供热课程设计

目录

一：设计任务、原始资料及设计依据--------- 2

1.1设计任务--------------------------- 2 1.2土建资料------------------------------- 2

1.3气象条件--------------------------- 3

二：热源资料--------------------------- 3 三：供热系统形式 ----------------------- 4 四：房间围护结构热负荷计算--------------- 4 五：散热器的选型及安装形式--------------- 6 1：散热器的选择------------------------ 6 2：散热器的布置------------------------ 8 3：散热器片数的计算--------------------- 8 五：水力计算--------------------------- 9 1：计算原理 --------------------------- 9

2、计算方法 -------------------------- 10

3 应注意的质量问题--------------------- 12

七：设计小结-------------------------- 14 参考文献----------------------------- 15

一：设计任务、原始资料及设计依据

1.1设计任务

（1）确定房间耗热量

（2）确定采暖系统的形式及管路布置

（3）进行散热器片数计算和管道水力计算

（4）画出采暖平面图和系统图

1.2土建资料

（1）建筑名称：某三层民用普通住宅

（2）所在地点：河南省许昌市

（3）土建条件：见建筑图（包括建筑设计的平、立、剖面图，外围护结构，如门、窗等的材料构造及尺寸等）

（4）、工程概况：该普通民用住宅位于河南省许昌市，共三层，层高2.8m

（5）外墙和门窗及地面的形式列表表示如下

1.3气象条件

（1）、许昌市区地理位置：经度：113.51，纬度：34.01

（2）设计室内温度19℃

（3）冬季气象参数

采暖室外计算温度 -3.2℃

冬季室外平均风速2.4m/s

冬季室外最多风向的平均风速3.9m/s

冬季室外大气压力1018602Pa

冬季冷风渗透量朝向修正：

二：热源资料

集中供热系统热源形式由国家主管部门，根据该城市的发展规划及能源利用政策等许多因素来确定，涉及到城市热电联产或热电分产的能源利用问题。集中供热系统热媒的选择，主要取决于热用户的使用特征和要求，同时与选择的热源形式有关。集中供热系统的热媒主要是热水，热水供热系统的热能利用效率高。以水作为热媒用于供暖系统时，可以改变供水温度来进行供热调节，既能减少热网热损失，又能较好的满足卫生要求。热水供热系统蓄热能力高，由于系统中水量多，水的比热大，因此，在水力工况和热力工况短时间失调时，也不会引起供暖状况很大波动。热水供热系统可以远距离输送，供热半径大。

同时应考虑采用高温水供热的可能性。

三：供热系统形式

选择供、回水温度为95℃/70℃的上供下回重力循环供热系统。 四：房间围护结构热负荷计算

对于本居民楼的热负荷计算只考虑围护结构传热的耗热量和冷风渗透引起的耗热量，人员、灯光等得热作为有利因素暂不考虑在热负荷计算当中。

（1）房间围护结构传热耗热量计算 围护结构稳定传热时，基本耗热量可按下式计算：

)(1w n t t KF Q -=α 单位：W

式中K —围护结构的传热系数（W/㎡·℃）；

F —围护结构的面积（㎡）；

tn —冬季室内计算温度（℃）；

tw'—供暖室外计算温度（℃）；

α—围护结构的温差修正系数。详见《GB 50736-2012 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》

冷风渗透耗热量按下式计算：

V=Lln

)(2778.02w n p w t t c V Q -=ρ 单位：W

式中Q2——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，kg/m3；

Cp ——冷空气的定压比热，Cp =1KJ/（kg ·℃）；

0.278——单位换算系数

tn —冬季室内计算温度（℃）；

tw'—供暖室外计算温度（℃）；

在工程设计中，六层或六层以下的建筑物计算冷空气的渗入量时主要考虑风压的作用，忽略热压的影响。而超过六层的多层和高层建筑物，则应综合考虑风压及热压的共同影响。

《暖通规范》规定：宜按下列规定的数值，选用不同朝向的修正率

北、东北、西北 0~10%；

东南、西南 -10%~-15%；

东、西 -5% ；

南 -15%~-30%。

《暖通规范》规定：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1%，但总的附加率不应大于8%。应注意：高度附加率，应附加于房间各围护结构基本耗热量和其他附加（修正）耗热量的总和上。

《暖通规范》规定：在一般情况下，不必考虑风力附加。只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别突出的建筑物，才考虑垂直外围护结构附加5%~10%。

冷风侵入耗热量按照下式计算：

)(2778.03w n p w w t t c V Q -=ρ 单位：W

Vw ——流入的冷空气量，单位：立方米每小时

ρw——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，Cp =1KJ/（kg·℃）；

0.278——单位换算系数

tn—冬季室内计算温度（℃）

tw'—供暖室外计算温度（℃）

许昌的冬季冷风渗透量朝向修正：

地面采用的是现浇泡沫混凝土（保温地面）K=0.1，其地面耗热量的计算可不用划分地带而采用公式Q=KFΔt

利用上述公式计算出各个房间的耗热量汇总表如下：

（各个房间热负荷详细计算见附录）

五：散热器的选型及安装形式

1：散热器的选择

散热器的选择原则：供暖系统的散热设备是系统的主要组成部分，它向房间散热以补充房间的热损失，保持室内要求的温度，其中散热

器是最为常用的散热设备，供暖系统的热媒通过散热器的壁面，主要以对流的传热方式向房间散热。对散热器的基本要求，主要有以下几点：

a、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。

b、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。

c、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。

d、卫生和美观方面的要求，散热器外表光滑，不积灰和易于清扫，散热器的装设不应影响房间观感。

e、使用寿命的要求，散热器应不易被腐蚀和破损，使用年限长。

考虑到散热器耐用性和经济性，本工程的主卧室，卧室，客厅，餐厅及走廊选用铸铁椭柱M-132型散热器，厨房，卫浴采用圆管三柱445型散热器。对于铸铁散热器它结构简单，耐腐蚀，使用寿命长，造价低，金属热强度及传热系数高，外形美观，易清除积灰，容易组成所需面积。

2：散热器的布置

散热器布置在外墙窗台下，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，使流经室内的空气比较暖和舒适。但对于本工程的一些特殊性，所以部分散热器安装未安装窗户下，而选择安装在其他的位置。散热器明装，布置简单。散热器采用同侧连接，上进下出。

3：散热器片数的计算

散热器片数的计算按照下式进行计算：

321-=βββ))(/(n pj t t K Q F 单位：平方米

n=F/f 单位：片

Q-散热器的散热量，单位W

pj t -散热器内热媒平均温度，单位℃

n t —供暖室内计算温度，单位℃

K-散热器的传热系数，单位，w/(平方米.℃)

β—散热器组装片数修正系数

β—散热器连接形式数修正系数

Β—散热器安装形式数修正系数

n-散热器片数

F-所计算散热器面积

f-单片散热器的面积

实际散热器片数的计算，采用天正暖通软件进行辅助计算，所得散热器片数如下表所示；

五：水力计算

此工程采用重力循环双管上进下回异程式热水供暖系统，供暖系统的引入口设置在建筑物一楼北侧，共有四个分支环路，这样可以缩短系统的作用管径，设计供回水温度为95/70℃。根据建筑的结构形式，布置干管和立管，为每个房间分配散热器。（见图纸）

1：计算原理

基本原理

（1）当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其管壁间的摩擦，就要能量损失，称为沿程损失；当流体流过管道的一些附件时，由于流动方向或速度的改变，产生局部旋涡和撞击，也要产生能量损失，称为局部损失。因此热水供暖系统中

计算管段的压力损失，可用下式表示：

△P=△Py+△Pj=Rl+△Pj Pa

式中

△P——计算管段的压力损失，Pa；

△Py——计算管段的沿程损失，Pa；

△Pj——计算管段的局部损失，Pa；

R——每米管段的沿程损失，Pa/m；

L——管段长度，m。

（2）室内热水供暖系统的水流量

G与热媒流速v的关系式为：v=43G/（360033.143ρ3d2）=G/（28263ρ3d2）

2、计算方法

（1）、可按照基本原理进行计算；

（2）、在实际工程中，为了简化计算，采用当量“当量局部阻力计算法”和“当量长度计算法”进行管路的水力计算。为了熟悉基本原理，本次设计采用基本原理进行计算。

3：管径的确定

根据水力计算结果，利用节点压力平衡原理，表示出系统的总压力损失及各立管的资用压力值。注意：如果个别立管供、回水节点间的资用压力过小或过大，则会使下一步选用该立管的管径过粗或过细，设计很不合理。此时，适当改变个别供、回水干管的管段直径，使易于选择各立管的管径并满足并联环路不平衡率的要求。

确定其它立管管径。根据各立管的资用压力和立管各管段的流量选用合适的立管管径。求各立管的不平衡率。根据各立管的资用压力和

立管的计算压力损失，求各立管的不平衡率。不平衡率应在15%以内，若不平衡率过大，则应调整管径使之平衡。

（注：本次课程设计的水力计算使用天正暖通软件进行辅助计算，计算结果，详见附表。）

六：施工方法

1 ：安装准备

1）认真熟悉图纸，配合土建施工进度，预留孔洞。

2）按设计图纸画出管路的位置、管径、变径、预留口、坡向，卡架位置等施工草图，包括干管的起点末端和拐弯，节点预留口、坐标位置等。

2 干管、立管及散热器的安装

a、干管安装：

1）按施工草图，进行管段的预加工，包括：断管、套丝、管件、调直、核对好尺寸，按环路分组编号，码放整齐。

2）安装支架，按设计要求或规定间距安装。吊卡安装时先把吊架按坡向，顺序依次穿在型钢上，吊环按间距位置套在管上，再把管抬起穿上螺栓拧紧螺帽，将管固定。安装托架上预留管道时，先把管固定在托架上，把第一节管装好U型卡，然后安装第二节管，以后各节均按此进行。

3）干管安装应从进户口或分支路点开始，安装前要检查管腔并清理干净。在丝扣处抹铅油缠麻，直至拧至松紧合适，要求丝扣外露2～3扣，清理麻头，依此方法安装完毕。

4）管道安装完，检查坐标、标高、预留口位置是否准确，然后找直，用水平尺核对坡度，调整合格后上好U型卡，最后焊牢固定卡的止动板。

5）安装完毕的管道穿结构处洞口应堵管，预留口应加好临时管堵。

b、立管安装

1）核对各层预留孔洞位置是否垂直，吊线装卡子，将预制好的管道按编号顺序运到安装地点。

2）安装阀门先卸下阀门盖，有钢套管的先穿到管上，按编号从第一节开始安装，在丝扣抹铅油缠麻，将立管对准入扣，至到松紧适度，对准调直标记的丝扣外露2～3扣，预留口平正为止，并清理干净麻头。

3）检查立管的每个预留口标高、方向是否正确，吊好垂直度、扶正钢套管，最后填堵孔洞，预留口必须加好临时丝堵。

c、散热器安装散热器进厂后进行打压试验，合格后方可安装。试验压力为0.9MPa,试验时间为2-3分钟，压力不降且不渗不漏为合格。散热器采用落地安装，在正确位置安装托钩及卡子，散热器背面与装修后的墙内表面距离为30mm。

3 应注意的质量问题

1）管道坡度不均匀造成的原因是安装干管后再开口，接口以后不调直，或吊卡松紧不一致，立管卡子未拧紧。管道分路预制时没有进行调直。

2）立管不垂直，主要原因是支管尺寸不准，推、拉立管造成。分层立管上下不对正，距墙壁不一致，主要是剔洞时，不吊线而造成。 3）麻头清理不干净，原因是操作人员未及时清理造成。

4）采暖系统工作压力为0.8MPa，低区工作压力0.6MPa，试验压力为工作压力加0.1MPa作水压试验，因此高区试验压力为0.9MP，a低区系统试验压力为0.7MPa。 5)主干管及立管应按高、低区分别进行强度试验。试验时先升压至试验压力，稳压10分钟，压力降不大于0.02 MPa，然后降至工作压力下做外观检查不渗漏为合格。

七：设计小结

合理的选择供暖系统是计算的关键，以及根据室内的热负荷大小计算散热器的片数，正确的选择散热器的型号。根据所选择的供暖系统以及供暖方式来合理的进行管路的水力计算，算出管段的各管径的大小，然后进行管道的阻力计算，以及平衡管段的阻力，这一系统让我对供热工程系统的设计以及水力计算有了全面的了解。

通过课程设计达到对供热工程这门课的知识的深化得目的，把课程内容贯穿，是它更加系统化，逻辑化，加强了这门课的认识以及对本专业的深刻的理解。

通过本次设计，使我发现了自己的不足，设计过程中，计算比较繁杂，所以更要求细心和耐心，但是由于计算量过大，经常影响心态，没有控制好，导致很多数没有算准确，多次反复修改，工程量变大。不过后来通过答疑和与同学交流，很多计算方法得到了改正，少走了很多的弯路，获益良多。在设计过程中老师的答疑起到了至关重要的作用，解决了很多自己琢磨不透的问题，使得在该设计能顺利经行。

参考文献

1）2009全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力

2）GB 50176-1993 民用建筑热工设计规范

3）GB 50736-2012 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范4）12YN1 采暖工程

5）GBT 18883-2002室内空气质量标准

6）GB 50176-1993 民用建筑热工设计规范