1、精選優質文檔-傾情為你奉上華北水利水電大學課程設計題目：西安市某小區供暖設計學院：環境與市政工程學院專業：建筑環境與設備工程姓名： *學號： *指導老師： *摘 要在日常生活和社會生產中人們都需要使用大量的熱能。將自然界的能源直接或間接地轉化為熱能，以滿足人們需要的科學技術，稱為熱能工程。供暖就是用人工方法向室內供給熱量，使保持一定的室內溫度，以創造適宜的生活條件或工作條件的技術。所有供暖系統都由熱媒制備（熱源）、熱媒輸送和熱媒利用（散熱設備）三個主要部分組成。作為大學以來的又一次課程設計，本次設計主要采用集中式供熱系統，住宅都采用散熱器供暖。本工程采用按戶設置熱表的共用的供回水立管和分戶獨立

2、系統相結合的下供下回式采暖系統。共用的供回水立管和分戶獨立系統相結合的形式是指每戶是相對獨立一個系統，每戶的供回水管和共用的供回水立管相連，在每戶入口的總供回水管處設一戶用熱量表來進行熱計量。戶內的采暖系統形式是散熱器采暖，在每層設置調節閥，進行分層調節，便于分層調節和分戶計量。同時，還考慮了經濟、可靠、節能等方面。換熱站的設計主要包括設備的布置，定位尺寸確定，換熱器的選型，循環水泵，補給水泵的選型及輔助設備的選擇計算。關鍵詞：熱能工程 熱媒 熱源 對流 輻射 散熱器采暖目錄專心-專注-專業第一章 設計原始資料1.1 設計題目西安市某小區供暖設計1.2 設計原始資料1.建筑地址：西安市2.氣象

3、資料：冬季供暖室外計算溫度為-3.43.設計熱媒：75/50 機械循環熱水系統4.土建資料：建筑平面圖、立面圖及部分大樣圖墻體構造：墻體為磚混結構，總高度19.00M；總建筑面積5558.67平方米。建筑耐火等級為二級，屋面防水等級為II級，地下室防水等級為三級。1.3 室內設計參數供暖室內設計溫度：（由采暖通風與空調設計規范2012版查得） 表1-1第二章 供暖系統熱負荷計算2.1 設計氣象資料查出設計題目中建筑物所在地區的相關氣象資料查實用供熱空調設計手冊，以下簡稱供熱手冊及供熱工程。1、冬季室外計算溫度的確定。采暖室外計算溫度，應采用歷年平均不保證5天的日平均溫度，主要用于計算采暖設計熱

4、負荷。為減少投資起見，一般建筑不必按每年最冷那幾天的熱負荷進行設計，就是說，對于一些要求不很嚴格的建筑物，允許平均每年有幾天室溫稍低于設計溫度，這在術語上叫做“不保證”。在采暖熱負荷計算中，如何確定室外計算溫度是非常重要的。單純從技術觀點來看，采暖系統的最大出力，恰好等于當地出現最冷天氣時所需要的冷負荷，是最理想的，但這往往同采暖系統的經濟性相違背。從氣象資料中就可以看出，最冷的天氣并不是每年都會出現。如果采暖設備是根據歷年最不利條件選擇的，即把室外計算溫度定得過低，那么，在采暖運行期的絕大多數時間里，會顯得設計能力富余過多，造成浪費；反之，如果把室外計算溫度定得過高，則在較長的時間內不能保證

5、必要的室內溫度，達不到采暖的目的和要求。因此，正確地確定和合理的采用采暖室外計算溫度是一個技術與經濟統一的問題。采暖通風與空氣調節設計規范GB50736-2012 (以下簡稱設計規范)所規定的采暖室外計算溫度t適用于連續采暖或間歇時間較短的采暖系統的熱負荷計算。2、冬季室外平均風速(v)冬季室外平均風速應采用累年最冷3個月各月平均風速的平均值，“累年最冷3個月”，系指累年逐月平均氣溫最低的3個月，主要用來計算風力附加耗熱量和冷風滲透耗熱量。3、冬季主導風向冬季“主導風向”即為“雖多風向”，采用的是累年最冷3個月平均頻率最高的風向，風向的頻率指在一個觀測周期內，某風向出現的次數占總數的百分數，主

6、要用來計算冷風滲透耗熱量。用四個字母ESWN分別表示東南西北四個方向，其它方位用這四個字母組合表示風的吹向，即風從外面刮來的方向。各地區冬季主導風向可參見供熱手冊，如哈爾濱主導風向為SSW，安達主導風向為NW，即分別表示為南西南風和西北風。2.2 圍護結構的熱工性能查出有關圍護結構傳熱系數:外窗傳熱系數K=3.0 w/()屋頂傳熱系數K=0.9 w/()外墻傳熱系數K=1.05 w/()地板傳熱系數K=0.65w/()分隔采暖與非采暖空間的門傳熱系數K=2.0 w/()2.3 房間熱負荷計算1、計算房間的采暖熱負荷 (1)將房間編號； (2)根據房間的不同用途，來確定房間的室內計算溫度； (3

7、)計算或查出有關圍護結構的傳熱系數，計算出其面積； (4)確定溫差修正系數，(見表2-1)； (5)計算出各部分圍護結構的基本耗熱量； (6)校核圍護結構熱阻是否大于最小熱阻；(7)計算出房間的熱負荷。2、對計算房間熱負荷的要求 (1)計算出一處外墻的傳熱系數并與資料上查得的數值對照： (2)計算天棚的傳熱系數并校核其熱阻是否滿足最小熱阻的要求； (3)分地帶計算任一拐角房間及與其相鄰的另外一個房間的地面耗熱量。圍護結構的溫差正系數 表2-1序號圍 護 結 構 特 征1外墻、屋頂、地面以及與室外相通的樓板等1.002悶頂和與室外空氣相通的非采暖地下室上面的樓板等0.903與有外門窗的不采暖樓梯

8、間相鄰的隔墻（1 6層建筑）0.604與有外門窗的不采暖樓梯間相鄰的隔墻（7 30層建筑）0.505非采暖地下室上面的樓板，外墻上有窗時0.756非采暖地下室上面的樓板，外墻上無窗且位于室外地坪以上時0.607非采暖地下室上面的樓板，外墻上無窗且位于室外地坪以下時0.408與有外門窗的非采暖房間相鄰的隔墻、防震縫墻0.709與無外門窗的非采暖房間相鄰的隔墻0.4010伸縮縫墻、沉降縫墻0.302.3.1 供暖系統的設計熱負荷利用下式計算： (2-1)式中：圍護結構的基本耗熱量，W； 圍護結構的附加(修正)耗熱量，W； 冷風滲透耗熱量，W；冷風侵入耗熱量，W；供暖總耗熱量，W。2.3.2 圍護結

9、構的基本耗熱量在工程設計中，圍護結構的基本耗熱量是按一維穩定傳熱過程進行計算的，即假設在計算時間內，室內、外空氣溫度和其它傳熱過程參數都不隨時間變化。對室內溫度容許有一定的波動幅度的一般建筑物來說，采用穩定傳熱計算可以簡化計算方法并能基本滿足要求。建筑物圍護結構的耗熱量，包括基本耗熱量和附加耗熱量兩部分。基本耗熱量是通過房間個部分圍護結構（墻，屋頂，地面、門、窗等），由于室內外空氣的溫度差，從室內傳向室外的熱量。附加耗熱量是對于圍護結構的朝向、風力、氣象條件等不同，對基本耗熱量的修正。而圍護結構的基本耗熱量是房間的得熱量與失熱量的總和。一、房間的失熱量包括：1、經地面、屋頂、墻、門、窗等圍護結

10、構傳出的熱量；2、加熱室內冷空氣所需要的熱量；3、加熱進入室內冷物料所需要的熱量；4、由于室內水分蒸發所損耗的熱量；5、通風耗熱量；6、經其它途徑散失的熱量。 二、房間的得熱量包1、生產車間最小負荷班的工藝設備散熱量Q7；2、非供暖通風系統的其它管道和熱表面的散熱量Q8；3、熱物料的散熱量Q9；4、太陽輻射進入室內得熱量Q10。三、外墻傳熱的熱量傳遞可包括三個過程：1、外墻內表面吸收室內熱量，是由墻面附近空氣的對流換熱以及其它表面對它輻射換熱引起的；2、外墻內表面吸收的熱量傳自外墻外表面是墻體本身導熱的結果，易受到墻體材料熱阻的影響而產生溫度降落；3、外墻外表面與室外空氣的對流換熱和該表面本身

11、對周圍的輻射換熱，而失熱量散發于室外。由于圍護結構熱負荷的獲得與傳熱有著密切的聯系，所以在進行圍護結構的熱負荷計算之前可以先來了解一下傳熱的基本原理：傳熱是自然界和生產領域中非常普遍的現象。從傳熱的機理來分，傳熱有三種形式，即導熱、對流、和輻射。導熱是指物體個部分無相對位移或不同物體直接接觸物質的分子、原子及自由電子等微粒子熱運動而進行的熱量傳遞現象。能量是在連續體內各部分之間傳遞，所以導熱可以是固體、液體、氣體中發生。但實際上單純的導熱只能發生在密實的固體中。因為流體中如果存在溫差，就會出現對流現象，難以維持單純的導熱。材料的導熱系數，是表明材料本身導熱能力的數據。對流換熱只存在于流體當中。

12、流體或氣體每一居局部由于受熱體積膨脹，密度減小而上升，冷的部分就補充上去形成分子的相對運動而傳向低溫處，實際上是以混合的方式進行熱交換，因在產生對流的同時，也伴隨著導熱過程，一般把這種綜合過程稱為對流換熱。在圍護結構耗熱量計算中遇到的問題，多數為流體與固體壁直接接觸的換熱問題，如墻的表面與空氣之間存在溫差時，相互間就產生對流換熱。其中包括空氣分子之間的導熱和由空氣分子相對位移而引起熱量轉移這兩種傳熱方式。為了正確地計算出圍護結構的基本耗熱量，必須了解和掌握計算的步驟及冬季室內計算溫度、采暖室外計算溫度圍護結構的傳熱系數和傳熱面積等的確定方法。 (1)房間的編號 (a)按房間的一定順序編號，號碼

13、應簡單明了，并能反映出房間的樓層數及大致位置。 (b)盡量使各樓層方位和面積相同的房間編號后兩數字相同。例如：一層的第一個房間為101，它上面的二層對應房間為201等。 (c)樓梯間在計算時不用分層編號，統一計算即可。 (d)有大走廊的建筑物，走廊和樓梯間分開編號，走廊可分層編號。 (2)冬季室內計算溫度的確定(tw) 生產要求的室內溫度一般由工藝設計人員提出，人們生活要求的溫度，主要決定于人體的生理熱平衡。一般房間的溫度是上熱下涼， 由于人們生活和工作一般均在兩米以下的地點，因此把離地面兩米以下的平均空氣溫度看作室內計算溫度。 設計采暖時，冬季室內計算溫度應根據建筑物的用途，按下列規定采用：

14、 (a)民用建筑的主要房間，宜采用1624，當工藝或使用條件有特殊要求時，各類建筑物的室內溫度可按國家現行有關專業標準、規范執行。 (b)計算圍護結構耗熱量時，冬季室內計算溫度，應按照規定采用。但對于層高大于4m的工業建筑，為了考慮室內豎向溫度梯度的影響，常采用下面兩種不同的計算方法： 室內設備散熱量小于23 w/m3的工業建筑，當其溫度梯度值不能確定時，把需要控制的工作地區溫度視為采暖室內計算溫度，無論計算地面、頂棚或室外墻的耗熱量時均選用同一個計算溫度。這種方法比較簡單，但無選擇余地，不能做到根據建筑物的不同性質區別對待，只是用于室內散熱量較小，上部空間溫度增高不顯著的建筑物，如民用建筑及

15、輔助建筑物等。于是采暖規范規定：“散熱量小于23 w/m3的工業建筑，當其溫度梯度值不能確定時，可用工作地點溫度計算圍護結構耗熱量，但應進行高度附加”。 室內設各散熱量大于23 w/m3的工業建筑，在計算地面耗熱量時仍然區工作地點的溫度為室內計算溫度；而計算屋頂和天窗的耗熱量時，應采用屋頂下的溫度(tn)為室內計算溫度；計算外墻、外門、外窗的耗熱量時取上述兩個溫度的平均值為室內計算溫度。對房間各部分圍護結構采用不同的室內溫度計算耗熱量，即使房間高度高于4m時也不計入高度附加。這種方法比較麻煩，但可適應各種性質的建筑物，尤其是室內散熱量較大，上部空間溫度明顯升高的工業建筑，一般t=0.31.5/

16、m。 (d)設置集中采暖的公共建筑和工業建筑，當其位于嚴寒地區或寒冷地區,且在非工作時間或中斷使用的時間內，室內溫度必須保持在O以上，而利用房間蓄熱量不能滿足要求時，室內溫度應按5設置值班溫度。 (e)建議室內計算溫度一般取中值以及使相鄰空間室內計算溫差小于5來選。按照下式計算： W (2-2)式中：K圍護結構的傳熱系數，W/()； F圍護結構的面積，； 圍護結構的溫差修正系數； 冬季室內計算溫度，； 供暖室外計算溫度，。2.3.3 圍護結構的附加耗熱量圍護結構的基本耗熱量是在穩定條件下計算得出的。實際耗熱量會受到氣象條件以及建筑物因素等各種影響而有所增減。所以要對房間圍護結構的基本耗熱量進行

17、修正。修正后的耗熱量即為附加耗熱量。通常按基本耗熱量的百分率計算。包括朝向修正，風力附加和高度附加等。基本耗熱量還不是建筑物圍護結構的全部耗熱量，因為建筑物圍護結構的耗熱量還與它所處的地理位置及它的形狀等因素(如朝向、風速、高度等)有關，這些因素在計算它的基本耗熱量時并沒有考慮進去。在附加耗熱量中，應按其占基本耗熱量的百分率確定。 (1)朝向修正耗熱量 朝向修正耗熱量是考慮建筑物受太陽照射而對外圍護結構傳熱損失的修正。 (a)不同朝向的圍護結構所得的太陽輻射熱是不同的，如為連續采暖時，朝向修正率應按設計規范規定的數值選用，可參見供熱手冊。 (b)考慮到我國幅員遼闊，各地實際情況比較復雜，影響因

18、素很多，南北向房間耗熱量客觀存在一定的差異(1030左右)，以及北向房間由于接受不到太陽直射作用而使人們的實感溫度低(約差2)。而且墻體的干燥程度北向也比南向差。為使南北向房間在整個采暖期均能維持大體均衡的溫度，規定了附加的范圍值，對日照率較大的地區取偏大的數值。(c)需要減少(或附加)的耗熱量等于垂直的外圍結構(門、窗、外墻及屋頂的垂直部分)基本耗熱量乘以相應的朝向修正率。垂直外圍護結構名稱前的朝向直接查ch值。(d)建筑物被遮擋時不進行朝向修正，此要了解所設計建筑物的周邊環境。(e)一般情況下，課程設計提供的建筑圖上都有指南針，在進行朝向修正時要按建筑物的方位進行設計，如圖中無指南針，仍按

19、上北下南來考慮。朝向修正耗熱量的修正率為： 東： -5； 西： -5； 南： -15； 北： 10。（2）風力附加耗熱量風力附加是考慮室外風速變化而對外圍結構傳熱耗熱量的修正。設計規范規定：在一般情況下，不必考慮風力附加，只對建筑在不避風的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮、廠區內特別高出的建筑物，垂直的外圍護結構附加510。風力附加率，是指在采暖耗熱量計算中，基于較大的室外風速會引起圍護結構外表面換熱系數增大即大于23w/()而增加的附加系數。由于我國大部份地區冬季平均風速不大，一般為23m/s，僅個別地區大于5m/s，影響不大，為簡化計算起見，一般建筑物不必考慮風力附加，僅對建筑在

20、不避風的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮、廠區內特別高出的建筑物的風力附加系數做了規定。(3)高度附加耗熱量 民用建筑和工業企業輔助建筑(樓梯間除外)的高度附加率，房間高度大于4m時，每高出lm應附加2，但總的附加率不應大于15。 高度附加率，是基于房間高度大于4m時，由于豎向溫度梯度的影響導致上部空間及圍護結構的耗熱量增大而加的附加系數。由于圍護結構耗熱作用等影響，房間豎向溫度的分布并不總是逐步升高的因此對高度附加率的上限值做了不應大于15的限制。 對于多層建筑物樓梯間的耗熱量計算不考慮高度附加，因為樓梯間的空氣和各樓層相通，只是在布置散熱器時，盡量放在底層。這就已考慮豎向溫度梯度

21、了。 注意：高度附加率，應附加于圍護結構的基本耗熱量和其他附加耗熱量上。(4)對公用建筑，當房間有兩面及兩面以上外墻時，將外墻、窗、們的基本耗熱增加5。(5)窗墻面積比超過1：l時，對窗的基本耗熱附加10。(6)間隙附加：當建筑不要求全天維持設計室溫，而允許定時降低室內溫度時，采暖系統可按間歇采曖設計。此時除上述各項附加外，將基本耗熱附加以下百分數： 僅百天采暖者(例如辦公樓、教學樓等)， 20；不經常使用者(例如禮堂等)， 30。風力修正耗熱量和高度修正耗熱量。2.3.4 冷風滲透耗熱量在風壓和熱壓的作用下，室外的冷空氣通過門、窗等縫隙滲入室內，被加熱后逸出。當未對采暖房間的門、窗縫隙采取密

22、封措施時，冷空氣就會通過門、窗縫隙滲入到室內，把這部分冷空氣從室外溫度加熱到室內溫度所消耗的熱量，稱為冷風滲透耗熱量。在各類建筑物特別是工業建筑的耗熱量中，冷風滲透耗熱量所占比例是相當大的，有時高達30左右，所以門窗縫隙滲透冷空氣耗熱量的計算顯得尤為重要。根據現有的資料，暖通規范中給出了用縫隙法計算民用建筑及生產輔助建筑物的冷風滲透耗熱量和用百分率附加法計算工業建筑的冷風滲透耗熱量。1、多層和高層民用建筑，加熱由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量。2、多層建筑的滲透冷空氣量，當無相關數據時，可按以下公式計算： L=kV （2-3）式中：V房間體積()； K換氣次數(次h)。 3、工業建筑，加熱由

23、門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量，可根據教材進行設計。4、計算出的房間冷風滲透量是否全部計入，應考慮下列因素； (1)當房間僅有一面或相鄰兩面外圍護物時，全部計入其外門、窗縫隙； (2)當房間有相對兩面外圍護物時，僅計入較大的一面縫隙； (3)當房間有三面外圍護物時，僅計入風量較大的兩面縫隙； (4)當房問有四面外圍護物時，則計入較多風向的1/2外圍護物范圍內的外門、窗縫隙。5、計算建筑物耗熱量時，為了簡化計算，可作下列近似處理： (1)與相鄰房間溫差小于5時，不計算耗熱量； (2)伸縮縫或沉降縫墻按外墻基本耗熱量的30計算； (3)內門的傳熱系數按隔墻的傳熱系數考慮；6、計算外門面積時，不扣

24、除腰頭窗的面積：計算冷風滲透耗熱量有以下三種方法： 縫隙法、換氣次數法和百分數法。 由于本設計選取縫隙長度不方便所以按照換氣次數法計算， 公式如下： W (2-4)式中：房間內部體積，； 房間的換氣次數, 次/h； w采暖室外計算溫度下的空氣密度(kg/m3)； Vn采暖房間的體積 (m3)； tn 采暖室內計算溫度()；tw 采暖室外計算溫度()。可以按下表選用：概算換氣次數表2-22.3.5 冷風侵入耗熱量在冬季受風壓和熱壓作用下，冷空氣由開啟的外門侵入室內。把這部分冷空氣加熱到室內溫度所消耗的熱量稱為侵入耗熱量。1、外門附加率，是基于建筑物外門開啟的頻繁程度以及沖入建筑物中的冷空氣導致耗

25、熱量增大而加的系數，冷風侵入耗熱量的計算方法見供熱手冊或教材。對于一般民用建筑及工業輔助建筑物僅供人員出入短時間開啟的外門，其冷風滲透耗熱量，可以考慮為外門的基本耗熱量乘以附加百分數。2、計算樓梯間外門的冷風侵入耗熱量時，式中的樓層數n應為建筑物的樓層數。3、外門附加率，只適用于短時間開啟的、無熱空氣幕的外門。4、陽臺門不應計入外門附加。5、此處所指的外門是建筑物底層入口的門，而不是各層每戶的外門。6、關于外門附加率中“一道門附加65n，兩道門附加80n”的有關規定很難理解，一道門與兩道門的傳熱系數是不同的：一道門的傳熱系數是4.65w/()，兩道門的傳熱系數是2.33 w/()。根據以上公式

26、計算出各部分耗熱量后，得出房間總的耗熱量，見附表一各房間熱負荷計算表。第三章 供暖系統選擇、管路布置3.1 系統選擇、管路布置熱水供暖系統,可按下述方法分類：1、按系統循環動力的不同,可分為重力(自然)循環系統和機械循環系統.靠水的密度差進行循環的系統,稱為重力循環系統;靠機械(水泵)力進行循環的系統,稱為機械循環系統。2、按供、回水方式的不同,可分為單管系統和雙管系統。熱水經過立管或水平供水管順序流過多組散熱器,并順序地在各散熱器中冷卻的系統,稱為單管系統.熱水經供水立管或者水平供水管平行的分配給多組散熱器,冷卻后的回水自每個散熱器直接沿回水立管或者水平回水管流回熱源的系統,稱為雙管系統。3

27、、按系統管道敷設方式的不同,分為垂直式和水平系統。4、按熱媒溫度的不同,可分為低溫水供暖系統和高溫水供暖系統。3.1.2對于本工程，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：機械循環雙異程式系統。方案三：機械循環雙管同程式系統。根據以下原則及上述要求進行技術和經濟比較：原則一、熱媒的選擇：熱水供暖與蒸汽供暖的比較。蒸汽供暖系統的設計和布置都比較復雜且其維護和維修費用較大。對該三層住宅樓，只需要設計一個小型的供暖系統，考慮居民被燙傷等安全問題，且有熱水管網經過，所以選用熱水供暖系統比較經濟合理。原則二、熱媒溫度的選擇。 室內熱水供暖系統，大多采用低溫水作為熱媒。設計供、回水溫

28、度多采用75/50。考慮建筑的使用特點，因此采用低溫水作為熱媒，供、回水溫度為tg=75； th=50原則三、供暖管網布置形式根據建筑物平面圖，考慮到管網布置的經濟合理并且易于設計計算，便于維護管理。原則四、供暖系統動力的選擇 供暖系統動力選定為機械循環系統。原則五、考慮到設計計算的方便，將供暖系統布置成雙管下進下出異程式系統。 最后綜合考慮三種方案的技術和經濟，和自己對所學知識的掌握，最終選擇方案三機械循環雙管下供下回式同程式系統。3.2 散熱器的選擇與片數計算所有房間都選擇散熱器型號為四柱760型 ，高度760mm，寬度為143mm。單片厚度為60mm。散熱面積為0.235。根據散熱器熱媒

29、與室內空氣平均溫差t（t=tpj-tn）,和散熱器散熱量表計算出散熱器片數。散熱器面積F按下式計算: m2 （3-1） Q散熱器的散熱量，W tpj散熱器內熱媒平均漫度， tn-供暖室內計算溫度， K散熱器的傳熱系數, W/m2. 1散熱器的組裝片數修正， 2散熱器的連接形式修正， 3散熱器的安裝形式修正， 散熱器中1、2、3的選取以書后附表為據， ， （3-2） tsg散熱器進水溫度， tsh散熱器回水溫度。所有房間采用散熱器異測上供下回式安裝。散熱器片數見附表二。第四章 管網的水力計算4.1 繪制系統圖根據暖氣片組裝片數的最大值將其分為幾組后，確定總的立管數，繪制系統圖，標明各段干管的負荷

30、數，以及每組暖氣片的片數和負荷數，并對各個管段進行標注。系統圖及標注見CAD圖。4.2 室內管網的水力計算在滿足熱負荷所要求的熱媒流量條件下，確定系統的管段管徑，以及系統的壓力損失。水利計算應具備的條件是，必須首先確定供暖系統的設備及管道布置，已知系統各管段的熱負荷及管段的長度。在設計過程中，水利計算一般有兩種情況，一種是事先給定資用循環壓力，然后根據熱負荷等已知條件確定管徑。對于室內熱水供暖系統，資用壓力的確定原則：（1）連接于已確定或已建成的熱網室內供暖系統，其循環壓力按供回水壓力差確定； （2）標準設計或將來有可能連接城市熱網且需使用混水器時，其循環壓力應在10KPa；水力計算的另一種情

31、況是，在計算時無確定的資用壓力。此時則應該根據熱負荷等已知條件，以及系統各并聯環路的壓力平衡和技術經濟原則來確定管徑，并同時確定系統的壓力損失。本次設計采用第一種方法計算。4.2.1 供暖系統管路水力計算的主要任務1.按已知系統各管段的流量和系統的循環作用壓力(壓頭)。確定各管段的管徑； 2.按已知系統各管段的流量和各管段的管徑，確定系統所必需的循環作用壓力(壓頭)； 3.按已知系統各管段的管徑和該管段的允許壓降，確定通過該管段的水流量。室內熱水供暖管路系統是由許多串聯或并聯管段組成的管路系統。管路的水力計算從系統的最不利環路開始，也即從允許的比摩阻最小的一個環路開始計算。由n個串聯管段組成的

32、最不利環路，它的總壓力損失為n個串聯管段壓力損失的總和。熱水供暖系統的循環作用壓力的大小，取決于：機械循環提供的作用壓力，水在散熱器內冷卻所產生的作用壓力和水在循環環路中困管路散熱產生的附加作用壓力。各種供暖系統型式的總循環作用壓力的計算原則和方法。 進行第一種情況的水力計算時，可以預先求出最不利循環環路或分支環路的平均比摩阻Rpj，即 Pa/m （4-1）式中: P最不利循環環路或分支環路的循環作用壓力，Pa； L最不利循環環路或分支環路的管路總長度，m； a 沿程損失約占總壓力損失的估計百分數。 根據式中算出的及環路中各管段的流量利用水力計算圖表，可選出最接近的管徑并求出最不利循環環路或分

33、支環路中各管段的實際壓力損失和整個環路的總壓力損失值。 第一種情況的水力計算有時也用在已知備管段的流量和選定的比摩阻R值或流速值的場合，此時選定的R和值，常采用經濟值，稱經濟比摩阻或經濟流速。選用多大的R值(或流速值)來選定管徑，是一個技術經濟問題。如選用較大的R值(值)，則管徑可縮小，但系統的壓力損失增大，水泵的電能消耗增加。同時，為了各循環環路易于平衡最不利循環環路的平均比摩阻不宜選得過大。目前在設計實踐中，值一般取60120Pa/m為宜。第二種情況的水力計算，常用于校核計算。根據疆不利循環環路各管段改變后的流量和已知各管段的管徑。利用水力計算圖表，確定該循環環路各管段的壓力損失以及系統必

34、需的循環作用壓力，并檢查循環水泵揚程是否滿足要求。 進行第三種情況的水力計算，就是根據管段的管徑d和該管段的允許壓降P，來確定通過該管段(例如通過系統的某一立管)的流量。對已有的熱水供暖系統，在管段已知作用壓頭下，校核各管段通過的水流量的能力，以及熱水供暖系統采用所謂“不等溫降水力汁算方法，就是按此方法進行計算的。 當系統的最不利循環環路的水力計算完成后，即可進行其它分支循環環路的水力計算。暖通規范規定，熱水供暖系統最不利循環環路與各并聯環路之間(不包括共同管段)的計算壓力損失相對差額，不應大于15。在實際設計過程中，為了平衡各并聯環路的壓力損失，往往需要提高近循環環路分支管段的比摩阻和流速。

35、但流速過大會使管道產生噪聲。目前， 暖通規范，規定。最大允許的水流速不應大于下列數值：民用建筑 1.2m/s生產廠房的輔助建筑物 2m/s， 整個熱水供暖系統總的計算壓力損失，宜增加10附加值，以此確定系繞必需的循環作用壓力。4.2.2 確定最不利管路及水力計算方法 1、最不利環路就是單位管長允許的平均壓降的最小的環路，對于機械循環系統，一般為管路最長，阻力最大的環路。對于此系統選擇分支3立管2樓層6為最不利環路。2、熱水供暖系統管路水力計算的基本公式 熱水供暖系統中計算管段的壓力損失，可用下列公式表， （4-2）式中：計算管段的壓力損失，； 計算管段的沿程損失，； 計算管段的局部損失，； 每

36、米管長的沿程損失，； -管段長度，m。在實際工程設計中，為了簡化計算，采用“當量局部阻力法”或“當量長度法”進行管路的水力計算。 當量局部阻力法又稱為動壓頭法，是將管路的沿程損失轉變為局部損失來進行計算。設管段的沿程損失相當于某一局部損失Pj，計算公式表示如下： =d= Pa （4-3）式中：d-當量局部阻力系數；本設計即采用了這種方法。其中，管段的局部損失，可按下式計算： (4-4) 式中：管段中總的局部阻力系數4.2.3 水力計算方法本設計的計算過程同單管順流式熱水供暖系統管路的水力計算過程，將整個系統分為三個分支分別計算，計算步驟如下：1、首先在系統圖上，對各管段進行編號，并注明管段長度

37、和熱負荷。2、計算通過最遠立管分支3立管2的環路的總阻力，根據所選值Roj（60120 Pa/m），和每個管段的流量G的值，查閱供暖通風設計手冊中初選各管段的d、R、v的值，算出通過最遠立管的環路的總阻力。流量G的值可用以下公式計算得出： /h （4-5）式中： Q管段的熱負荷，W； 系統的設計供水溫度，； 系統的設計回水溫度，。3、計算通過最近立管分支1立管1環路的總阻力，計算方法同1，2兩部。4、求并聯環路分支1立管2的壓力損失不平衡率，使其不平衡率在5%以內，以確定通過分支1立管2和另外立管環路各管段的管徑。5、根據水力計算的結果，求出系統的的總壓力損失，及各立管的供、回水節點間的資用壓

38、力。6、根據立管的資用壓力和立管的計算壓力損失，求中間各并聯立管立管2的壓力損失不平衡率，使其不平衡率在10%以內，從而確定出分支1立管1分支三立管1各立管的管徑及各支管管徑。按上面的方法計算環路各管段的管徑，把整個系統的水力計算及不平衡率都算出來后，以附表的方式列在后面，詳見水力計算附表三。4.3 室外管網的水利計算4.3.1 敷設方式供熱管道的敷設方式分為架空敷設和地下敷設。本小區管網敷設均采用地下室直接敷設方式。敷設的平面圖如CAD圖所示。4.3.2 管徑確定確定管道的管徑計算過程如下：(1) 管段的計算流量就是該管段所負擔的各個用戶的計算流量之和，以此計算流量、確定管段的管徑和壓力損失

39、。Gn/=3.6Q n/(c(Tg-Th)Gn/-采暖熱負荷熱力網設計流量，t/h;Q n/-采暖熱負荷，KW;c-水的比熱容，KJ/Kg*,取C=4.1868 KJ/KgTg-各用戶相應的熱力網供水溫度，Th-各用戶相應的熱力網回水溫度， (2) 熱負荷計算:以1#住宅為例來說明采暖熱負荷熱力網設計流量的計算：Gn/=3.6721.86/4.1868（75-50）= 24.8t/h1#住宅的采暖熱負荷熱力網設計流量為24.8 t/h,同理，其他用戶的熱負荷為:2#住宅:24.8t/h. 3#住宅:33.49 t/h. 4#住宅:23.6 t/h.5#住宅:21.89t/h. 6#住宅:23.

40、13t/h(3) 主干線計算: 因為熱水網路各用戶所需要的作用壓差是相等的,所以從熱源到最遠用戶F為主干線,即主干線為:A-B-C-D-E-F.根據熱力網路水力計算的方法及步驟、供暖平面圖中管道的布置及管道附件的位置，以經濟比摩阻30-70Pa/m為計算基礎，范圍內,根據各管段的流量和平均比摩阻,查水力計算表確定管徑和實際比摩阻, 以AB為例:AB段設計流量Gn/=158.1t/h,由經濟比摩阻查水力計算表得:d=250mm,R=28.7Pa/m,v=0.82m/s.同理,其他干管的計算也如此,分別于表4-1中。管段AB的局部阻力當量長度可查閱供熱工程附錄2-2.結果為:一個閘閥3.73m折算

41、長度lzs=3.4+3.73=7.13m,管段AB的壓力損失P=Rlzs=204.6Pa計算結果計入表4-1.用同樣的方法計算其他干管的管徑和壓力損失. (4) 支線計算以支管BL為例說明水力計算過程管段BL的資用壓力為: P=PBC+PCD+PDE+PEF =1752.3+1039+6680+4556.7=14029Pa.管段BL的估算比摩組為:R=P/lbj(1+aj),其中aj=0.6,則R=923Pa/m根據BL的流量10.3t/h和R查水力計算表得d=65mm, R=752.1Pa/mv=1.780m/s,其當量長度ld=2*1.28+3.82=6.38m,則折算長度lzs=9.5+

42、6.38=15.88m, P=Rlzs=752.115.88=11946Pa,不平衡率X=(14029-11943)14029=14.8%15%,所以平衡率滿足要求。同理:其他支管計算方法與此相同, 現將各管段的計算結果列入表4-1.外網水利計算簡圖 圖4-1外網水利計算表： 表4-1管段標號計算流量G(t/h)管段長度l(m)局部阻力當量長度之和ld(m)折算長度lzh（m）公稱直徑d(m)流速v（m/s）比摩阻R(pa/m)管段壓力損失P(Pa)直線不平衡率（%）主干線AB 3.43.737.132500.8228.7204.63 BC128.715.89.2425.042001.1170

43、1752.80 CD95.218.88.427.22000.8238.21039.04 DE70.437.321.5658.861501.15113.56680.61 EF24.888.331.93120.231250.5937.94556.72 支線EG45.523.38.832.11251.06113.53643.35 GH23.644.414.7559.151250.8832.11898.72 12.0 GI21.929.34.9534.251250.8129.41006.95 2.0 DJ24.864.217.3481.541001.3512410110.96 10.0 CK33.53

44、7.317.3454.641000.78222.2312142.65 1.0 BL23.19.56.3815.88651.78752.111943.35 14.8 第五章 換熱站設計本設計所用的熱水為市政外網熱力供水。已知小區換熱站的設計基本參數為：外網所提供95/70熱水，因為建筑所選用的是低溫采暖，需要建一所換熱站以滿足設計需要。換熱后散熱器采暖供回水溫度75/50，采暖補水為軟化水（全自動），定壓采用補水泵變頻定壓形式，采暖水溫要求自動控制。換熱站內設備結構緊湊，布局合理，經濟耐用。（一）換熱器的選擇及片數計算由于本設計中，冷，熱介質的流量是不相等的，所以，在設計選擇時，我們選擇采用，不

45、等截面積的“人”字型波紋板式換熱器，這種換熱器可以實現1對2或者更高的比例的換熱。本設計中采用的有秦皇島同力達公司生產的波紋板式換熱器，采用BR35型板式換熱器。它可以實現冷，熱介質2對1的換熱。介質的推薦流速為0.10.5m/s,本設計取0.38m/s，此換熱器的傳熱系數為4000W/m2。本小區的散熱器供暖總負荷為Q=1.14412.5KW=4.85MW， （5-1）式中 F 換熱器的傳熱面積，m2； Q 換熱量，W；K 傳熱系數，W/m2； B 考慮水垢的系數； 對數平均溫差，。 （5-2）式中 熱媒入口及熱媒出口處的最大、最小溫差，；散熱器供暖的=20所以供暖的換熱器的傳熱面積F=80.8m2由于BR35型板式換熱器的單片換熱面積是0.35 m2所以采暖的換熱器的片數為80.8/0.35=230.9片，取231片（二） 循環水泵的選擇 （5-3）式中 G 循環水泵的流量，m3/s； Q 負擔建筑物的總換熱量，W； 系統的供回水溫度差，； 水的密度，kg/m3； c水的比熱，J/kg； 1.1安全余量。散熱器供暖總流量為 =151.8 m3/h 循