1、小區供暖系統設計說明書 摘摘 要要 本設計名稱是小區供暖系統設計，采用城市污水源進行熱泵系統的方案。 基本參數：一次網供回水溫度為 110/70，小區所有建筑物進行低溫水供暖，要 求供回水溫度 80/60。 本次設計主要有工程概述、熱負荷計算、供熱方案確定、管道水力計算、系統定 壓方式的確定、設備及附件的選擇計算等幾方面的內容。 在熱網設計合理，安裝質量符合標準和操作維修良好的條件下，熱網能夠順利地 運行，尤其對于只有供暖用戶的熱網，在非采暖期停止運行期內，可以維修并且排除 各種隱患，以滿足在采暖期內正常運行的要求。 關鍵詞關鍵詞 ： 小區供暖 熱泵 參數設計 系統選擇 district he

2、ating system design specification abstract: this design name is district heating system design, using heat pump system of city means the scheme basic parameters: a network for the return water temperature of 110/70 , communities all buildings, low temperature water heating requirements for 80/60 by

3、monitoring the return water temperature includes project overview, the design scheme in the heat load calculation, heating, constant pressure pipeline hydraulic calculation, systematic way of calculation, the selection of equipment and accessories and so on several aspects of content. in heat supply

4、 network design is reasonable, installation quality conform to the standard and the operation and maintenance of good conditions, heat supply network can run smoothly, especially for users only heating heat supply network, in the cainuanqi stop running period, can repair and eliminate all kinds of h

5、idden dangers, to meet the requirements of normal operation during the heating period key words : select parameter design of district heating heat pump system 目錄 1.緒論緒論.1 1.11.1、幾種設計方案的比較、幾種設計方案的比較.1 1.1.11.1.1 集中式供暖：城市供暖集中式供暖：城市供暖 適用居所：普通住宅、辦公樓適用居所：普通住宅、辦公樓.1 1.1.21.1.2 家用燃煤鍋爐：家庭供暖家用燃煤鍋爐：家庭供暖.1 1.1

6、.31.1.3 熱冷風式空調機：升溫快熱冷風式空調機：升溫快.1 1.1.41.1.4 家用中央空調系統：舒適安全家用中央空調系統：舒適安全 使用場所：別墅使用場所：別墅.2 1.1.51.1.5 水源熱泵系統：工廠、住宅供暖水源熱泵系統：工廠、住宅供暖.2 1.21.2、地源熱泵的簡介、地源熱泵的簡介.3 1.2.11.2.1 地熱的優點地熱的優點.3 1.2.21.2.2 國內地源熱泵的發展簡史國內地源熱泵的發展簡史.3 1.2.31.2.3 地源熱泵的發展趨勢地源熱泵的發展趨勢.4 1.2.41.2.4 國外地源熱泵國外地源熱泵.4 1.2.51.2.5 地源熱泵技術在中國的推廣過程中可

7、能遇到的問題地源熱泵技術在中國的推廣過程中可能遇到的問題 .6 2 工程概況及參數工程概況及參數.7 2.12.1 工程概況工程概況.7 2.22.2 設計參考資料設計參考資料.7 3、熱負荷的確定、熱負荷的確定.9 3.13.1 圍護結構基本耗熱量計算圍護結構基本耗熱量計算.9 3.23.2 冷風滲透耗熱景冷風滲透耗熱景 q2q2.10 3.33.3 住宅用戶之間有溫差時戶間熱量傳遞。住宅用戶之間有溫差時戶間熱量傳遞。.11 3.43.4 人體的熱量人體的熱量.12 3.53.5 備注備注.13 4、供暖系統方案確定、供暖系統方案確定.14 4.14.1 污水源系統的特點污水源系統的特點.1

8、4 4.24.2 污水源系統的解決方案污水源系統的解決方案.15 4.34.3 污水方案的選擇污水方案的選擇.16 5、具體參數的確定、具體參數的確定.20 5.15.1 系統方案的選取系統方案的選取.20 5.25.2 供暖管道的布置形式：供暖管道的布置形式：.20 5.35.3 散熱器的選擇散熱器的選擇.21 5.45.4 散熱器的計算散熱器的計算.22 5.4.15.4.1、散熱面積的計算：、散熱面積的計算：.22 5.4.2、散熱器片數及長度的確定.23 5.4.35.4.3、散熱器的布置、散熱器的布置.23 5.4.45.4.4 散熱器計算示例；散熱器計算示例；.24 5.55.5

9、水利計算步驟水利計算步驟 .25 5.65.6 設備選型設備選型.26 5.6.15.6.1 循環水泵選型循環水泵選型.26 5.6.25.6.2 補水水泵的選擇補水水泵的選擇.26 5.75.7 管道保溫管道保溫.27 5.7.15.7.1、保溫管道的確定、保溫管道的確定.27 5.7.25.7.2、保溫材料的選擇、保溫材料的選擇.27 5.7.35.7.3、 管道保溫施工管道保溫施工.28 5.85.8 管道水力計算管道水力計算 .28 5.8.15.8.1 管道水力計算圖繪制管道水力計算圖繪制.28 5.8.25.8.2 計算管路的確定、比摩阻的選擇計算管路的確定、比摩阻的選擇.29 5

10、.8.35.8.3 比摩阻的選擇比摩阻的選擇.30 5.8.45.8.4 阻力平衡原則及措施阻力平衡原則及措施.31 7 致致 謝謝.33 6 6、參考資料、參考資料.34 1.緒論 1.11.1、幾種設計方案的比較、幾種設計方案的比較 隨著科學技術的發展，一系列的供暖方式的出現，不同的加熱方式有不同的優勢 和劣勢，使其可以應用于不同的領域，不同的環境，下面列出了幾個常用的加熱方法 及各自的優點，缺點和相應的成本： 1.1.11.1.1 集中式供暖：城市供暖集中式供暖：城市供暖 適用居所：普通住宅、辦公樓適用居所：普通住宅、辦公樓 （1）原理：城市供暖，供熱和集中供熱鍋爐為熱源的加熱方法。 （

11、2）優點:是一個成熟的技術，安全，可靠，價格便宜的使用。 （3）缺點：加熱時間和溫度不能控制自己，熱舒適性差；熱沉不美麗的空間，影 響裝飾效果；收費難的問題不能得到解決，由于加熱不特別是新的住宅入住率低。； 熱沉溫度達到 80 度時就會產生粉塵，使加熱側壁布滿灰塵；在采暖期后不熱，加熱率 逐年增高；供熱管網設施要長期維護，修理和更換。 （4）費用：100 平方米的房間例如，運行和維護成本為 18 元/平方米。一個采暖 季付 1620-2520 元。 1.1.21.1.2 家用燃煤鍋爐：家庭供暖家用燃煤鍋爐：家庭供暖 （1）優點：無加熱時間；加熱爐可同時提供生活熱水。 （2）缺點：加熱爐的使用壽

12、命為 6 年，更新費用必須由業主承擔。灰塵是嚴重的， 有空氣污染問題。管道的散熱面積，影響外觀 （3）費用：100 平方米的房間內的溫度保持在 18 攝氏度為例，一個取暖季節，工 資 1500-2000 元。 1.1.31.1.3 熱冷風式空調機：升溫快熱冷風式空調機：升溫快 (1)原理：采用電能供暖。 (2)優點：即開即用，升溫快。安裝方便，可拆移。 (3)缺點：產生干燥和靜電，不利于人體健康。費用較高 (4)費用：以 100 平方計算，采暖季需支付 2000-3500 元 1.1.41.1.4 家用中央空調系統：舒適安全家用中央空調系統：舒適安全 使用場所：別墅使用場所：別墅 (1)優點：

13、1、檔次高、外形好、舒適度高。2、帶新風系統的“風冷式” 更為舒 適。3、溫度與時間可預調。4、適合面積較大的低密度住宅和別墅。 (2)缺點：1、前期投入較大，運行費用較高。2、無法享用國家低谷用電優惠政策。 3、天氣過冷的時候制熱效果非常不好。 (3)費用：100 平米室溫保持在 18 度約 60 元/平米，一個采暖季約需支付 5400 元。 1.1.51.1.5 水源熱泵系統：工廠、住宅供暖水源熱泵系統：工廠、住宅供暖 (1)原理：利用高位能使熱量從低位熱源向高位熱源的節能裝置。 (2)優點：1 實現對不能直接利用的地為熱能準換為高位熱能 2、不會對環境產生 污染 3、能量的利用率較高，降

14、低了高品位能量的損耗，成本較為低廉。 (3)缺點：受低位能源與周圍環境溫度的影響較大。 (4)費用：不同地區的環境溫度不同，所以產生的費用也隨著環境的變化而隨之改 變，一般情況下，低位熱源溫度越低，則相應的費用較高，反之，溫度較高，則費用 越小。 基于上述方案的各自的優缺點，同時為了相應國家節能環保的號召，本次設計采 用熱泵供暖系統。 同樣熱泵供暖系統可分為以下幾種:1 地表水源熱泵 2 地下水源熱泵 3、土壤耦合 熱泵，在本次設計中，采用地表水源熱泵，地表水源熱泵相比其他兩種熱泵具有以下 優點：1 地下水源熱泵需利用地下水作為低溫熱源，如果回灌達不到要求的話，會造成 地表的塌陷；2 土壤的能

15、量的流動性不如水的能量能量流動性好，長時間使用會影響低 位熱源的溫度，造成對小區的供暖達不到條件；3 地表水源熱泵具有顯著的環保效益， 它可以利用地表水源中的污水作為低位熱源來使用，降低了成本，同時也實現了對資 源的最大化利用。 1.21.2、地源熱泵的簡介、地源熱泵的簡介 1.2.11.2.1 地熱的優點地熱的優點 在寒冷的冬天，地源熱泵中央空調系統利用水和地源（地下水，土壤或地表水） 進行熱交換“拿出”的供應室內采暖，在炎熱的夏季，地源熱泵將室內的熱量“取” 出來，釋放到地下水，土壤或地表水。地源熱泵系統，通過輸入少量的高品位能源， 如電力，將低溫位熱能轉移到高溫位。在鍋爐（電，燃料）供熱

16、系統中，只有 90以 上，或 70至 90的燃料能源的能量轉換成熱能的用戶，與地源熱泵系統相比，電鍋 爐加熱系統會消耗超過三分之二的能量，地源熱泵系統比燃料鍋爐節省能源一半以上 的資源，并且地源熱泵系統的熱源溫度一年四季相對穩定，地源熱泵系統一般在 9 - 16，制冷，制熱系數可達 3.5-6.3，與傳統的空氣源熱泵相比，要高 40以上，節 約普通中央空調的 50-60的運行費用。 地源熱泵系統的污染物排放，與空氣源熱泵相比，減少了 40以上，比傳統的電 加熱相比，減少 70以上，如果結合其它節能措施和減排會更明顯。雖然制冷劑也被 使用，但比傳統的空氣調節裝置的填充量減少了 25。，并且沒有任

17、何污染，可以建 造在一個住宅區內，不燃燒，無黑煙，無浪費，無堆放燃料浪費空間和沒有遠距離輸 送熱量是地源熱泵的顯著特點。 1.2.21.2.2 國內地源熱泵的發展簡史國內地源熱泵的發展簡史 地源熱泵是不是一個新的空調系統，早在 20 世紀 30 年代，歐洲一直是該項目的應用， 主要用于冬季取暖。 20 世紀 70 年代的能源危機，地源熱泵系統的工程應用達到一個 高峰，技術的成熟。由于空調技術應用后，地源熱泵作為傳統空調的一個分支，對于 大多數人來說才被廣泛接受。 中國在該領域的地源熱泵的研究始于 20 世紀 80 年代初，天津大學，天津商業大 學。然而，自那時以來，其他一些單位也有地熱供暖，一

18、系列的理論和實驗研究，是 非常緩慢的，因為中國的能源價格和其他因素的特殊性，地源熱泵的推廣應用。 20 世 紀 90 年代以后，由于國際環境的影響，地源熱泵與節能和環保優勢，這種技術越來越 受到人們的重視，越來越多的技術人員開始投入到這項研究中。 1998 年是一個里程碑，在我們的國家在該領域從今年開始，國內多家高校都建立 了地源熱泵。其中，1998 年，重慶建工學院建筑淺埋豎管換熱器和水平的熱交換器， 包括實驗裝置；青島技術學院于 1998 年建立了聚乙烯垂直地源熱泵裝置，1998 年湖南 大學建設的水平地面地源熱泵實驗裝置，1999 年，同濟大學建立一個垂直的地源熱泵 設備。與此同時，中國

19、還成立了一些專業生產廠家的相關產品開始批量生產。科研院 所和企業的合作已經取得了很大進展，在開發和利用地源熱泵技術，做了很多的實驗 研究和工程示范，造成了大量的有效數據，這些寶貴的經驗教訓，必將大大加快我們 國家的發展，源熱泵步伐。 1.2.31.2.3 地源熱泵的發展趨勢地源熱泵的發展趨勢 連接到地源熱泵中央空調加熱/冷卻系統，是目前的發展趨勢。低品位能源的綜合利用， 有效地利用能源，地源熱泵系統的簡單性和集成的主題是地源熱泵系統的技術走在了 前列。基源熱泵的發展趨勢，在過去的 20 年里，系統技術的發展，大致有以下三個方 向： （1）全面熱的趨勢。未來地源熱泵系統不僅可用于一般住宅，辦公室

20、等用戶的加 熱和冷卻，往往會浪費能源供熱（冷能）和浪費能源的制冷（熱）利用，如余熱冷運 行冷庫，制冷余熱溫室養殖，種植和生活熱水供應。 （2）融合的趨勢。隨著新材料和新技術的發展，未來可能是地源熱泵系統的熱泵 系統與地面冷卻系統集成的轉換，從而使的的采礦熱和傳熱效率高 （3）建設領域的趨勢。隨著人們的生活和居住環境要求的不斷提高，越來越多的 建筑需要全年采暖，制冷，熱水和冷卻功能。因此，因地制宜地設計，制造和配套安 裝地源熱泵系統的建設空間和周圍的自然環境和能源的充分利用，也將是一個發展方 向。 1.2.41.2.4 國外地源熱泵國外地源熱泵 在北美和歐洲的地熱泵系統的應用越來越廣泛， 在歐洲

21、，為了滿足環保和節能的要求，已經積累了豐富的經驗，從系統設計的角 度來看，使用的水系統的水熱泵單位歐洲加熱重視，但沒有特別地熱泵機組標準和專 用熱泵設備制造商。 1）初始投資成本。隨著不斷深化的改革和開放起來，人民生活持續改善，使得人 們的追求目標從注重持續快速的經濟增長到追求舒適的生活，這樣的地源熱泵這一新 技術在中國具有巨大的市場潛力。我們也注意到，中國的城市建設步伐不斷加快，每 年有 2.4 億平方米新住宅的城鎮。之前，一個新的建設納入集中式地源熱泵系統的建 設，成本比改造舊建筑（甚至低于一般空調系統），這是“冷”與“冷少得多“加熱 區，幾乎是該國的總建筑面積在全國的土地面積，節省巨大的

22、成本占 70和 50。在 美國，能源價格相對便宜（及類似），地源熱泵具有很強的市場競爭力。由于相對較 低的勞動力成本相比，中國與西方發達國家，中國的基礎設施成本。的基礎設施成本 是地源熱泵的成本增加的主要部分的。因此，中國與發達國家相比，初始投資相對較 少。 2）以改善城市環境質量。隨著人民的生活水平，生活質量的提高，環保意識，人 們開始認識到高品質的空氣是人類健康的保護。居民對空氣污染的關注程度越來越高， 城市（包括室內）對人們的生活越來越多的關注，以及對身體的影響，不接觸人體， 許多居民開始考慮空氣因素的影響。根據 1997 年環境狀況，中國城市空氣質量仍處于 較重的污染水平。據統計，世界

23、上空氣污染最嚴重的 10 個城市在中國占七席，這也體 現了從一個側面，中國的城市空氣質量不容樂觀，加強空氣治理，已經達到了一個關 鍵時刻。中國能源結構，即在最不利的因素之一，煤炭在能源生產和消耗在很長一段 時間的比例占 70左右。為了徹底清理環境，減少溫室氣體排放，中國政府正計劃改 變以煤為主的能源結構，以實現可持續發展戰略。北京等城市正在考慮用電代替煤來 解決這個問題，城市污染。 3-4 千瓦每千瓦時電的熱量，帶來的地源熱泵技術將非常 有競爭力。由于電力是地源熱泵的唯一力量，所以沒有空氣污染引起燃燒的燃料分散。 在同一時間，在工廠密封的準備。使用過程中沒有透露加入，以減少對臭氧層的損害。 調

24、查分析表明，地源熱泵應用起到了積極的作用，減少溫室效應。看到這種技術在中 國將緩解城市空氣污染問題。 3）以緩解能源短缺的問題。生產力的迅速發展的條件下，在新的世紀里，它越來 越多地認識到，在這個星球上的資源和能源日益增長的托盤缺乏。中國的能源短缺是 一個不爭的事實，即在相同的時間，中國的能源利用效率低的矛盾。據統計，中國能 源總效率約 30，只相當于發達國家在 20 世紀 90 年代的水平。中國建筑能耗占能源 消費總量的 25左右，占了大約一半的供熱系統的能源消耗。能源短缺導致中國的能 源價格接近，接近發達國家水平。中國應滿足在能源年均增長率只有 3-5的條件下， 國民經濟在 8-9的年增長

25、率持續增長，我們必須重視節能的開發和利用技術和節能 產品，這決定了國家必須在空調和采暖的能源消耗得到改善。司徒源熱泵技術，由于 熱泵產生的熱量僅用于傳遞熱量，地下，在夏天涼爽所需的熱量，而不是 70的電力 消耗的熱量傳入地下建筑也是非常小，因此地源熱泵節能技術在中國使用，在一定程 度上緩解中國的能源壓力。 4）由國家相關政策的支持。為了減少大氣污染造成中國由于冬季供暖，以減少現 有的制冷和空調能源消耗，尋找一個新的低功耗，非污染加熱制冷和空調技術。由于 中國實施的“能源節約的設計標準，以提高建筑的保溫性能，降低建筑物供熱能源消 耗，其結果是在一個地源熱水泵加熱的方法每年的運營成本顯著降低，增加

26、地源熱泵 集中供熱采暖模式的競爭力。 1.2.51.2.5 地源熱泵技術在中國的推廣過程中可能遇到的問題地源熱泵技術在中國的推廣過程中可能遇到的問題 任何新事物的出現，總是被質疑，地源熱泵這項新技術也可能會遇到一些阻力。 首先，現成的，現成的地源熱泵技術的信息并不多，但還缺乏這方面的設計，安裝和 維修技師在同一時間，更少的設備制造商在生產地源熱泵，還比較陌生，大多持等待 和觀望的態度，這樣的情況是不利于這項技術在中國的推廣。其次，中國尚未出臺相 關優惠政策，以促進發展地源熱泵技術，這使得利用地源熱泵系統的用戶不會看到眼 前的利益和其他空調系統。為了鼓勵使用地源熱泵系統，中國可以提供補貼，鼓勵用

27、 戶購買了地源熱泵系統，或調整能源價格，能源價格合理化，給這些用戶提供了大量 的好處，鼓勵人們使用地源熱泵系統。是世界上熱泵技術在北美，北歐和中歐國家， 由于氣候條件基本上是僅用于地源熱泵供暖，夏季制冷條件。中國幅員遼闊，地處中 溫帶冬季取暖需求，需要夏季制冷，北部和南部的氣象條件千差萬別，在不同地區的 同一棟樓，負載可能有很大的不同。因此，我們不能照搬外國的科技成果，必須投入 大量資金進行科研和研究人員研究氣候特點使其適用于中國，這在一定程度上，延遲 這項技術在中國的推廣。它被認為是地熱能源具有廣闊的應用前景，在不久的將來， 地熱能將全球的能源使用結構中占據了較大份額。隨著環保意識的日益重視

28、，“綠色 能源”的加強，地源熱泵系統技術也將獲得前所未有的發展 2 工程概況及參數 2.12.1 工程概況工程概況 本次設計選取的地理位置為西安，該工程的總建筑面積是 1608.6m2,建筑物均屬民 用住宅，層數為 6 層，其中一套房間的建筑面積為 134.05 m2，其中每一層有兩套房， 該小區共設有六個單元。本次設計以住宅區域采暖工程為例，對其采暖系統方案的優 化選擇進行研究，結合實際條件對各種采暖方式進行分析討論，從采暖系統方案的特 點出發，計算方案的采暖設計熱負荷，然后對各個方案進行最佳工況分析從而合理確 定熱源機組和室內散熱設備的選型。對供暖系統方案的能耗、一次能源利用率、初投 資、

29、年運行費用、系統費用年值及污染物排放量等多個技術經濟性指標進行計算比較， 對各方案進行綜合評價。設計出小區采暖系統的最優方案。 2.22.2 設計參考資料設計參考資料 西安市氣象資料： 11 月12 月1 月2 月3 月 平均溫度（）6.91.3-0.12.98.1 平均最高溫度（）12.26.44.88.413.8 極端最高溫度（）24.121.617.024.127.8 平均最低溫度（）2.9-2.5-3.8-1.13.5 極端最低溫度（）-12.0-14.7-16.0-11.3-6.6 平均風速（米/秒）1.41.21.31.61、8 表一 根據（表一） ，確定本次設計的設計數據： 室外

30、計算溫度：-4 冬季室外平均風速和主導風向：風速為 1.46m/s 采暖期天數：152 天 最冷月平均溫度：-3.8 采暖期日平均溫度：0 3、熱負荷的確定熱負荷的確定 在小區規劃圖上，根據各幢樓的用途不同，分為住宅樓和居住區綜合樓。在確定 供熱設計熱負荷時，采用常用的面積熱指標法，利用以下公式進行計算： 3 10. fqq fn 其中，采暖熱指標的取值如下所示： 表二 采暖熱指標 建筑物 類型 住宅辦公 樓 醫院、 幼兒園 旅館圖書 館 商店單層 住宅 食堂 餐廳 影劇院大禮堂 體育館 熱指標 2 /w m 45-7060-8065-8060-7045-7565-7580-105115-14

31、090-115115-160 根據城市熱力網設計規范給出的供暖面積指標推薦值，取住宅樓 ，居住區綜合樓。在規劃圖上，按比例算出各幢樓的面積， 2 1 /45mwqf 2 2 /50mwqf 然后根據相應的公式算出熱負荷。 3.13.1 圍護結構基本耗熱量計算圍護結構基本耗熱量計算 attkfq mn j 式中 : 維護結構的傳熱系數，w；k 2 m : 圍護結構的面積，；f 2 m : 冬季室內計算溫度， n t : 供暖室外計算溫度， m t : 維護結構的溫差修止系數。a 表三 維護結構的溫差修正系數 外墻、屋頂、地面以及室外相同的樓板等1.00 屋頂與室外空氣相同的非采暖地下室上面的樓板

32、等0.90 非采暖地下室上面樓板、外墻上有窗時 外墻上無窗且位于室外地坪以上時 外墻上無窗且位于室外地坪以下時 0.75 0.60 0.40 伸縮縫墻、沉降縫墻 防震縫墻 0.30 0.70 與有外門窗的非采暖房間的隔墻 與有外門窗的非采暖房間的隔墻 0.70 0.40 3.23.2 冷風滲透耗熱景冷風滲透耗熱景 q2q2 利用以下公式進行計算： wnpw ttcv278 . 0 q , 2 式中：經門、窗縫隙滲入室內的總空氣量vhm3 ： 供暖室外計算溫度下的空氣密度， w 3 mkg ： 冷空氣的定壓比熱，c1kjkg， p c ： 單位換算系數， 278 . 0 whkj278 . 0

33、/1 附加耗熱值： fgfchj q11q x1 - 附加耗熱量 1 q - 朝向附加率(或稱朝向修正系數) ch - 風力附加率(或稱風力修正系數) f - 高度附加 fg -外門附加 x 根據“條例”暖通規范：可數值按以下規定，請選擇一個不同的朝向修正率：北， 東北，西北 0 10%；東南，西南 - 10 - 15%；東，西部和南部- 5% - 15 - 30% 分別在外。定向設計建筑，東部和西部，北部和南部。 分別對矯正率：東：5%，：5%，：25%,西南，北：10%。風額外的熱量流失是室外 風速變化和維修的基本消費結構修飾。 在冬天，在中國大部分地區的平均風速為 2 3m/s。西安室外

34、平均風速為 1.46 米 /秒，所以“暖通規范規定：一般來說，不管風功率增加。不安全的高度，河流，海岸， 正在施工的建筑和城市地區的荒野，尤其突出的建筑物前，考慮與 5% 10%垂直外防 護結構。高附加耗熱量是考慮房屋高度對額外的散熱結構和維護的影響。” 條例規定：當空調房間的高度大于 4m，每高 1 米的高度應增加 2%，但附加率一般 不應大于 15%。所以問建筑維護結構： ， q j q 1 q 3.33.3 住宅用戶之間有溫差時戶間熱量傳遞。住宅用戶之間有溫差時戶間熱量傳遞。 這在按建筑面積計量熱費時，在保證用戶采暖溫度的前提下，戶間傳熱對熱費無 影響；但當分戶溫控按實際用熱量計熱費時必

35、須考慮戶間傳熱的影響。戶間有溫差時 每個用戶都能從鄰戶得到或失去熱量，其大小與戶間圍護結構的面積、溫差與傳熱系 數的乘積成正比。 按實際可能出現的溫差計算傳熱量，然后考慮可能同時出現的概率。假設周圍房間正 常采暖，而在典型房間不采暖的條件下，按穩定傳熱條件經熱平衡計算所得的值。計 算公式如下： n i ii tfkn 1 q 戶間傳熱負荷（w）；q 戶間樓板及隔墻傳熱系數（w/m2. ）； i k 戶間樓板或隔墻傳熱面積（m2）； i f 戶間熱負荷計算溫差（），按面積傳熱計算時為 5；t 戶間樓板及隔墻同時發生傳熱的概率系數。n 當有一面可能發生傳熱的樓板或隔墻時，n 取 0.8； 當有兩面

36、可能發生傳熱的樓板或隔墻，或一面樓板與一面隔墻時，n 取 0.7； 當有兩面可能發生傳熱的樓板及一面隔墻，或兩面隔墻與一面樓板時，n 取 0.6； 當有兩面可能發生傳熱的樓板及兩面隔墻， n 取 0.5。 采暖系統維護結構設計熱負荷與戶間熱負荷總和為采暖系統房間熱負荷。最后設計熱負荷為 以上各項之和。 3.43.4 人體的熱量人體的熱量 人體顯熱散熱形成的計算時刻冷負荷: t xqn 1t q 群集系數； n 計算時刻空調房間內的總人數； 一名成年男子小時顯熱散熱量，w； 1 q 時間人體顯熱散熱量的冷負荷系數。 t x 3.53.5 備注備注 熱負荷計算中，相鄰房間溫差小于 5時不計算隔墻和

37、樓板的傳熱量（如沒有計算 房間之間、房間和走廊、房間和樓梯間之間的傳熱） 。因為，在實際中，走廊里由于房 間通過內墻的傳熱使之可以保持熱平衡，并且對樓梯的溫度要求不高，同時為了計算 的簡便，在樓梯里沒有布置散熱器 4、供暖系統方案確定、供暖系統方案確定 4.14.1 污水源系統的特點污水源系統的特點 地表水換熱系統的形式可分為開式地表水換熱系統（即地表水直接利用式）和閉 式地表水換熱系統（即地表水間接利用式） 。開式地表水換熱系統就是通過取水口，并 經簡單污物過濾，裝置處理，然后將地表水處理后直接送入機組作為機組的熱源；閉 式地表水換熱形式就是通過中間換熱裝置將地表水與機組冷媒水通過換熱器隔開

38、的系 統形式。 地表水包括城市附近的河水、海水、湖水、城市污水，這些物質都可以作為換熱 系統的低溫水源，由于湖水、河水、海水這些水源有時距離城市較遠，如果遠距離輸 送，工程的造價巨大，不適合運用，故此次設計的低溫水源選取城市的污水，這樣可 以靠近熱用戶，節省了輸送熱量的能耗，從而提高了其系統的經濟性，但同時也帶來 的許多設計中的問題，其中最大的問題就是城市污水中含有的成分極其復雜，常含有 較高的有機物（如淀粉、蛋白質、油質等） 、大量柔性纖維狀雜物與發絲、柔性漂浮物 和微尺度懸浮物等，正是由于這些特殊問題常使污水源熱泵出現以下問題： 1、污水流經管道和設備時，在換熱表面上易發生積垢、微生物貼附

39、生長形成生物 膜、污水中油貼附在換熱面上形成油膜、漂浮物和懸浮固形物等堵塞管道及設備的入 口。其最終結果就是出現污水的流動堵塞和由于熱阻的增加而惡化傳熱過程； 2、污水常引起管道和設備的腐蝕問題，尤其是污水中的硫化氫易使管道和設備腐 蝕生銹； 3、由于污水流動阻塞使換熱設備流動阻力不斷增大，引起污水量的不斷減少，同 時傳熱熱阻不斷增大，有引起傳熱系數的不斷減少，基于此，污水源熱泵運行穩定性 相對于其他熱水源熱泵差，其供熱量隨運行時間的延長而衰減； 4、由于污水的流動阻塞和換熱量的衰減，使污水源熱泵的運行管理和維修工作量 大； 5、由于設備結垢導致機組耗功增加，例如，當冷凝器結水垢 1.5mm

40、時，凝凝溫度 升高 2.8，耗電量增加 9.8。 4.24.2 污水源系統的解決方案污水源系統的解決方案 從以上幾點可以看出，污水的水質的優劣是污水源熱泵系統的成功與否的關鍵，因此。 解決污水水質問題是污水源熱泵不同于其他熱泵的關鍵問題。目前，常見的幾種解決 辦法如下所示： 1、由于二級出水（一級處理廠主要是用物理方法（如隔柵、沉淀池等）去除污染物， 出水達到一級處理標準，對不溶性污染物有一定去除作用。目前國內一級廠都將逐步 改造為二級廠。 二級處理廠在一級處理的基礎主要用生物處理方法（如活性污泥、厭 氧好氧等）去除溶解性污染物，達到二期處理標準，是目前全世界處理市政污水的主 要形式。 三級處

41、理（深度處理）長是在二期處理的基礎上再用化學或物理方法（如強 化混凝、超濾等）進一步提高出水水質。 ）和中水（指各種排水經處理后，達到規定的 水質標準，可在生活、市政、環境等范圍內雜用的非飲用水。 ）水質較好，在可能的情 況下，宜采用二級出水或中水作為污水源熱泵的熱源和熱匯 2、在設計中，宜選用便于清潔的淋己事蒸發器和侵沒式蒸發器。污水/水換熱器宜采 用侵沒式蒸發器 3、對于原生污水源熱泵系統中要采取防堵塞的技術措施，通常采用; 1)在污水進入換熱器之前，系統中應設有自動工作的篩濾器，去除污水中的浮游性 物質，如污水中的毛發、紙片。目前常用自動篩濾器、轉動滾筒式篩濾器。 2）在系統中的換熱管中

42、設置自動清洗裝置，去除因溶于污水中的各種污染物而沉淀 在管道中的管道內壁的的污垢。目前常采用膠球型自動清洗裝置、鋼刷型自動清洗裝 置。 3)設有加熱清洗系統。用外部熱源制備熱水來加熱換熱管，去除換熱管內壁污物， 其效果十分明顯。 4、在污水源熱泵空調系統中，易造成腐蝕的設備主要是換熱設備。目前污水源熱泵空 調系統中的換熱管有：鈦質傳熱管、銅質材質傳熱管、鍍鋁管材傳熱管和鋁塑材質傳 熱管，根據對銅、銅鎳合金和鈦 3 種材質分別作污水侵泡實驗表明： 以保留原有管壁 1/3 作為使用壽命時，銅鎳合金可使用 3 年，銅則只能使用 2 年半，而鈦則無任何腐蝕。 因此在原生污水源熱泵，宜采用鈦質傳熱管和鋁

43、塑傳熱管。 5、加強日常運行的維護保養工作是不可忽視的防堵塞、防腐蝕的措施。 4.34.3 污水方案的選擇污水方案的選擇 基于污水源熱泵系統的特殊性，為了保證設備的運行良好及運行的長久性，在這 里提出三種方案 方案 1 如圖 1，該方案是由三個環路組成，環路 1 將污水的熱量轉移給中間介質（水） ， 環路 2 有將中間介質（水）中的熱量傳給熱泵，通過熱泵將中間介質（水）的熱量提 高其品位，并轉移給環路 3 中的熱媒，熱媒通過環路 3 向樓內供暖。 方案 1 的特點： （1）熱泵設備的工作條件較好，不受污水的腐蝕和污垢的影響； （2）由于環路多，中間的循環泵比較多，所以循環泵所消耗的熱量過大；

44、（3）系統復雜，中間環節中的環路、循環泵較多，從而造成低溫熱源溫度品位的 降低，這又使得熱泵的 cop（即制熱性能系數）值降低； （4）為了盡量提高中間介質的熱泵進口溫度，污水/水換熱器 3 的傳熱溫差勢必 很小，這樣造成了污水/水的換熱面積非常大； （5）由于夜間污水量很小，因而為了滿足夜間供暖的要求，故設置了蓄水池（約 供 6 至 7 小時使用） ，并且在出口處設置了過濾裝置。 圖 1 方案 1 原理圖 1蓄水池 2環路 1 循環泵（污水源） 3污水/水換熱器 4環路 2 循環泵 5壓縮機 6蒸發器（熱泵工況） 7節流閥 8冷凝器（熱泵工況） 9環路 3 想循環泵（熱水泵） 10過濾裝置

45、圖 2 方案 2 原理圖 1蓄水池 2侵沒式換熱器 3集水缸與分缸 4環路循環泵 5壓縮機 6蒸發器（熱泵工況） 7節流閥 8冷凝器（熱泵工況） 9環路循環泵（熱水泵） 10過濾裝置 方案 2 如圖 2 所示，方案 2 中利用侵沒式換熱器將方案 1 中的蓄水池和污水/水換熱器有 機的集成在一起，從而省略掉了環路 1，既節省了初投資，又節省了環路 1 循環泵的耗 功，同時節省過濾器裝置，顯然，方案 2 優于方案 1，但是兩個方案均屬于間接換熱方 式，因此同樣存在傳熱溫差小，換熱器的換熱面積大，傳熱性能差，傳熱管易被腐蝕 的問題。 方案 3 如圖 3 所示，該方案屬于直接式污水水源熱泵系統，將蒸發

46、器直接安裝在污水蓄 水池內，制冷劑在此直接蒸發，吸取污水中的熱量，制冷劑蒸發后，再經壓縮機壓縮 至高壓，送入冷凝器，用于加熱熱媒，以供采暖用。 由此可見： （1）相對于方案 1 和方案 2 而言，方案 3 系統簡單，蒸發溫度要高，從而使得熱 泵的制冷性能系數提高，有利于節能； （2）方案 3 省略掉了方案 1 中的環路 1 和環路 2，從而避免了兩個循環泵的耗功， 這兩個環路中循環泵的耗功約占方案 1 中的 15左右 （3）在污水蓄水池中布置的盤管數量相對于方案 1 與方案 2 而言要少； （4）在污水蓄水池中布置得盤管仍存在腐蝕、污垢的問題； （5）系統中采用直接供熱系統。 圖 3 方案 3

47、 原理圖 1壓縮機 2冷凝器（熱泵工況） 3節流閥 4蒸發器（熱泵工況） 5蓄水池 6循環泵（熱水泵） 結合三種方案的各自特點，故選取第三種供暖方案作為此次供暖方案。 5、具體參數的確定、具體參數的確定 5.15.1 系統方案的選取系統方案的選取 根據建筑物的結構特點和用途在此提出三種系統設計方案： 方案一：重力循環雙管式系統。 方案二：機械循環單管異程式系統。 方案三：機械循環單管同程式系統。 根據以下原則進行技術和經濟比較： 原則 1 熱介質的選擇：用熱水加熱和蒸汽加熱和比較。加熱系統布置設計比較復 雜，維修費用大。在該地區的設計時只需要一個小的加熱系統，加熱系統更加經濟合 理。 原則 2

48、，熱介質溫度的選擇原則。 原則 3，供熱管網的建設計劃：考慮到網絡經濟合理布局和設計簡單，便于維修。 保護和管理，制度安排在計劃和軸測圖所示。 原則 4，加熱功率：到樓梯的熱負荷是相對較小的其他，重力循環系統很難達到水 平衡，所以管道室外機加熱管的形式。 原則 5，考慮到設計計算方便，布置成一個系統，單管高程序的供暖系統。 原則 6，經濟比較：每個系統的 l 長度估計，d 和 d 的直徑和厚度，比較 y=2ddl，計算出各個系統的 y 值，取其最小值。y=2ddl，計算 出各個系統的 y 值，取其最小值。 最后綜合比較三種方案的技術和經濟， 考慮到本工程的實際規模和施工的方便性， 本設計采用機

49、械循環、單管制垂直式的上供下回系統。散熱片安裝形式為同側的上供 下回。供水立管之間為同程式，在底層設一根總的回水同程管。 根據建筑的結構形式，布置干管和立管，為每個房間分配散熱器組。 5.25.2 供暖管道的布置形式：供暖管道的布置形式： 供暖管道布置形式多種多樣，按干管位置分上供下回、下供下回和中供式，按立 管又分雙管和單管，單管又有垂直與水平串聯之別，蒸汽采暖又有干式與濕式回水之 分等等。根據介質流經各環路的路程是否相等，還可分為： 1.1.異程式：異程式： 介質流經各環路的路程不相等，近環路阻力小，流量大，其散熱器會產生過熱， 遠環路阻力大，流量小，散熱器將出現偏冷現象；中環路散熱器溫度

50、適合，特別是在 環路較多的大系統中，這種熱的不平衡現象更易發生，且難調節。但異程系統能節約 管材，但采暖系統作用半徑小。 2.同程式：同程式： 介質流過各環路的路程大體一致，各環路阻力幾乎相等，易于達到水力平衡，因 而流量分配也比較均勻，不致象異程系統那樣產生熱不均勻現象。但同程系統比異程 系統多用管材。但調試簡單方便，供熱安全可靠，建議采用同程采暖系統為最佳選擇。 5.35.3 散熱器的選擇散熱器的選擇 散熱器采暖系統是該系統的核心部分，對散熱器的熱損失，以補充房間，保持室 內溫度，其中散熱器冷卻設備是最常用的，熱媒加熱系統通過散熱器壁，主要在熱對 流冷卻至室溫。散熱器的基本要求，主要有以下

51、幾點： a，熱工性能的要求，對散熱器的傳熱系數高，散熱性能越好。提高熱散熱，提高 了散熱器的傳熱系數，可以用來增加散熱面積（外壁上具有鰭外壁） ，提高散熱器周圍 的空氣流動速度和增加散熱器向外輻射強度等。 b，經濟要求，散熱器向房間單元熱量所需的金屬耗量少，成本低，經濟效益好， 安裝工藝要求，散熱器應具有足夠的機械強度和承載力；散熱器的散熱面積，方便組 合結構應該是必需的，更小的尺寸，房間面積較小，空間。 c，散熱器的生產工藝應滿足批量生產的要求。 d，健康和審美要求，散熱器表面光滑，不結垢，易清潔，散熱器安裝不應影響房 間的感覺。 e，對散熱器的要求的使用壽命，不易腐蝕、損壞，使用壽命長 g

52、.在散熱器鑄鐵散熱器的選擇優先級，它結構簡單，耐腐蝕性好，使用壽命長、 熱穩定性好的優點；但消耗金屬，金屬熱強度低于鋼制散熱器。 在本設計中，綜合考慮多方面的原因，灰鑄鐵橢四柱 813 散熱器。這種散熱器金 屬熱強度和傳熱系數高，外形美觀，易于清除灰塵，容易使所需的著陸區，靠著墻， 因此得到了廣泛的應用。 5.45.4 散熱器的計算散熱器的計算 5.4.15.4.1、散熱面積的計算：、散熱面積的計算： 散熱器的散熱面積 f 按下式計算： npj ttkq 321 f 式中散熱器的散熱量，w;q 散熱器熱媒平均溫度， ； pj t 供暖室內計算溫度，； n t 散熱器的傳熱系數，w/m.；k 散

53、熱器組裝片數修正系數； 1 散熱器連接形式修正系數； 2 散熱器安裝形式修正系數。該建筑供暖的供回水溫度分別為 85/60， 3 散熱器內熱媒的平均溫度 tpj（tsgtsh）/2（8560）/254.5 tsg散熱器進水溫度，； tsh散熱器出水溫度，； 散熱器傳熱系數 k 值的物理概念，是表示當散熱器內熱媒平均溫度 tpj 與室內氣 溫 tn 相差 1時，每 m散熱器面積所散出的熱量 w/ m.。它是散熱器散熱能力強弱 的主要標志。它只能通過實驗方法確定，有上面的表格可知 k6.25w/m. 散熱器的傳熱系數 k 和散熱量 q 值是在一定的條件下，通過實驗測定的。若實際 情況與實驗條件不同

54、，則應對所測值進行修正。 散熱器組裝片數修正系數 1 散熱器連接形式修正系數 2 值。此次設計是采用的簡單的同側上進下出，所以 21.239。 散熱器安裝形式修正系數 3 值，安裝在房間內的散熱器，可有種種方式，如敞 開裝置、在龕盒內、或加裝遮擋罩板等。在此次設計 為敞開裝置 3=1 5.4.2、散熱器片數及長度的確定 在確定所需的散熱器面積后，現假定 11，可按下式進行計算 nf/f f每片或每 1m 長的散熱器散熱面積， 此系統的 f0.28，暖通規范規定，柱型散熱器面積可比計算面積小 0.1m（片數 n 取整數） 5.4.35.4.3、散熱器的布置、散熱器的布置 布置散熱器時，應注意下列

55、一些規定： 散熱器一般應安裝在外墻的窗臺下，這樣，沿散熱器上升的對流熱氣能阻止和改 善從玻璃窗下降的冷氣流和玻璃冷輻射的影響，使流經室內的空氣比較暖和舒適。 為防止凍裂散熱器，兩道外門之間，不準設置散熱器。在樓梯間或其他有凍結危 險的場所，其散熱器應有單獨的立、支管供熱且不得裝設調節閥。 散熱器一般明裝，在內部裝修有特殊要求的場合可采用暗裝。 同一房間的散熱器可以串連，貯藏室、盥洗室、廁所和廚房等輔助用室及走廊的 散熱器，可同鄰室串連連接。兩串連散熱器之間的串連管徑應與散熱器接口的直徑相 同，以便水流暢通。 在樓梯間布置時，考慮樓梯間熱流上升的特點，應布置在底層。 5.4.45.4.4 散熱器

56、計算示例；散熱器計算示例； 取任一房間為例，由于房間的面積較大，房間的熱負荷也較大，又因為散熱器的 片數不能超過一定的數值，況且如果散熱器太長又會影響美觀，所以采用四組散熱器 串連的方式布置。 已知 q5036w ，tpj（95+70）/282.5，tn18， ttpjtn64.5，k7.87w/m. 修正系數： 散熱器組裝片修正系數，先假定 11.0； 散熱器連接形式修正系數，查附錄 2-4，21.239； 散熱器安裝形式修正系數，查附錄 2-5，31.0； 根據式 f=q123 /kt=2036*1.0*1.239*1.0/（7.87*64.5） =5.17 m/p 四柱 813 型散熱器

57、的每片散熱面積為 0.28m，則計算片數 n為： nf/f5.17/0.2819.48 片 當散熱器片數為 1120 片時，11.05 因此實際所需散熱面積為： ff*15.17*1.055.43m實際 實際采用的片數 n 為： nf/f5.43/0.2819.40 片 因為 0.40*0.28=0.112 m0.1 m 取整數，應采四柱 813 型散熱器 20 片 5.55.5 水利計算步驟水利計算步驟 1、在圖注明各管段的熱負荷和管長。 2、確定最不利環路。本系統為異程單管系統，一般取最遠立管的環路作為最不利 環路。 3、計算最不利環路各管段的管徑： (1)、雖然引入口處外網的供回水壓差較

58、大，但考慮到系統中各環路的壓力損失易 于平衡，設計采用推薦的平均的比摩阻 rpj 大致為 60120pa/m 來確定最不利環路各 管段的管徑。 (2)、根據各管段的熱負荷，求出各管段的流量，計算公式如下： g3600q/4187*（tgth）0.86q/（tgth） kg/h q管段的熱負荷，w； tg系統的設計供水溫度，； th系統的設計回水溫度，。 （3） 、根據平均比摩阻和各管段的流量查供熱工程附錄表 41，選定合適的 管徑、流速和壓降。 4、確定各管段的長度。 5、確定局部阻力損失。 6、求各管段的壓力損失 ppypj; 7、求環路的總壓力損失。 8、計算富裕壓力值。考慮到施工的具體情

59、況，可能增加一些在設計計算中未計入 的壓力損失。因此，要求系統應有 10以上的富裕度。 9、通過調節調節系統上的閥門和管徑進行調節，把系統的不平衡率控制在 15的 范圍之內。入口處的剩余循環壓力，用調解閥節流消耗掉。 5.65.6 設備選型設備選型 根據采暖規范進行換熱站的設計，其主要設備的選型如下： 5.6.15.6.1 循環水泵選型循環水泵選型 采暖熱水按供回水溫差 25計算，熱水流量約為 13.8t/h，取安全系數為 1.1，熱 水泵流量選擇 15.2t/h。 揚程按下式計算： pa mdfp hhhh 式中：水系統總的沿程阻力和局部阻力損失，pa； df hh 、 設備阻力損失，pa；

60、 m h 本工程選擇換熱器壓阻損失為 20kpa，則 hp=128383+20000148383pa。取 1.1 安 全系數后，水泵揚程選 163221pa，即 14.6mh2o。選擇 “凱泉”立式管道泵 40cq-20 兩臺。 5.6.25.6.2 補水水泵的選擇補水水泵的選擇 補水水泵揚程的計算： 補水水泵揚程為系統最高點距補水泵接管處的垂直距離和補水管路的沿程阻力損 失和局部阻力損失。 沿程阻力損失和局部阻力損失一般為 35m。oh2 水泵參數表（部分） 舉例：如果計算出系統水流量為 160m/h, 則水系統管徑計算為 dn200，所以水泵 管徑 dn150，揚程選為 32mh2o，校核