132型散热器的宽度是132㎜，两边为柱状．中间有波浪形的纵向肋片。

四柱散热器的规格以高度表示，如四柱640型，其高度为640㎜。四拄散热器有带足片和不带足片两种片形，可将带足片作为端片，不带足片作为中间片，组对成一组，直接落地安装。

3.2散热器的计算

3.2.1散热器的计算

一、散热器散热面积的计算

散热面积的计算可按《供热手册》或《教材》中的计算公式进行计算。

1、散热器内热媒平均温度t的确定

(1)本课程设计在计算时，不考虑管道散热引起的温降。

(2)对于双管热水供暖系统，为系统计算供、回水温度之和的一半，而

且对所有散热器都相同。

(3)对于单管热水供暖系统，由于每组散热器的进、出口水温沿流动方向下降，所以每组散热器的进、出口水温必须按公式逐一分别计算。

二、散热器片数的计算

散热器片数的计算可按下列步骤进行：

1、利用散热器散热面积公式求出房间内所需总散热面积(由于每组片未定，故先按1计算)；

2、得出所需散热器总片数或总长度H；

3、确定房间内散热器的组数m；

4、将总片数n分成m组，得出每组片数n`，若均分则n`=n／m(片／组)；

5、对每组片数n`进行片数修正，乘以b，即得到修正后的每组散热器片数，

可根据下述原则进行取舍；

(1)对柱型及长翼型散热器，散热面积的减少不得超过0.1㎡；

(2)对圆翼型散热器散热面积的减少不得超过计算面积的10﹪。

3.2.2散热器数量的计算

1、计算公[3]式 123()

pj n Q F K t t βββ=- 2m 式中:F ——散热器散热面积，2m ；

Q ——散热器的散热量， W ；

pj t ——散热器内热媒平均温度，℃；

n t ——供暖室内计算温度，℃；，

K ——散热器的传热系数，2/o W m C ?；

1β——散热器组装片数修正系数；

2β——散热器组连接形式修正系数；

3β——散热器组安装形式修正系数。

由于系统采用的为同侧进出式，故2β=1.0。

选[3]取A=80m ； 3β=1.02。

计算散热器面积时，先取1β=1.00，但算出F 后，求出总片数，然后再根据

片数修正系统的范围乘以1β对应的值，其范围如下：

另外，还规定了每组散热器片数的最大值，对此系统的四柱760型散热器每组片数不超过25片。

在热水供暖系统中，pj t 散热器进出口水温的算术平均[3]值 ()2sg sh pj t t t += ℃

式中：sg t ——散热器进水温度，℃；

sh t ——散热器出水温度，℃。

2 计算各层散热器进、出口水温i t ：

tm 1=tg-(Q 4 /5)/∑Q （tg-tn ）=89.9

tm 2=tg-(Q 4 /5+Q 3)/∑Q （tg-tn ）=86.9

tm 3=tg-(Q 4 /5+Q 3+Q 2)/∑Q （tg-tn ）=83.7℃；

tm 4=tg-(Q 4 /5+Q 3+Q 2+Q 1)/∑Q （tg-tn =80.4℃；

2 计算各层散热器内热媒平均温度p t 四层：9589.192.12

p t +=

=℃； 三层：89.186.988.02

p t +==℃； 二层：86.983.785.32

p t +==℃； 一层：83.780.482.12

p t +==℃； ℃

3 计算各层散热器计算温差p t ?

p p n t t t ?=- 四层： p t ?=82.1-16=66.1； 三层： p t ?=78.8-16=62.8；

二层 p t ?=75.6-16=59.6；

一层： p t ?=72.0-16=56.0。

4 计算各层散热器的传热系数K 值，查《供热工程》附录7知，四柱760型散热器：

四层： 4K =8.73；

三层：

3

K=8.60；

二层

2

K=8.46；

一层：

1

K=8.30。

5 计算各层散热器的片数：

四层： F=60.162

m；

三层： F=61.572

m；

二层：F=61.572

m；

一层：F=61.572

m。

6 计算各层散热器片数n,

查《供热工程》附录2-1知 f=0.2352

m/片

四层：n

4

=256片；

三层：n

3

=262片；

二层: n

2

=262片；

一层：n

1

=262片。

（3）散热器的计算说明：

1.根据建筑特点和散热器的布置原则及热负荷的分布情况而知，同一房间的散热器均匀分组，片数均分。

2.按散热器的计算实例的步骤，将整个建筑的散热器片数计算见附表3-1。

第4章水力计算

4.1绘制系统图（参照附图三）

4.2供暖系统管路水力计算步骤：绘制管网轴测图，对各管段进行编号，标出长度和流量，确定最不利环路；

①确定最不利环路各管段的管内流速，假定所有管段流速均为1m/s;

②确定各管段的流量G=（Q×0.86）/(ρ

h -ρ

g

);（根据供回水温度,查得供

水密度=961.92kg/m3,回水密度=977.81kg/m3）

③确定各管段的直径d=√4GV/（π×3600）;

④根据各管段的直径d和流量G计算R,方法见附表四;

⑤计算摩擦阻力ΔPy=R×L;

⑥根据书上表3-1-4查出各管段的ε及求和Δε;

⑦根据流速密度算动压ΔPd=AV2/2;

⑧确定局部阻力损失ΔPj=ΔPd×Δε；

⑨计算总压损压ΔP=ΔPy+ΔPj

4.3水力计算应注意的问题

⑩采暖系统水力计算必须遵守流体连续性定律，即对于管道节点(如三通、四通等处)热媒流入流量之和等于流出流量之和；

?采暖系统水算必须遵守并联环路压力损失平衡定律；

?热水采暖系统最不利环路的单位长度沿程压力损失，除很小的系统外，一般以不超过60～120Pa／m为宜；

?由于计算、施工误差和管道结垢等因素的存在，采暖系统的计算压力损失宜采用10％的附加值；

?供水干管末端和回水干管始端的管径不宜小于20ram，以利于排除空气，并小数显著的影响热水流量；

?采暖系统各并联环路，应设置关闭和调节装置。主要是为了系统的调节和检修创造必要的条件；

?热水和蒸汽采暖系统，应根据不同情况，设置排气、泄水、排污和疏水装置-是为了保证系统的正常运行并为维护管理创造必要的条件。

4.4水力计算的计算结果

详见附表一、附表二

第4章辅助设备的选择

4.1除污器

除污器安装在水泵及某些加热器的入口处，滤掉水中的固体沉淀物，防止破坏堵塞设备。过滤器可以现场加工制作，也可以由专门工厂生产。除污器有立式直通、卧式直通及卧式角通等，按情况需要选取。

4.2补偿器

为了防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力热引起管道变形或破坏，需要在管道上设置补偿器，以补偿管道的热伸长，从而减小管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。

①、供热管道上采用补偿器的种类很多，主要有管道的自然补偿、方形补偿器、波纹管补偿器、套筒补偿器和球型补偿器等。前三种是利用补偿器的材料的变形来吸收热伸长；后两种是利用管道的位移来吸收热伸长。

②、在考虑热补偿时，应充分利用管道的自然弯曲来吸收热力管道的温度变形，自然补偿每段臂长一般不宜大于20~30m。

③、当地方狭小，方形补偿器无法安装时，可采用套管补偿器和波纹管补偿器。但套管补偿器易漏水漏汽，亦安装在地沟内，不宜安装在建筑物上部。波纹管补偿器材质为不锈钢制作，补偿能力大又耐腐蚀，但造价较高，可视具体工程情况选用。

4.3阀门

阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。阀门根据材质还分为铸铁阀门，铸钢阀门，不锈钢阀门，铬钼钢阀门，铬钼钒钢阀门，双相钢阀门，塑料阀门，非标订制等阀门材质。

4.4泄水阀、空气阀

泄水阀是在管道系统中安装的一种阀门，当管路系统的压力降低到一定数值58 时，阀门自动排泄管道内的水，以避免因结冰造成的危害。水平横管宜有0.002~0.005的坡度坡向泄水装置；输水管线高处或较长输水管线在停电或停泵过程中常因压力降低而产生水柱分离，为保护管线可以加装空气阀，空气阀有时

也叫排气阀或进气阀。

4.5疏水器

①、疏水器的选型应根据系统的压力、温度、流量等情况确定；

②、一只疏水器满足不了排水量要求时，可选用多只疏水器并联工作；

③、疏水器安装时，视工程具体情况，一般应有旁通管、冲洗管、放气管、

检查管、止回阀、过滤器等；

④、要用于初始运行时排放大量凝水，运行中禁用。小型采暖系统可不设旁

通管；

⑤、冲洗管、检查管用于放气、冲洗管道、检查疏水器的工作情况，一般均

应设置。

第5章总结

本设计为沈阳农业大学农工楼供暖系统设计，其内容包括供暖系统计算、热负荷计算、水力计算、系统的选择、计算机CAD绘图等几部分。

可以说以前都是知识学习，学习书本上的知识，做作业是为了巩固知识，然后作业都是有要求有问题的，问什么我们就答什么。课程设计是第一次做，自己设计一个供暖系统，老师给出基本要求后，后面的很多方法途径，假定等就得自己确定了，比如说水利计算时用假定流速法还是假定动力法，如用假定流速法，流速假定为多少…。模式和以前的作业完全不相同，对我们来说是一个很大的挑战

首先根据农工楼的房间布置和沈阳冬天的气候以及供暖要求的室内最低温度，计算每个房间的热负荷，便于后面水利计算部分每个房间需要的供热量和暖气片个数的确定，然后加和求出总的热负荷。我们组要求的是下供下回式管网，用CAD画图软件画出供水管网图，包括平面图和轴测图。管网图和热负荷都有了就可以进行水力计算了，水力计算是这次设计最重要也是工作量最大的部分。水力计算就是要计算出水压损失，为后面的选泵做好准备。我们用的是假定流速法计算水压损失。水压损失有两部分，沿程损失和局部损失。选择最不利管路后计算水压损失，然后逐一计算各个回路，由于立管之间是并联的，所以理论上它们的水压损失相等，实际要求它们相差小于10%，如果大于了这数值，要求对管路进行修改知道满足要求。水力计算完事后就可以整理数据写说明书了。

这次课程设计让我们更加巩固了书本上的知识，并且更深层次的理解水利计算部分，知道了流体输配管网这门课的学习重点的学习任务。也基本掌握了供暖系统设计的流程和它需要设计的内容。还有通过这次设计增进了同学们之间的感情，同学们之间的合作更有默契了。

附录

附表一：农工楼阴面机械循环双管热水采暖系统水力计算表

附表二：农工楼阴面机械循环双管热水采暖系统水力计算表

附图一：一层供暖平面图

附图二：二、三、四层供暖平面图

附图三：轴测图

参考文献

[1]李岱森.简明供热设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1997

[2] 陆耀庆.实用供热空调设计手册. 中国建筑工业出版社，2000

[3] 贺平等.供热工程.第三版.中国建筑工业出版社，2002

[4] 中国有色工程设计研究总院.采暖通风与空气调节设计规范.GB50019， 2003

[5] 荣秀惠.实用供暖工程设计. 中国建筑工业出版社

[6] 乔清超.采暖工程及小型锅炉房设计手册

[7] 何耀东.暖通空调制图与设计施工规范应用手册，2000

[8] 顾兴荟.民用建筑暖通空调设计技术措施.第二版.中国建筑工业出版社

[9] 现行建筑设计规范大全.中国建筑工业出版社，2004

[10] 中华人民共和国建设部.暖通空调制图标准，2002

[11] 中国建筑科学研究院.民用建筑节能设计标准，1996

[12] 根据设计任务书的设计内容和要求进行编制.采暖通风国家标准图集

[13]付祥钊.流体输配管网.北京：中国建筑工业出版社，2005