室內采暖課程設計設計題目：長春市時尚新苑小區采暖系統設計專業年級： 學生姓名: 學號: 指導教師： 課程設計任務書一、 設計題目長春市時尚新苑小區采暖系統設計二、 原始資料1、 建筑物修建地點：長春市。2、 土建資料：建筑物的平、立面圖。3、 其他資料：熱源：獨立鍋爐房；設計供回水溫度：；建筑物周圍環境:室內、無遮擋。三、設計內容和要求1、 設計應包括以下主要內容：（1） 計算供暖設計熱負荷（2） 布置管道和散熱設備、選擇計算散熱設備（3） 管道的水力計算及附屬設備的選擇2、 說明書要闡述設計方案主要依據和基本計算公式。說明書的文字要簡練，字跡要工整。說明書中要有以下幾張表格和附圖：（1） 房間圍護結構耗熱量計算表（2） 散熱器計算表（3） 管路水力計算表、局部阻力系數統計表（4） 管路水力計算簡圖3、 繪制的圖紙圖面要全面，圖中各項內容符合制圖要求，要有文字說明.要有以下圖紙：（1）采暖系統平面圖（2）采暖系統圖目錄略。..長春市時尚新苑小區采暖系統設計1采暖設計熱負荷的計算1.1氣象資料供暖室外計算溫度tw=—23°C，冬季室外平均風速vw=4.2m/s,冬季主導風向及頻率:SW,20%,冬季日照率：66%,冬季大氣壓力:99。40kpa,最大凍土層深度1。69m.1。2土建資料1）建筑平面圖（已知）2） 屋頂構造圖：它的構造是：1、 預制細石混凝土板25mm，表面噴白色水泥漿；2、 通風層=200mm；3、 卷材防水層；4、 水泥砂漿找平層20mm；5、 保溫層，瀝青膨脹珍珠巖125mm;6、 隔氣層；7、 現澆鋼筋混凝土板70mm;8、 內粉刷。屬于II型，傳熱系數K=0.48W/（皿-K）。3） 墻體構造墻的構造是：1、 磚墻2、 泡沫混凝土3、 木絲板4、白灰粉刷屬于I型，傳熱系數K=0。78W/(m*K).外門窗規格參見圖紙中給定尺寸.采用雙層鋼窗傳熱系數：3。01W/(m*K).采用雙層門(金屬框)傳熱系數：3。26W/(皿-K)。1.3計算采暖設計熱負荷采暖設計熱負荷的計算應根據房間熱平衡來計算.室內供熱系統設計時，是按在冬季室外計算溫度下連續計算溫度下連續供暖來考慮的.首先分房間計算圍護結構的耗熱量，然后求整個建筑物的熱負荷。1。3.1圍護結構耗熱量《規范》中所規定的“圍護結構的耗熱量〃實質上是圍護結構的溫差傳熱量、加熱由于外門短時間開啟侵入的冷空氣的耗熱量以及一部分太陽輻射熱量的代數和。為了簡化計算，《規范》規定，圍護結構的耗熱量包括基本耗熱量和附加耗熱量兩部分。1。3.1。1圍護結構的基本耗熱量圍護結構基本耗熱量，可按下列公式計算：式中一圍護結構的熱負荷，W；K「一j部分圍護結構的傳熱系數,W/(m2?°C)；-—j部分圍護結構的面積，皿；tR-—冬季室內計算溫度，C；to.w——冬季供暖室外計算溫度，C；a——圍護結構的溫差修正系數。室內溫度tR的確定查有關資料可以知道，住宅類建筑冬季室內溫度tR取值按下表:表1-1住宅類建筑冬季室內溫度房間功能室內溫度臥室、起居室18?20°C廚房15°C走廊14~16C廁所16?18C浴室25C2） 室外溫度的確定冬季供暖室外計算溫度可由手冊查得to.w為—23;1。3.1.2圍護結構的附加耗熱量1）朝向修正率不同朝向的圍護結構，受到的太陽輻射熱量是不同的；同時，不同的朝向，風速和頻率也不同。因此，《規范》規定對不同的垂直外圍護結構進行修正。其修正率為：北、東北、西北朝向： 0?一10%；東、西朝向： -5%；東南、西南朝向： -10%?一15%；南向： 一15%?-30%；2）風力附加在《規范》中明確規定：只是在不避風的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物以及城鎮、廠區內特別突出的建筑物，垂直的圍護結構熱負荷附加5%?10%。本設計中城市處在內陸，所以不考慮風力附加。3） 外門附加為加熱開機外門時侵入的冷空氣，對于短時間開啟無熱風幕的外門，可以用外門的基本耗熱量乘上表中查出的相應附加率。陽臺門不應考慮外門附加率。表1-2外門附加率（％）建筑物性質附加率民用建筑或工廠的輔助建筑物，當樓層為n時有兩個門斗的三層外門有門斗的雙層外門無門斗的單層外門60n80n65n4）高度附加由于室內溫度梯度的影響，往往使房間上部的傳熱量加大。因此規定：當房間凈高超過4m時，每高出1m，附加率為2%，但最大附加率不超過15%。本設計中房間層高均為3m，所以根據這個規定，本次設計不需考慮高度附加率。1。3。1.3門窗縫隙滲入冷空氣的耗熱量由于縫隙寬度不一，風向、風速的頻率不一，因此由門窗縫隙滲入的冷空氣量很難準確計算。《規范》推薦，對于多層和高層民用建筑，可按下式計算門窗縫隙滲入冷空氣的耗熱量：式中--為加熱門窗縫隙滲入的冷空氣耗熱量，W；L——滲透冷空氣量，m3/h，對多層建筑可按換氣次數法計算；Pao 采暖室外計算溫度下的空氣密度，kg/m3，本設計中取1°37kg/m3；c 空氣定壓比熱，c=1kJ/（kg?°C）;th 米暖室外計算溫度，C。當無確切數據時，多層建筑可按下表推薦值計算滲透冷風量，表中換氣次數是風量（m3/h）與房間體積（m3）之比，單位為h-1（次/h）。因此，房間滲入冷風量即等于表中推薦值乘以房間體積。表1-3換氣次數房間類型一面有外窗的房間兩面有外窗的房間三面有外窗的房間門廳換氣次數（h—1）0.50.5?1.01.0?1。52。01.3。1。4最小傳熱熱阻的計算利用公式式中，一-最小總熱阻，；——冬季室內計算溫度，；——冬季室外計算溫度，；——溫差修正系數；-—圍護結構內表面換熱熱阻，；——室內溫度與外圍護結構內表面的允許溫差。圍護結構熱惰性指標可按下式計算：式中，-—各層材料的導熱熱阻，；-—各層材料的蓄熱系數，。屋頂：查得，=4，=1.0,=—26，則該屋頂屬于II型圍護結構，屋面的實際傳熱阻=1.91，可見，該屋頂的實際傳熱阻大于最小傳熱阻值，滿足規定，故II型圍護結構合適，可采用II型圍護結構。外墻：查得,二6，=1.00，=—23，則該外墻屬于I型圍護結構，外墻的實際傳熱阻=1。11,可見，該外墻的實際傳熱阻大于最小傳熱阻值，滿足規定，故I型圍護結構合適，采用I型圍護結構。具體步驟及方法如下：1） 圍護結構的耗熱量計算2） 冷風滲透耗熱量計算3） 房間總采暖熱負荷：數據見附表1。2采暖熱媒和采暖系統的選擇2.1采暖熱媒的選擇由設計給定，采用95/70的熱水熱媒采暖。2。2采暖系統的確定采暖系統機械式水平雙管同程式供暖系統.3散熱器的選擇與計算3.1散熱器的選擇選鑄鐵四柱813型散熱器.其尺寸為。其性能表如下：表3-1鑄鐵四柱813型散熱器性能表散熱面積（m7片）水容量（L/片）重量（kg/片）工作壓力（MPa）低壓高壓0.281。480.50。83.2散熱器的計算3.2。1散熱器散熱面積的計算散熱器的散熱面積可按下式計算：式中：一一散熱器的散熱面積，；--散熱器的散熱量，；——散熱器的傳熱系數,7。87；——散熱器的片數修正系數，表3-2散熱器組裝片數修正系數B1~每組片數 （6 6?10 11?20 〉20七 0.95 1。00 1。05 1。10-一散熱器連接形式修正系數，選用同側上進下出=1.0；——散熱器安裝形式修正系數,選用明裝形式=1。02.3。2.2散熱器熱媒平均溫度的計算對于熱水采暖系統可根據下式計算：式中:-一散熱器內熱媒的平均溫度，;——散熱器進水溫度，；——散熱器出水溫度，.對于雙管熱水采暖系統，散熱器的進水、出水溫度，即為供暖系統的供水、回水溫度.3。2.3散熱器的傳熱系數值散熱器的傳熱系數值是指當散熱器內熱媒平均溫度與室內計算溫度之差為1時，每平方米散熱面積傳遞給室內空氣的熱量，它是決定散熱器總散熱量多少的關鍵指標。要對散熱器傳熱系數進行精確的解析計算十分困難。在實際工作中，散熱器的傳熱系數值是通過一系列的實驗確定的。常見的散熱器傳熱系數可通過查表查得.本設計為方便計算，取散熱器的傳熱系數為7.87.3。2.4散熱器片數的計算在散熱器面積求得后，可按下式計算所需散熱器的片數，即式中：一一某組散熱器的片數；-一每片散熱器的散熱面積，，可在有關產品說明或設計手冊中查得，本設計中。在計算散熱器的散熱面積時，由于每組片數未定，故先不考慮片數修正系數（即取），當散熱器片數求出后在乘以相應的修正系數，得到每組散熱器的實際片數。散熱器片數只能是整數，如果計算出的值不為整數時，可根據下列原則進行取舍：（1） 對柱型、長翼型、板型、扁管式等散熱器，散熱面積的減少不宜超過0。1；（2） 對串片式、圓翼型散熱器，散熱面積的減少不宜超過計算面積的10%。下面以201室為例確定所需的散熱器片數。具體步驟及計算方法如下：1）計算散熱器內熱媒平均溫度利用公式二°c；2） 散熱器的傳熱系數查得。3） 求散熱器片數（，，。02）鑄鐵四柱813型散熱器，101室散熱器片數為： 片；片取12片。其余房間散熱器片數為見附表2。根據要求細柱型（813）每組＜25片，所以根據具體情況將各層的散熱器分組.4管道的水力計算4。1熱水供暖系統管路水力計算的基本原理要保證供暖房間的計算溫度，首先必須保證進入各散熱器的水流量符合設計要求.管路水力計算的目的就是在保證系統中各管段及散熱器中的水流量符合設計要求的前提下，確定系統各管段的管徑及系統的壓力損失。所謂壓力損失是指單位重量流體從一個位置流動到另一位置時，由于克服流動阻力所消耗的能量。根據阻力產生的部位不同，通常把阻力分為沿程阻力和局部阻力。與此相應,流體在管道中克服沿程阻力所消耗的能量稱之為沿程壓力損失，而克服局部阻力所消耗的能量稱之為局部阻力損失。系統的壓力損失是確定系統的工作壓力及水泵揚程的依據。熱水供暖系統中，各計算管段的阻力可用下式表示，即式中，一計算管段的總阻力，；——計算管段的沿程阻力，;計算管段的局部阻力，；4。1。1沿程阻力各計算管段的沿程阻力計算如下：式中，一一每米管長的沿程阻力，或稱比摩阻，；——計算管段的長度，.4.1.2沿程阻力式中，-—動壓，Pa——局部阻力系數因此，可分別確定系統中各計算管段的沿程阻力和局部阻力，兩者之和即為該管段的總阻力值，也就是該管段總的壓力損失.4.2水力計算的方法熱水供暖系統的水力計算，可分為等溫降法和變溫降法。等溫降法的計算特點是預先規定每根立管的水溫降，系統中各立管的供、回水溫度都取相同的數值，在這個前提下來計算流量。這種方法的任務的兩種方法通常是：一種是已知各管段的流量，給定最不利環路各管段的管徑；另一種是根據給定的壓力損失，選擇流過給定流量所需要的管徑。因為所給的系統是供回水的溫差是25，所以選用的水力計算的方法是等溫降法。4.3水力計算的步驟4。3。1計算最不利環路一個采暖系統中，有多個環路。一般設計計算時，從最不利環路開始.根據和已知的各管段設計流量，查水力計算表，得到在設計流量下各管段的管徑和實際比摩阻的數值。如果作用壓頭未知，也可用設計實踐中通常采用的推薦摩阻值60?120來確定出最不利環路各管段的管徑和對應的實際比摩阻。最不利環路的壓力損失為它所有的串聯管段阻力損失之和.式中，-一最不利環路阻力損失，;——環路中任一串聯管段的比摩阻，;一-環路中任一串聯管段的長度，；——環路中任一串聯管段的局部阻力損失，；一-環路中任一串聯管段的局部阻力損失的當量長度，；——環路中任一串聯管段的折算長度，.4。3。2計算富裕壓頭值和富裕度比較系統可資利用的作用壓頭和計算出的總阻力損失，求出富裕壓頭值。系統的作用壓頭應留有10%以上的富裕度，用于考慮設計計算中未計入的損失.即：式中，一-系統作用壓頭的富裕度，%；-一最不利環路的作用壓頭，；一-最不利環路的總阻力損失,.如不滿足上式，則需要調整環路中某些管段的管徑.如，則要增大串聯管路中某一個或幾個管段的管徑，減小阻力損失；如遠大于10%，則要減少某一個或幾個管段的管徑，增大阻力損失。如用減小管徑的辦法來減少阻力損失已無可能，可借助于減小用戶入口閥門的開啟度來增加阻力損失.4.3.3計算阻力損失及不平衡率在等溫降方法中,流量已事先計算出來。為了防止實際運行時通過的流量過分偏離計算流量，設計時力求使并聯管路的資用壓力與阻力損失相等。然而由于管徑規格的限制，這一等式常常是不易實現的.因此在確定阻力損失時允許并聯環路的阻力損失不平衡，只要不平衡率不大于，都認為符合要求.可用下式計算。式中， 一一并聯管路的阻力損失不平衡率,％;——資用壓力，；—-計算阻力損失，。為了減少和避免水平失調，一種方法是安裝閥門（最好采用調節閥）或孔板將剩余資用壓力消耗掉。有時還將恒溫閥與調節閥配合使用。下面以環路1為例，進行水力計算。見水力計算簡圖.1） 選擇環路12） 計算各管段的流量根據公式計算各管段的流量。式中， 一管段的水流量,kg/h；一管段的熱負荷，；-系統的設計供水溫度，；一系統的設計回水溫度,.管段1的流量其余管段流量計算方法同管段1。3） 確定各管段的長度L以管段1為例L=2。4） 確定各管段的管徑、流速、比摩阻查水力計算表可求得各管段的管徑、流速、比摩阻.查得管段1的管徑，管內流速，比摩阻為。5） 計算各管段的沿程阻力利用公式計算各管段的沿程阻力.管段1的沿程阻力為6） 確定各管段的局部阻力管段1局部阻力為7） 確定各管段的總阻力根據公式計算各管段的總阻力。管段1總阻力為利用同樣的方法計算其他管段的阻力。進而求得立管1的總阻力為。用同樣的方法計算。現將各立管的水力計算見附表3.5輔助設備的選擇及計算5.1排氣閥的選擇排氣閥，俗稱放氣門或跑風門，是安裝在散熱器上的一種排氣裝置。熱水采暖系統中一般使用手動排氣閥，安裝在散熱器的上部，定期擰開排氣閥上的旋塞，排除散熱器中的空氣。選用ZP-I型自動排氣閥，外形尺寸為158X90X125。5.2截止閥的選擇截止閥是指后閥件（閥瓣）沿閥座中心線移動的閥門，在管道上主要作切斷用。閥體形式一般分為直通式、角式和直流式。優點：密封性較好;密封面檢修較方便；開啟高度小。缺點:介質流動阻力大;結