小高层住宅楼分户采暖与热力站、热力管网设计.doc

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1、 内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书 题 目：包头民主路 6#街坊小高层住宅楼分户采暖与热力站、热力管网设计 姓 名：学 号：专 业：班 级：导 师：包头民主路包头民主路 6#街坊小高层住宅楼分户采暖与热力站、热力管网设计街坊小高层住宅楼分户采暖与热力站、热力管网设计 摘摘 要要 本设计是包头民主路 6街坊小高层住宅楼分户采暖与热力站、热力管网设计。要求根据给定的建筑资料和原始资料，设计一套经济合理的室内采暖与室外热网系统。根据建筑的功能及用途，本设计采用低温热水采暖，同时其系统形式主要采用下供下回异程式双管系统。供回水管敷设在地面的垫层内，以保证建筑的美观，另外此系统可以分层施工，分期投入

2、使用。本次的外网设计是为了满足室内的热水供应，管网采用支状管网，其布置简单造价较低，运行管理比较方便。与用户的连接形式采用直接连接。敷设方式采用直埋敷设，其造价低，施工快，维护简单，使用寿命长。本设计最终达到目的，一是使本建筑的供热安全可靠，经济合理，为该建筑提供一个完善的供热系统；二是设计一套安全可靠，经济合理的热网系统。关键词：关键词：热水采暖 分户计量 外网设计 热力站 The Design Of Household Heating System Of Small High-Level Building And Thermal Stand、Thermal Network For The

3、Minzhu Road#6 Neighborhoods In Baotou Abstract This design is the household heating system of small high-level building and thermal stand、thermal network for the Minzhu road#6 neighborhoods In Baotou.Under the given information and raw data of architecture,design a set of indoor and outdoor thermal

4、heating system which is economy and rationality.According to the function and purpose of building,this design use low-temperature water heating,while the system use downfeed and two-pipe direct return system.The supply and back pipes lay on the cushion of the ground,to keep the beauty of the buildin

5、g.And this project can carry out at the different time.That is this system can be layered construction,and operation phases.The outside heat-supply network of the project is designed to meet the indoor water supply.The form of the pipe is tree-shaped heat-supply network;this network is simple and lo

6、w cost.The operation and management is more convenient.The form of connection with the user is a direct connection.The laying form of the pipe is directly buried installation,and the feature of this form is low cost and fast construction,simple maintenance and long service life.The purpose of this d

7、esign:Firstly,to keep economic rationality safe and reliable heating supply for the building,and provide a complete heating system for the district;secondly,to design a safe,reliable,economical and rational system of heat supply network.Keywords:hot water heating based heat metering outside network

8、design thermal stood 目 录 摘 要.1 Abstract.2 引言.6 1.室内采暖设计.7 1.1.设计原始资料.7 1.1.1.建筑工况.7 1.1.2.建筑资料.7 1.2.室内外设计参数.8 1.2.1.室外设计参数.8 1.2.2.室内设计参数.10 1.3.供暖设计热负荷设计计算举例.10 1.3.1.室内外设计计算参数确定.10 1.3.2.围护结构传热系数确定.10 1.3.3.校核围护结构最小传热阻.12 1.3.4.基本耗热量计算.14 1.3.5.附加耗热量.14 1.3.6.面积热指标.19 1.4.供暖系统形式的选择及确定.19 1.4.1.采暖

9、系统的分类.19 1.4.2.方案的确定.21 1.5.散热器的选择及布置原则.21 1.5.1.散热器的选择及要求.21 1.5.2.散热器的选择原则.22 1.5.3.散热器的布置原则.23 1.5.4.散热器的选择计算.23 1.6.系统水力计算.26 1.7.管材与管件.31 1.8.供暖系统与热水网路的连接方式.32 2.供热管网的设计.33 2.1.室外供热管道的平面布置类型.33 2.2.供热管道的布置原则.33 2.3.热网系统的设计计算.34 2.3.1.设计热负荷.34 2.3.2.室外管网水力计算.35 2.4.室外供热管道的敷设方式.39 2.4.1.敷设方式.39 2

10、.4.2.供热管道及其附件.41 2.5.管道的保温与防腐.44 2.5.1.保温的目的.44 2.5.2.保温材料的选择原则.44 2.5.3.保温材料的选择.45 2.5.4.管道的防腐.45 3.换热站设计.46 3.1.设计基本参数的确定.46 3.2.换热量的确定.46 3.3.换热器形式确定与设计计算.46 3.3.1.换热器形式的确定.46 3.3.2.换热器型号的选择与计算.47 3.4.换热站其他设备的选择与计算.50 3.4.1.热水循环水泵的选择与计算.50 3.4.2.补水泵的选择与计算.51 3.4.3.加压泵的选择与计算.52 3.4.4.补水箱选择.53 3.4.

11、5.除污器与软水器的选择.53 3.4.6.设备管道的保温.54 3.4.7.管道的防腐处理.54 总结.55 参考文献.56 附录 A 外文文献翻译.57 附录 B 系统草图.108 附录 C 负荷计算表.109 附录 D 符合汇总表.110 附录 E 散热器片数计算表.111 附录 F 水力计算表.115 致谢.121 引言引言 毕业设计是大学生涯的最后一门课程，对于每个学生来说都是很重要的。它是对学生四年所学知识的全面的、完整的总结，同时也考核了学生对所学课程的掌握程度。经过四年的大学学习，我对本专业的基本知识有了一定的了解，但是我的理解多数是停留在课本理论上的，并不完全清楚这些知识在实

12、际中应该如何应用。但这次的毕业设计综合了以前我所学的知识，也使得理论与实践能够有机的结合起来。本次毕业设计我的设计题目是包头民主路 6街坊小高层住宅楼分户采暖与热力站、热力管网设计，该建筑为一栋十一层的民用建筑，建筑面积为 213332m，经过计算该建筑的总负荷为 582116W。其中主要任务是对该建筑进行分户采暖与热网设计。对于采暖主要是为了保持一定的室内温度，以创造适宜的生活条件或工作条件；对于室外热网的设计，主要是为了满足供暖水的流量，以确保室内供暖达到要求。本次设计为我以后的工作及学习打下了一个良好的基础，在设计过程中虽然得到了指导老师和同学的大力帮助，但是我知道我的知识水平有限，设计

13、仍有不足之处，还恳请各位老师、读者提出批评和指正。1.1.室内采暖设计室内采暖设计 1.1.1.1.设计原始资料设计原始资料 1.1.1.1.1.1.建筑工况建筑工况 建筑名称：包头民主路 6街坊小高层住宅楼分户采暖与热力站、热力管网设计 建筑位置：包头市 建筑面积：21333 建筑高度：31.9 米 建筑层数：11 层 结构体系：钢筋混凝土框架结构 主要功能：住宅 1.1.2.1.1.2.建筑资料建筑资料 根据建筑图纸所给的说明，建筑的维护结构如下。（1）建筑平面图及剖面图（见图纸）。（2）顶棚大样图、窗户及门见规格表（见图纸）。图 1.1 顶棚结构图 1.保护层（水泥砂浆）30mm；2.炉

14、渣找坡层 70mm；3.聚苯板保温层 100mm；4.钢筋混凝土结构层 120mm；（3）外墙体构造：图 1.2 墙体结构图 1.外抹灰 30mm；2.聚苯板保温层 70mm；3.钢筋混凝土层层 250mm；4.内抹灰 30mm；1.2.1.2.室内外设计参数室内外设计参数 1.2.1.1.2.1.室外设计参数室外设计参数 供暖室外计算温度如何确定，对供暖系统设计有很关键性的影响。如采用过低的采暖室外计算温度，式系统的造价增加；如采用值过高，则不能保证供暖效果。我国现行的暖通规范采用了不保证天数方法确定北方城市的供暖室外计算温度值。规范规定：“供暖室外计算温度，应采用历年平均不保证 5 天的日

15、平均温度”。对大多数城市来说，是指 1951-1980 年共 30 年的气象统计资料里，不得又多于 150 天的实际日平均温度低于所选定的室外计算温度值。通过对许多城市的气象资料统计分析，采用不保证 5 天的方法确定冬季室外采暖温度值，使我国大部分城市的室外采暖计算温度值普遍提高了 1-04 C（与采用热惰性原理对比），从而降低了供暖系统的设计热负荷并节约了费用，而对人们居住条件则物甚影响。我国北方一些城市的供暖室外计算温度值，详见供暖通风设计手册。冬季“主导风向”即为“虽多风向”，采用的是累年最冷 3 个月平均频率最高的风向，风向的频率指在一个观测周期内，某风向出现的次数占总数的百分数，主要

16、用来计算冷风渗透耗热量。用四个字母 ESWN 分别表示东南西北四个方向，其它方位用这四个字母组合表示风的吹向，即风从外面刮来的方向。当风速小于 0.3 米秒时，用字母 c 来表示，各地区冬季主导风向可参见 供热手册，如哈尔滨主导风向为 SSW，安达主导风向为 NW，即分别表示为南西南风和西北风。冬季 FI 照率(冬季日照百分率)，采用历年最冷 3 个月平均日照率的平均值，系指在一个观测周期(全月)内，实测日照总时数占可照总时数的百分率，用来确定朝向修正率。包头市室外气象参数如下：表 1.1 气象参数表 采暖室外计算温度（）：-16.8 设计计算用采暖日期数（日）：164 冬季室外平均风速：（m

17、/s）1.1 冬季最多风向:NW 冬季室外大气压力(Pa):90307 极端最低温度（）：-30.5 最大冻土深度（cm）143 海拔（m）1063 北纬 4049 东经 11141 备注：本设计所在地区包头市在规范中没有数据，采用呼和浩特地区计算。1.2.2.1.2.2.室内设计参数室内设计参数 室内设计参数均取自供暖通风设计手册。1.3.1.3.供暖设计热负荷设计计算举例供暖设计热负荷设计计算举例 1.3.1.室内外设计计算参数确定室内外设计计算参数确定（1）供暖室外计算温度wt：查供暖通风设计手册，得知包头地区wt=-16.8；（2）供暖室外计算风速：查供暖通风设计手册，得知包头地区 D

18、 冬季计算风速为 1.1 m/s；（3）供暖室内设计计算温度nt：根据公共建筑节能设计标准（GB50189-2005），用户内的温度取nt=18。1.3.2.1.3.2.围护结构传热系数确定围护结构传热系数确定 （1）外门：2.52W/(m)；（2）外窗：3.49 W/(m)；（3）外墙的组成：聚苯板保温层 70mm（0.042 W/(2m)）；内外各抹灰 30cm 厚（0.87W/(2m)）；普通砖 250mm （0.81W/(2m)）；墙的传热系3数由下式求出：111iniwK W/(2m)式（1.1）式中：k-围护结构传热系数 i-围护结构各层的厚度，cm;i-围护结构各层材料的导热系数

19、，W/(m)n-围护结构内表面的换热系数，W/(2m)；w-围护结构外表面的换热系数，W/(2m)。其中：n=8.7 W/(2m)；w=23 W/(2m)。由式（2-1）求得：外墙的传热系数 23181.025.0042.007.087.006.07.811k=0.454 W/(2m)由式（2-1）求得：内墙的传热系数 23181.025.087.006.07.811k=1.87 W/(2m)（4）屋顶的组成：炉渣找坡层 70mm =0.29 W/(2m)；保护层（水泥砂浆）30mm =0.87 W/(2m)；聚苯板保温层 100mm =0.042 W/(2m)；钢筋混凝土结构层 120mm

20、=1.74 W/(2m)。其中：n=8.7 W/(2m)；w=18.6 W/(2m)由式(2-1)得出：屋顶的传热系数 23129.007.042.01.074.112.07.811k=0.347 W/(2m)1.3.3.1.3.3.校核围护结构最小传热阻校核围护结构最小传热阻 首先确定围护结构的传热系数和热惰性指标 D 值。砖墙及水泥砂浆的一些热物理特性值可从表 3.1-82查得：表 1.2 建筑材料热物理性能计算参数 材料名称 密度 3kg m 导热系数 2W m 蓄热系数s 2W m 比热c gJ k 厚度mm 水泥、细沙 1600 0.81 10.12 1050 30 聚苯板 30 0

21、.042 0.36 1380 70 砖体 1800 0.81 10.43 1050 250 水泥、细沙 1600 0.81 10.12 1050 30 保护层 1600 0.81 10.12 1050 30 炉渣找坡层 1000 0.29 4.40 920 70 聚苯板保温层 30 0.042 0.36 1380 100 钢筋混凝土层 2500 1.74 17.20 920 120 1.校核外墙最小传热热阻 (1)外墙组成：聚苯板保温层（0.042 W/(2m)内抹灰 30cm 厚(0.87 W/(2m)；外抹灰 30cm 厚(0.87 W/(2m)；普通砖 250mm（0.81W/(2m)）

22、；围护结构的传热热阻0R2 011iniwR W/(2m)式（1.2）外墙：OR=2.20W/(2m)；(2)结构的最小传热热阻 本围护结构属于轻型结构(型)围护结构冬季室外计算温度 minweptt26.7；其中：minpt累年最低日平均温度，；根据下列公式：2 yewnnOtttaRR)(.min.式（1.3）式中：0 minR围护结构的最小传热热阻，W/(2m)；nt-采暖室内计算温度 nR围护结构内表面的传热热阻，W/(2m)；其中：nR=0.11 W/(2m)；yt 允许温差,oC；其中：yt=6.0 oC；a围护结构温差修正系数。其中：对于外墙、平屋顶及直接接触室外空气的楼板，a=

23、1.0 把查得的数据代入式(2-3)得:min.OR0.856 W/(2m)该围护结构的实际传热热阻0R大于最小传热热阻0 minR 根据以上计算知：满足规定。说明：本公式不适用于窗、阳台门和天窗。砖石墙体的传热阻，可比式的计算结果小 5。外门(阳台门除外)的最小传热阻不应小于按采暖室外计算温度所确定的外墙最小传热阻的 60。当相邻房间的温差大于 10时，内围护结构的最小传热阻，亦应通过计算确定。当居住建筑、医院、幼儿园、办公楼、学校和门诊部等建筑物的外墙为轻质材料或内侧复合轻质材料时，采用轻型结构时，其外墙最小传热阻在按式计算结果的基础上进行附加。1.3.4.1.3.4.基本耗热量计算基本耗

24、热量计算 在工程设计中，围护结构的基本耗热量是按一维稳定传热过程进行计算的，即假设在计算时间内，室内、外空气温度和其它传热过程参数都不随时间变化。对室内温度容许有一定的波动幅度的一般建筑物来说，采用稳定传热计算可以简化计算方法并能基本满足要求。建筑物围护结构的耗热量，包括基本耗热量和附加耗热量两部分。基本耗热量是通过房间个部分围护结构（墙，屋顶，地面、门、窗等），由于室内外空气的温度差，从室内传向室外的热量。附加耗热量是对于围护结构的朝向、风力、气象条件等不同，对基本耗热量的修正。而围护结构的基本耗热量是房间的得热量与失热量的总和。耗热量计算时，通常对于隔墙两边温度差不超过5C 时不计算传热量

25、，本设计中小区楼层室内采暖温度采用的是同一温度，不需要进行内部传热计算。但是户间考虑不采暖时的5C 温差。卫生间也考虑与相邻房间的5C 温差，用来给卫生间安装散热器。围护结构的基本耗热量按下式计算2 jjjnwQK F tt 式（1.4）式中：jQj 部分围护结构的基本耗热量，W；jKj 部分围护结构的传热系数，2W m jFj 部分围护结构的表面积，2m；nt 冬季室内计算温度，；wt冬季室外空气计算温度，；围护结构的温差修正系数。1.3.5.1.3.5.附加耗热量附加耗热量 围护结构的基本耗热量是在稳定条件下计算得出的。实际耗热量会受到气象条件以及建筑物因素等各种影响而有所增减。所以要对房

26、间围护结构的基本耗热量进行修正。修正后的耗热量即为附加耗热量。通常按基本耗热量的百分率计算。包括朝向修正，风力附加和高度附加等。基本耗热量还不是建筑物围护结构的全部耗热量，因为建筑物围护结构的耗热量还与它所处的地理位置及它的形状等因素(如朝向、风速、高度等)有关，这些因素在计算它的基本耗热量时并没有考虑进去。在附加耗热量中，应按其占基本耗热量的百分率确定。（1）朝向修正 不同朝向的围护结构，受到的太阳辐射热量是不同的；同时，不同的朝向，风的速度和频率也不相同。因此规范规定对不同的追只外围护结构进行修正。其修正率为：北、东北、西北朝向：0 东、西朝向：-5%东南、西南朝向：-10%-15%南向：

27、-10%-25%本设计中朝向修正系数取：北向为 0；南向为-25%；东、西向取-5%。（2）高度附加 当房间净高超过四米时，每增加一米，附加率为 2%，但最大附加率不超过 15%。应注意：高度附加率应加在基本耗热量和其他附加耗热量（进行风力，朝向，外门修正之后的耗热量）的总和上。因为该住宅楼层高为 2.9m，所以不考虑高度修正。（3）风力附加 在规范中明确规定：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高的建筑物，垂直的外围护结构热负荷附加 5%10%。该教学楼建于市区内，所以本设计不考虑风力附加。（4）冷风渗透耗热量按渗透法计算 在风压和热压的作用下，室外的冷空气通过门、窗

28、等缝隙渗入室内，被加热后逸出。当未对采暖房间的门、窗缝隙采取密封措施时，冷空气就会通过门、窗缝隙渗入到室内，把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量，称为冷风渗透耗热量。在各类建筑物特别是工业建筑的耗热量中，冷风渗透耗热量所占比例是相当大的，有时高达 30左右，所以门窗缝隙渗透冷空气耗热量的计算显得尤为重要。根据 供暖通风设计手册，沈阳市的冷风朝向修正系数：北向 n=0.71，东向 n=0.08，南向 n=0.23，西向 n=0.71。在冬季室外平均风速为 1.1 m/s 下，双层钢窗的每米缝隙的冷风渗透 L=0.63m h m。经门窗缝隙冷空气渗入室内总空气量4：VlLn 式（1.

29、5）式中：l门、窗缝隙的长度计算，m；L每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，3m/h m：n渗透空气量的修正系数。冷风渗透耗热量按下式计算4，0.278iwpnwQVctt 式（1.6）式中：iQ冷风渗透耗热量,W；V经门、窗缝隙渗入室内的总空气量，3m/h；w供暖室外计算温度下的空气密度，3gkm；pc冷空气的定压比热，pc=1gkJk。0.278单位换算系数，1kJ/h=0.278W。（5）外门开启附加 为加热开启外门是侵入的冷空气，对于短时间开启无热风幕的外门，可以用外门的基本耗热量乘以按表 1.2 1 中查出的相应的附加率。阳台门不应考虑外门附加 1。表 1.3 外门附加率 N 值 外门布

30、置状况 附加率 一道门 0065n 两道门（有门斗）0080n 三道门（有两个门斗）0060n 公共建筑和生产厂房的主要出入口 00500n 注：n建筑物的楼层数 热负荷计算举例：A101（北卧室）已知条件：（1）地带的面积为 25.04+2.322=14.72m，地带的面积为 23.04+0.322=6.72m，地带的面积为 0.321.04+0.721.76=6.72m。（2）外墙的传热系数0K=0.452W m，层高为 2.9m。面积为北外墙：2.944.32-1.761.7=9.52m，西外墙：3.242.9-1.82.9=14.62m，东外墙：0.842.9=2.42m（3）外窗的传

31、热系数0K=3.020W mC，北外窗：外形尺寸为 1.76m1.7m,面积为2.992m。西外窗：外形尺寸为 0.56m1.7m,面积为 0.952m。（4）包头采暖室外计算温度为-16.8，室内温度为 180C，冬季平均风速为 1.1 m/s。（5）地面为不保温地面，K值按地带决定 1。表 1.4 地面传热系数表 地面 0.47 20W mC 地面 0.23 20W mC 地面 0.12 20W mC 地面 0.07 20W mC 计算过程如下：（1）外围护结构的基本耗热量 北外墙的基本耗热量：Q=9.50.4518-（-16.8）1=149W 西外墙的基本耗热量：Q=14.60.4518

32、-（-16.8）1=229W 修正后的耗热量：Q=2290.95=217W 东外墙的基本耗热量：Q=2.40.4518-（-16.8）1=38W 修正后的耗热量：Q=380.95=36W 北外窗的基本耗热量：Q=1.761.73.018-（-16.8）=363W 地带的基本耗热量：Q=14.70.4718-（-16.8）1=240W 地带的基本耗热量：Q=6.70.2318-（-16.8）=54W 地带的基本耗热量：Q=1.60.1218-（-16.8）=7W（2）冷风渗透耗热量计算 l北=(1.2+0.6)2=3.6m l西=(1.2+0.56)2=3.62m V北=0.63.60.71=1

33、.533m/h V西=0.63.620.71=1.473m/h V总=1.53+1.47=33m/h iQ=0.27831.38118-(-16.8)=40W（3）房间采暖热负荷 Q=1221W 其它负荷计算结果见附录 C、D。1.3.6.1.3.6.面积热指标面积热指标 该楼底层面积为：S1=1939.362m 总面积为：S=21333 2m 总负荷：Q=582116 W 热指标：F=582116/21333=27.29 W/m2 符合节能要求。1.4.1.4.供暖系统形式的选择及确定供暖系统形式的选择及确定 1.4.1.1.4.1.采暖系统的分类采暖系统的分类 按系统循环动力的不同，可分为

34、重力循环系统和机械循环系统。靠水的密度差进行循环的系统，称重力循环系统；靠机械力进行循环的系统，称机械循环系统。本设计中给小区居民供暖，采用的是机械循环系统。按供、回水方式的不同，可分为单管系统和双管系统。热水经立管或水平供水管顺序流过多组散热器，并顺序地在各散热器中冷却的系统，称为单管系统；热水经过供水立管或水平管平行地分配给多组散热器，冷却后的回水自每个散热器直接沿回水立管或水平回水管流回热源的系统，称双管系统。按系统管道的敷设方式不同，可分为垂直式系统和水平式系统。垂直式系统，按供、回水干干管布置的位置不同，又分为以下几种:（1）上供下回式双管和单管热水供暖系统 上供下回式系统的供回水干

35、管分别设置于系统最上面和最下面，布置管道方便，排气顺畅。是用的最多的系统形式。（2）下供下回式双管热水供暖系统 供回水干管均位于系统的最下面。与上供下回式相比，供水干管无效热损失小、可减轻上供下回式双管系统的竖向失调。因为上层散热器环路重力作用压头大，但管路亦长，阻力损失大，有利于水力平衡。顶棚下无干管比较美观，可以分层施工，分期投入使用。底层需要设置管沟或有地下室以便于布置两根干管，要在顶层散热器设置放气阀或设空气管排除空气。（3）中供式热水供暖系统 它是供水干管位于中间某楼层的系统形式。此系统可减轻竖向失调，但计算和调节都比较麻烦。（4）下供上回式热水供暖系统 供水干管位于系统的最下面，回

36、水干管位于系统的最上面，与上供下回式系统相对照，被称为倒流式系统。如供水干管在一层地面明设时其热量可加以利用，因而无效热损失小，与上供下回式相比，底层散热器平均温度升高，从而减少底层散热器的散热面积，有利于解决一些建筑物中一层散热器面积过大，难于布置的问题。立管中水流方向与空气浮升方向一致，在四种系统形式中最有利于排气。（5）混合式热水供暖系统；混合式系统是由下供上回式和上供下回式两组串联组成的系统。由于两组系统串联，系统的压力损失大些。这种系统一般只宜使用在连接于高温热水网路上的卫生要求不高的民用建筑或生产厂房。按热媒的温度不同，可分为低温水供暖系统和高温水供暖系统。在我国，习惯认为，水温低

37、于或等于 100的热水，称为低温水，水温超过 100的热水，称为高温水。室内热水供暖系统，大多数采用低温水作为热媒。设计供回水温度多采用 95/70。1.4.2.1.4.2.方案的确定方案的确定 由于本建筑为民用建筑，要求分户计量，根据设计要求系统采用水平双管系统形式，结合各种采暖系统的特点，本设计采用下供下回式低温水供暖系统。机械循环下供下回式双管系统的供回水管都敷设在底层散热器下面，在设有地下室的建筑物，或在平屋顶建筑顶棚下难以布置供回水干管的场合，长采用下供下回式系统。与上供上回式系统相比，它又如下的特点：（1）在楼层地下布置供水干管，管路散热可通过地面被房间利用，无效热损失小。（2）在

38、施工中，每安装好一层散热器即可开始供暖，给冬季施工带来很大的方便。（3）排除系统中的空气较困难。1.5.1.5.散热器的选择及布置原则散热器的选择及布置原则 1.5.1.1.5.1.散热器的选择及要求散热器的选择及要求 散热器的功能是将供暖的热媒（热水或蒸汽）所携带的热量，通过散热器壁面传给房间。对散热器的基本要求，主要有以下几点：（1）热工性能方面的要求，散热器的传热系数越高，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流动速度和增加散热器向外辐射强度等途径。（2）经济方面的要求，散热器传给房间的单位热量所需

39、金属量越小，成本越低，其经济性越好。（3）安装使用和工艺方面的要求，散热器因具有一定机械强度和承压能力；散热器的机构形式应便于组合成所需要散热面积，结构尺寸要小，少占房间面积和空间；散热器的产生工艺应满足大批量生产的要求。（4）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美观。（5）使用寿命的要求，散热器应不易于被腐蚀和破坏，使用年限长。目前，国内生产的散热器种类繁多，按其制造材质，主要有铸铁、钢制散热器两大类。按其构造形式，主要有柱型、翼型、管型、平板型等。铸铁散热器长期以来得到广泛应用。它具有结构简单、耐腐蚀、使用寿命长以及热稳定性好的优点；但其金属耗量

40、大、金属热强度低于钢制散热器。现今多数用的柱型散热器有四柱和二柱等。其外形美观，传热系数较大，单片散热量小，容易组对成所需散热面积，积灰较易清除。1.5.2.1.5.2.散热器的选择原则散热器的选择原则 选用散热器类型时，应注意在热工、经济、卫生和美观方面的基本要求。但要根据具体情况，有所侧重。设计选择散热器时，应符合下列原则性的规定：（1）散热器的工作压力，当以热水为热媒时，不得超过制造厂规定的压力值。对高层建筑使用热水供暖时，首先要求保证承压能力，这对系统安全运行，至关重要。当采用蒸汽为热媒时，在系统启动和停止运行时，散热器的温度变化剧烈，易使接口等处渗漏，因此，铸铁柱型和长翼型散热器的工

41、作压力，不应高于 0.2MPa；铸铁圆翼型散热器，不应高于 0.4MPa。（2）在民用建筑中，宜采用外形美观，易于清扫的散热器。（3）在放散粉尘或防尘要求较高的生产厂房，应采用易于清扫的散热器。（4）在具有腐蚀性气体的生产厂房或相对湿度较大的房间，宜用铸铁散热器。（5）热水系统采用钢制散热器时，应采取必要的防腐措施（如表面喷涂，补给水除氧等措施），蒸汽采暖系统不得采用钢制柱型、板型和扁管等散热器。综合上述原因，所以本设计选择四柱 760 型散热器，它的散热面积是 0.235/片，水容量 1.16 L/片，工作压力 0.5 MPa。1.5.3.1.5.3.散热器的布置原则散热器的布置原则 （1）

42、散热器一般应安装在外墙的窗台下，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。（2）为防止冻裂散热器，两道外门之间，不准设置散热器。在楼梯间或其他有冻结危险的地方，其散热器应有单独的立管、支管供热，且不得装设调节阀。（3）散热器一般明装，布置简单。内部装修要求较高的民用建筑可采用暗装。托儿所或幼儿园应该暗装或加防护罩，以防烫伤儿童。（4）在楼梯间布置散热器时，考虑楼梯间热气流上升的特点，尽量在底层或按一定比例分布在下部各层。（5）铸铁散热器每组不宜超过下列片数：二柱20 片；四柱25 片。1.5.4.1.5.4.散热器的选择计算

43、散热器的选择计算 1、散热器散热面积 F 按下式计算2：123()pjnQFK tt 式（1.7）式中：Q散热器的散热量，W；1散热器组装片数修正系数；2散热器连接形式修正系数；3散热器安装形式修正系数；K散热器的传热系数,2W/m；pjt散热器内热媒平均温度，；nt供暖室内计算温度，。表 1.5 1散热器组装片数修正系数 每组片数 20 1 0.95 1.00 1.05 1.10 表 1.6 2散热器连接形式修正系数 连接形式 同侧 上进下出 异侧 上进下出 异侧 下进下出 异侧 下进下出 间侧 下进上出 四柱 813 型 1.0 1.004 1.239 1.422 1.426 M-132

44、型 1.0 1.009 1.251 1.386 1.396 长翼型 1.0 1.009 1.225 1.331 1.369 表 1.7 3散热器安装修正系数 安装形式 3 装在墙的凹槽内（半暗装）上部距墙 100mm 1.06 明装但散热器上部有窗台，上部距窗台高度为 150mm 1.02 装在罩内，上部敞开，下部距地面 150mm 0.95 装在罩内，上部、下部开口，开口高度均为 150mm 1.04 2、散热器内热媒平均温度pjt1 2)(shsgpjttt 式（1.8）式中：sgt散热器进水温度，；sht散热器出水温度，。对双管热水供暖系统，散热器的进、出口温度分别按系统的设计供、回水温

45、度计算。对单管热水供暖系统，由于每组散热器的进、出口水温沿流动方向下降，所以每组散热器的进、出口水温必须逐一分别计算。3、散热器片数或长度的确定1/nFf=式（1.9）式中：f每片或每一米长的散热器的散热面积，TZ4-6-5（四柱 760 型）四柱散热器的f=0.235/片。计算举例如下5：A101（北卧室）本设计采用的是双管系统，并且室内的散热器采用的是并联，所有散热器的进出口水温都是 95/700C。散热器的连接形式采用同侧上进下出，1b=1.0；散热器的安装形式采用装在罩内，上部敞开，下部距地 150mm，2b=0.95；散热器片数修正系数根据具体符合进行估选。（1）散热器内平均水温 5

46、.822)7095(2)(shsgpjttt（2）确定散热器传热系数sK 查供热工程 1 知 K=2.503t0.298=2.503（82.5-18）0.298=8.66W/m2（3）房间所需散热器的散热面积及片数 修正系数：散热器组装片数修正系数，先假定1=1.0；散热器连接形式修正系数，2=1.0；散热器安装形式修正系数，2=0.95；根据上述公式123()pjnQFK tt 求得：F=(12211.01.00.95)/(8.6682.5-8.6620)=2.182m TZ4-6-5 型散热器每片散热面积为 0.2352m，计算片数为：n=2.18/0.235=9.28 片 根据上面的表格

47、数据，当散热器片数为 11-20 时，1=1.0，因此，实际所需散热器面积为：F=F1=2.181.0=2.182m 实际采用片数 n 为：n=2.18/0.235=9.28 片 取整数 应采用 TZ4-6-5（四柱 760 型）型散热器 10 片 其它房间散热器片数列于附录 E。1.6.1.6.系统水力计算系统水力计算 设计热水供暖系统，为了使系统中各管段的水流量符合设计要求，以保证流进各散热器的水流量符合需要，就要进行管路的水力计算。当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其管壁间的摩擦，就要损失能量；而当流体流过管道的一些附件（如阀门、弯头、三通、散热器等）时，由于流动方向或流速的改变，产生

48、局部旋涡和撞击，也要能量损失。前者称为沿程损失，后者称为局部损失。热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下式计算1 yjjPPPRlP 式（1.10）式中 P计算管段的压力损失，P；yP计算管段的沿程损失，P；jP计算管段的局部损失，P；R每米管长的沿程损失，P/m；l管段长度，m；管段的局部损失，可按下式计算：22jP1 式（1.11）式中 管段中总的局部阻力系数；热媒的密度，3kg/m；热媒在管道内的流速，m/s；水力计算步骤：（1）在轴测图上对管段进行编号，干管的编号并注明各管段的长度和热负荷。系统草图见附录 B。（2）确定最不利环路，本系统是双管式系统，管路计算过程中，可只计算供水管。

49、最远的环路是距离室外进水管最远的管路，此双管系统需要平衡最近立管和最远立管的压力损失。（3）根据室内热水管网的水力计算方法一，用经济比摩阻的方法确定管径。目前的设计实践中，经济比摩阻的值一般取 60 到 120aP/m.在此范围内确定管径，如没有此范围的，根据实际情况自己确定。（4）确定的比摩阻，根据管长，可计算出管路的沿程阻力。yPR l，将计算结果列与表中。（5）确定局部阻力，首先确定局部阻力系数，根据系统图中管路的实际情况，列出各管段局部阻力管件名称，利用设备数据手册，将其阻力系数值记于表中，并将各管段总局部阻力系数也列于下表中。最后，从手册中根据管段里流速v，查出动力压头P，求出局部阻

50、力。（6）求出管路最不利环路的压力损失。（7）用同样的方法计算各立管和户内的压力损失，对于不需要平衡的管路，只要根据经济比摩阻确定其管径即可。（8）求最不利环路和最近立管的不平衡率，要求其范围在15%以内。（9）其它分支立管，以及热用户系统的不平衡率，要求其范围在15%以内。（10）各管路的计算结果列于表中。水力计算结果见附录 D。水力计算过程中管径的确定，钢管最小为 20mm。最不利环路分段进行计算，分成三部分水平干管、管道井中的立管、用户内的水力计算。最后将三者相加。分段计算也有利于其余部分的水力平衡数据的查找。水力计算各部分的计算图如下:图 1.3 水力计算水平干管图 图 1.4 水力计