供热工程设计说明书

目录

摘要........................................................ .2 第1章设计概况................................................. .2第2章设计依据.. (3)

2.1设计参数 (3)

2.2采暖设备要求 (3)

2.3维护结构传热系数 (3)

2.4方案比较 (3)

第3章供暖热负荷计算 (4)

3.1 房间围护结构耗热量计算 (4)

3.2 房间围护结构耗热量计算表 (6)

第4章散热器的选型及安装形式 (6)

4.1 散热器的选择 (6)

4.2 散热器的布置 (6)

4.3散热器的安装尺寸要求 (6)

4.4散热器片数计算 (7)

第5章管道布置 (7)

5.1 采暖系统的选择 (7)

5.2 水力计算步骤 (7)

5.3 水力计算结果 (9)

第6章参考文献 (9)

附表...........................................................

摘要

本工程共六层，每层3单元。建筑总供暖面积约3050.64平方米。系统与室外管网连接，.该工程采用接外热网机械循环下供下回式热水供暖系统，楼梯间独立立管供热。参考有关文献资料对该楼的供热调系统进行系统负荷计算、规划、设计计算和设备选型。

第一章设计概况

本次设计的任务是布置楼内的采暖系统，具体设计的步骤有：负荷的计算，散热器的选择，散热器片数确定，散热器的布置，水力计算。

第2章设计依据

2.1设计参数

室外气象参数

采暖室外计算(干球)温度为t

w =-23℃，；室内温度为t

n

=18℃冬季室外平均风速为

v

w

=4.2m/s。

室内设计温度由《实用供热空调设计手册》中表4.1-1可以查得本设计所用到的民用建筑供暖室内计算温度，整理后列于下表中：

表2.1 不同房间供暖室内计算温度

2.2采暖设备要求

散热器要求散热性能好，金属热强度大，承压能力高，价格便宜，经久耐用，使用寿命长。

2．3围护结构的传热系数

围护结构概况：外墙为370厚承重型煤矸石多空砖，加20厚抹灰，内墙为240厚粘土实心砖。外墙外保温采用40厚聚苯乙烯板。防水等级为2级。

表2.1 围护结构的传热系数

2.4方案比较

这个系统作用范围比较大，，上供下回和下供下回的比较中，后者具有如下特点：

美观，房间内的管路数减少，可集中进行隐藏处理。

●在下部布置供水干管，管路直接散热给室内，无效热损失小。

●在施工中，每安装好一层散热器即可供暖，给冬天施工带来很大方便。

●排除系统的空气比较困难

综合考虑楼层，采用下供下回式热水供暖系

第3章供暖热负荷计算

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和冷风侵入耗热量。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。

3.1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[1]：

Q

1=KF﹙t

n

﹣t’

w

﹚α

式中

K—围护结构的传热系数（W/㎡·0C）；

F—围护结构的面积（㎡）；

t

n

—冬季室内计算温度（0C）；

t

w’

—供暖室外计算温度（0C）；

α—围护结构的温差修正系数。详见《实用供热空调设计手册》表3.1.4。冷风渗透耗热量按下式计算[1]：

Q 2=0.28 C

p

ρ

w

L﹙t

n

﹣t’

w

﹚

式中

Q

2

——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；

C p ——冷空气的定压比热，C

p

=1KJ/（kg·℃）；

0.28——单位换算系数，1KJ/h=0.28W。冷风侵入耗热量按下式计算∶

Q 3=NQ

1·J·M

式中

N—外门侵入附加率，对开启一般的外门(如住宅、宿舍、托幼)，当外门所在层

以上的层数为n时，一道门附加65n%,两道门附加(有门斗)附加80n%，三道门附加60n ﹪，对开启频繁的外门(如办公楼、商店、门诊部、学校等)应乘以1.5-2.0的角系数。外门开启附加率最大不得大于500%

Q

1·J·M

—外门基本耗热量，W。

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%。

选用上面朝向修正率时。应考虑当地冬季日照率小于35%的地区，东南、西南和南向修正率，宜采用-10%~0%，东西向可不修正。

⊙《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%。

下面以一层最左端卧室为例计算房间的热负荷：

室内计算温度为18℃，长春冬季室外计算温度为-23℃。

表3.1 长春市的冷风朝向修正系数n

长春市的冷风朝向修正系数，北向0.35。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。由前面的数据，在冬季室外平均风速4.2m/s，双层塑钢窗每米

缝隙的冷风渗透量L

=2.88m3/（h·m）.北向的1个卧室窗户的缝隙总长度(0.5+1）×2=3总的冷风渗透量L等于

L=L

ln= 2.88×3×0.35=3.02m3/h

冷风渗透量

2'

Q等于

=0.28 C p ρw L ﹙t n ﹣t ’w ﹚=0.28×1×1.4×3.02×41=48.54W 北外窗的基本耗热量等于

Q 1=KF ﹙t n ﹣t ’w ﹚α=2.4×﹙18﹢23﹚×1×1.8×1.5=265.68W

一层北外墙的基本耗热量Q 3=KF ﹙t n ﹣t ’w ﹚α=0.52×﹙3.67×2.9-1.5×1.8﹚×﹙18＋23﹚×1=169.28W

西外墙的基本耗热量Q 4=KF ﹙t n ﹣t ’w ﹚α=0.52×﹙4.27×2.9﹚×﹙18﹢23﹚=263.94W 因为有朝向 修正 北面修正系数为0.1 南面为-0.2 东西都为-0.05 因此北卧室总耗热量Q 总=186.21+292.25+250.74=729.2W 3.2房间围护结构传热耗热量计算详表（见附表一）

第4章 散热器的选型及安装形式

4.1散热器的选择

考虑到散热器耐用性和经济性，本工程选用钢制柱形散热器，此种散热器结构简单，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。“暖通规范”规定：安装热量表和恒温阀的热水供暖系统不宜采用水流通道内含有粘砂的散热器，应采取可靠的质量控制措施；所以要选用SGZ306散热器。具体性能及参数如下表[2]：

表4.1 SGZ306 散热器参数

4.2 散热器的布置

散热器布置在外墙窗台下，这样能迅速加热室外渗入的冷空气，阻挡沿外墙下降的冷气流，改善外窗、外墙对人体冷辐射的影响，使室温均匀。为防止散热器冻裂，两道外门之间，门斗及开启频繁的外门附近不宜设置散热器；散热器一般明装或暗装在深度不超过130mm 的墙槽内。本设计各房间均采用SGZ306散热器。 4.3 散热器的安装尺寸应保证

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。

4.4 散热器的计算

以一层北厨房为例说明散热器片数计算方法。本设计采用的设计供回水温度为80/60℃一层北厨房热负荷为487.32W，该用户总热负荷为2890.8W.根据公式

t i =tg-﹙ΣQ

i

÷∑Q﹚×﹙t

g

-t

h

﹚

则顶层立管水温为t

i

=80-﹙487.32÷2890.8﹚×﹙80-60﹚=76.64℃，

又根据t

pj

=﹙76.64+80﹚/2=78.32℃，

已知散热器β

1=0.96；β

2

=1.1；β

3

=1.06；，那么根据公式 Q=5.287t1.304和

Q 1=Q/10 ,n= (Q

1

/∑Q) β

1

β

2

β

3

n=5.287﹙78.32-16﹚1..304×1.1×1.06×0.96/10＝4.71片，0.71×0.175=0.12>0.1则取 5片

第5章管路布置

考虑到本工程的实际规模和施工的方便性，本设计采用机械循环双管制垂直式的下供下回系统，在各层设计供回水温度为80/60℃。

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组。（见图纸）5.1供暖系统的确定

设计采用下供下回异程式水平串联供暖系统。

5.2水力计算

画出系统图﹙见附图﹚。该系统就一个支路。首先计算最远的东侧的立管环路，

图上小圆圈内的数字表示管段号，热负荷对应前面计算所得的值，管段长度与图示长

度一一对应。

《实用供热空调设计手册》中5.5.1与5.5.2规定：

基础数据的确定：

（1）、热力网管道内壁当量粗糙度，热水管道可采用0.0002m；

（2）、热水热力网支干线、支线应按允许压力降确定管径，但供热介质流速不应大于3.5m/s。

（3）、热水管道水力计算表﹙见附表二﹚。

最长环路是经过六楼三单元南侧房间的散热器（3443.38W）的环路。

5.2.1 选择最不利环路

最不利环路是通过六楼三单元南侧房间的的散热器（3443.38W）的环路。这个环

路从散热器经过管段1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。

5.2.2 最不利环路的作用压力

根据已给条件：ΔP=10KPa

5.2.3 确定最不利环路各管段的管径d。

（1）求单位长度平均比摩尔阻

根据右式[1] R

pj

=αΔP/∑ι.

式中∑ι——最不利循环环路或分支环路的总长度，m；

α——沿程损失占总压力损失的估计百分数；查[1]中附录4-6，得α=50%。

本设计采用平均比摩阻60-120来确定管径。

（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=3600Q/4.187×103（t

g ＇－t

h

＇）=0.86Q/（t

g

＇－t

h

＇）kg/h

式中Q—管段的热负荷，W；

t

g

＇—系统的设计供水温度，℃；

t

h

＇—系统的设计回水温度，℃。

（3）根据G,R

pj ,供热工程手册选择最接近R

pj

的管径。将查出的d、R、v和G值列入

水力计算表中。

5.2.4 确定长度压力损失ΔPy=Rl

将每一管段R与l相乘，列入水力计算表中。

5.2.5确定局部阻力损失ΔPj

（1）确定局部阻力系数ξ根据系统图中管路的实际情况，列出各管段阻力名称。查供热工程手册，将其阻力系数记于表中，最后将各管段的总局部阻力系数列入水力计算表中。

注意：在统计局部阻力时，对于三通和四通管件的局部阻力系数，应列在流量较小的管段上。

（2﹚根据管段流速v，可计算出动压头ΔP

d

，列入水力计算表中。又根据ΔP j=ΔP d·∑ξ，将求出的ΔP j值列入表中。

5.2.6求各管段的压力损失

ΔP=ΔP j＋ΔP y。

5.2.7 求环路总压力损失

即∑(ΔP

j ＋ΔP

y

)。

5.2.8 确定最有利环路及系统图中所标识的11,12,13.计算方法同上

5.2.9 阻力平衡

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，要控制不平衡率在±25％以内

Δ%=[ΔP

I1＇－∑(ΔP

j

＋ΔP

y

)

a～b

]/ΔP

I1

＇×100%

式中Δ% ——系统作用压力的不平衡率；

ΔP

I1＇

——通过最不利环路的作用压力，Pa；

∑(ΔP

j ＋ΔP

y

)

a～b

——通过最有利环路的压力损失，Pa。

5.3水力计算结果列入附表二

参考文献

[1] 陆耀庆. 实用供热空调设计手册. 中国建筑工业出版社,2003

[2] 贺平，孙刚. 供热工程. 中国建筑工业出版社,2007

[4] 刘建龙. 供热工程课程设计指导书. 2007.

[5] 中国有色工程设计研究总院编. 采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003). 中国计划出版社, 2004

[6] 中华人民共和国建设部. 暖通空调制图标准(GB/T50114-2001). 中国计划出版社, 2002