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1、目 录第1章 绪论11.1 课程设计目的11.2 工程概述11.3 设计任务1第2章 设计依据22.1 主要参考资料22.2 设计范围22.3 设计参数22.3.1 室外设计参数22.3.2 室内设计参数22.4 设计原始资料22.4.1 土建资料32.4.2 建筑结构32.5 动力与能源资料32.6 其它资料32.7 朝向修正率4第3章 供暖系统的设计热负荷53.1 热负荷组成53.2 负荷计算53.2.1 围护结构计算参数53.2.2 主要计算公式53.3热负荷计算6第4章 热水供暖系统设计方案比较与确定74.1 循环动力74.2 供、 回水方式74.3 系统敷设方式84.4 供、 回水管
2、布置方式8第5章 散热器的选型及安装形式95.1散热器的选择95.2 散热器的布置95.3 散热器的安装95.4 散热器的计算9设计总结11第1章 绪论1.1 课程设计目的综合课程设计( 二) 是学生在学完教学计划规定的专业课暖通空调、 锅炉及锅炉房设计、 供热工程、 流体输配管网等所必须进行的重要实践性教学环节之一, 经过多层建筑采暖设计, 综合运用和深化所学的理论知识, 培养独立分析、 思考和解决工程实际问题的能力, 使学生受到基本的训练, 为毕业设计作好准备。供热工程课程设计是建筑环境与设备专业培养学生解决实际问题能力的一个重要的教学实践环节, 在建筑环境与设备专业的教学计划中占有重要的
3、地位和作用。1.2 工程概述本工程为甘肃省兰州市某建筑小区, 整个建筑物为7层, 建筑总供暖面积约4730平方米。系统与室外管网连接, 供水温度95, 回水温度70。该工程采用接外热网下供下回式分户热水供暖系统, 楼梯间不供热。热源由城市热网提供, 引入口管径为DN70。1.3 设计任务本设计为整栋小区冬季热水供暖工程。设计主要内容为: ( 一) 设计准备( 收集和熟悉有关规范、 标准并确定室内外设计参数) ( 二) 采暖设计热负荷及热指标的计算( 三) 散热设备选择计算( 四) 布置管道和附属设备选择, 绘制设计草图( 五) 管道水力计算( 六) 平面布置图、 系统原理图等绘制( 七) 设计
4、及施工说明的编制第2章 设计依据2.1 主要参考资料1. 李德英, 许文发 供热工程, 中国建筑工业出版社2. 陆亚俊 暖通空调, 中国建筑工业出版社3. 陆耀庆 实用供热空调设计手册, 中国建筑工业出版社6. 李岱森 简明供热设计手册, 中国建筑工业出版社2.2 设计范围本次设计任务为整栋小区冬季采暖系统设计。采暖日期为11月18日3月18日。本采暖设计, 已经给出热媒, 并由城市热网提供。2.3 设计参数2.3.1 室外设计参数根据建筑物所在的地区是甘肃省兰州市, 查附录, 将哈尔滨市冬季室外气象参数列在表2.1中: 表2.1 冬季室外气象参数表地理位置大气压力( Kpa) 室外平均风速(
5、 m/s) 冬季采暖室外计算干球温度/冬季室外计算相对湿度/%甘肃省兰州市99.155.1-8.8642.3.2 室内设计参数根据设计建筑类型, 确定室内设计参数如下:室内供暖温度为182.4 设计原始资料2.4.1 土建资料本工程为甘肃省兰州市某小区, 整个建筑物为7层, 建筑面积约4730平米, 层高为2.8米。2.4.2 建筑结构墙体均选用粉煤灰烧砌砖块。外窗: 单层玻璃两扇推拉铝框窗, 不带上亮。内门: 单层木门, 门型为无上亮的单散门。2.5 动力与能源资料1. 热源: 城市热网2. 热媒: 热水参数tg=95 th=703. 热力入口位置: 系统与室外管网连接( 详见图纸标示) 2
6、.6 其它资料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。该设计中采暖设备选用散热器供暖。对散热器的要求主要有以下几点: 热工性能方面的要求, 散热器的传热系数值越高, 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, 能够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的流动速度和增加散热器向外辐射强度等途径。经济方面的要求, 散热器传给房间的单位热量所需金属耗量越少, 成本越低越好。安装使用和工艺方面的要求, 散热器应具有一定机械强度和承压能力; 散热器的结构形式应便于组合成所需要的散热面积, 结
7、构尺寸要小, 少占房间面积和空间, 散热器的生产工艺应满足大批量生产的要求。卫生美观方面的要求, 散热器要外表光滑, 不积灰和易于清扫, 散热器的装设不应影响房间的观感。使用寿命的要求, 散热器应不易被腐蚀和破损, 使用年限长。2.7 朝向修正率北朝向: 10%; 东、 西朝向: 5%; 南向: 20%。第3章 供暖系统的设计热负荷供暖热负荷是设计中最基本的数据。它直接影响供暖系统方案的选择、 供暖管道管径和散热器等设备的确定、 关系到供暖系统的使用和经济效果。3.1 热负荷组成1、 基本耗热量( 屋顶、 墙、 地板和窗耗热量) ; 2、 围护结构修正耗热量( 朝向、 风力、 高度影响的修正)
8、 ; 3、 冷风渗透耗热量。3.2 负荷计算3.2.1 围护结构计算参数1.外墙根据设计资料, 250mm厚 传热系数K=0.22w/m。2.外窗根据设计资料, 单层玻璃两扇推拉铝框窗, 不带上亮, 传热系数K=5.0w/m3.门单层木门.门型为无上亮的单散门传热系数K=2.2w/m4.地面保温地面, 传热系数K=0.6w/m。3.2.2 主要计算公式由于冬季室外温度的波动幅度远小于室内外的温差, 因此在围护结构的基本耗热量计算中采用日平均温差的稳态计算法, 1.围护结构的基本耗热量 ( 3.4) 式中 围护结构的基本耗热量形成的热负荷( W) ; 围护结构的温差修正系数; 围护结构面积( )
9、 ; 围护结构的传热系数W/(); 冬季采暖室内计算温度( ) ; 冬季采暖室外计算温度( ) 。2.围护结构的附加耗热量 围护结构的附加耗热量按其占基本耗热量的百分率确定。3.朝向修正率参考本设计2.7节; 4.风力附加率 本设计不必要考虑风力附加; 围护结构的高度附加 本设计中建筑只有一层高为4.2m, 因此在本设计中高度附加能够 忽略。6.冷风渗透耗热量 =0.278Vw (3.5)式中: 冷风渗透耗热量( W) ; V经门、 窗隙入室内的总空气量, m3/h; w供暖室外计算温度下的空气密度, 本设计取1.2kg/m3; 冷空气的定压比热, =1KJ/( kg) 。3.3热负荷计算供暖
10、室外计算温度tw=-8.8; 因为内墙、 楼板之间的传热温差在2之内, 低于5, 不考虑内墙、 楼板耗热量。已知 : 维护结构的条件如下外墙 : 砖墙, 内墙抹灰 K=0.22W/ 外窗: 单层玻璃窗, 两扇推拉铝框 K=0.22W/ 门: 单层木门.门型为无上亮的单散门 K=2.2W/ 屋顶: 水泥砂浆 K=2.2W/ 地面: 保温地面 K=0.7W/ 甘肃省兰州市市室外的气象资料: 供暖室外的计算温度tw=-8.8室内计算温度 18, 厨房计算温度15冬季室外平均风速 Vpj=5.1m/s ( 负荷计算见附表) 第4章 热水供暖系统设计方案比较与确定热水采暖系统形式的选择, 应根据建筑物的
11、具体条件, 考虑功能可靠、 经济, 便于管理、 维修等因素, 采用适当的采暖形式。4.1 循环动力根据设计资料中给出动力与能源资料为城市热网提供热媒( 热水参数tg=95, th=70) 且系统与室外管网连接。4.2 供、 回水方式供、 回水方式可分为单管式和双管式。双管热水供暖系统: 因供回水支管均可装调节阀, 系统调节管理较为方便, 故易被人们接受, 但双管热水供暖系统由于自然循环压头作用, 容易引起垂直失调现象, 故多用于四层以下的建筑。按其供水干管的位置不同, 可分为上供下回、 中供下回、 下供下回、 上供上回等系统。本设计采用上供下回式系统单管热水供暖系统: 构造简单, 节省管材,
12、造价低, 而且可减轻垂直失调现象, 故五到六层建筑中宜采用单管式采暖系统, 不过一个垂直单管采暖系统所连接的层数不宜超过十二层。层数过多会使立管管径过大, 下部水温过低, 散热器面积过大不好布置, 为了提高下层散热器的水温可设成带闭合管的单管垂直式采暖系统。本工程为小区需分户热计量, 又总建筑为七层, 由上述比较及分析能够确定本工程采用立管为下供下回异程式、 干管为水平异程式热水供暖系统。4.3 系统敷设方式系统敷设方式可分为垂直式和水平式系统。水平式热水供暖系统: 水平式采暖系统结构管路简单, 节省管材, 无穿过各层楼板的立管, 施工方便, 造价低, 可按层调节供热量, 当设置较多立管有困难
13、的多层建筑式高层建筑时, 可采用单管水平串联系统。但该系统的排气方式较为复杂, 水平串联的散热器不宜过多, 过多时除后面的水温过低而使散热器片数过多外, 管道的膨胀问题处理不好易漏水。垂直式热水供暖系统: 结构管路简单, 节省管材, 施工管理方便, 造价低, 但易造成垂直平失调。在无需考虑分区问题, 当前被广泛采用。根据上述比较与分析, 结合本工程单层散热器较多, 房间结构简单, 无需考虑分区问题, 因此, 本工程采用垂直式系统。4.4 供、 回水管布置方式供、 回水管布置方式可分为同程式和异程式异程式系统布置简单、 节省管材, 但各立管的压力损失难以平衡, 会出现严重的水力失调现象。而同程式
14、系统可消除式减轻水力失调现象, 故有条件时宜采用同程式系统。本设计采用同程式系统。根据建筑特点, 本工程采用同程式系统, 即在底层设一根总的回水同程管。第5章 散热器的选型及安装形式5.1散热器的选择选四柱760型散热器, 明装, 它结构简单, 耐腐蚀, 使用寿命长, 造价低, 传热系数高; 每片散热器的面积少, 易组成所需散热面积。5.2 散热器的布置散热器布置一般安装在外墙窗台下, 这样沿散热器上升的对流热气能阻止和改进从玻璃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; 为防止散热器冻裂, 两道外门之间, 门不准设置散热器。在楼梯间或其它有冻结危险的场所, 其散热器应由
15、单独的立、 支供热, 且不得装设调节阀; 散热器一般明装或装在深度不超过130mm的墙槽内, 布置简单, 本设计采用明装; 在垂直单管或双管热水供暖系统中, 同一房间的两组散热器能够串联连接; 贮藏室、 厕所和厨房等辅助用室及走廊的散热器, 可同邻居串联连接; 考虑到传热效果, 本设计散热片安装形式为同侧的上进下出。本设散热器布置见平面图。5.3 散热器的安装底部距地面不小于60mm, 一般取150mm; 顶部距窗台板不小于50mm; 背部与墙面净距不小于25mm。5.4 散热器的计算1、 以101的南卧室为例: 热负荷Q=1379W, 供水温度为tg=95, th=70, =18, =64.
16、5查得每片散热器的散热量为q=133.3W修正系数: 散热器组装片数修正系数, 先假定=1.05; 散热器连接形式修正系数, 查表, =1.0; 散热器安装形式修正系数, 查表, =1.06; 则n=Q/q*=11.5因此应取12片2、 其它房间的散热器计算结果列于附表设计总结在生活和生产过程中, 会有很多的地方须设计供暖, 因供暖的存在, 使得在生活上的舒适性得道提高, 而且生产会有很大的提高, 供热工程在很多方面都有所涉及。因此在以后的生活.生产中要加以重视。 合理的选择供暖系统是计算的关键, 以及根据室内的热负荷大小计算散热器的片数, 正确的选择散热器的型号。根据所选择的供暖系统以及供暖
17、方式来合理的进行管路的水力计算, 算出管段的各管径的大小, 然后进行管道的阻力计算, 以及平衡管段的阻力, 这一系统让我对供热工程系统的设计以及水力计算有了全面的了解。1、 设计优点: 系统设计中, 采用分户计量, 便于有关部门收费计量, 采用串联跨越式能够实现室温控制, 热媒依次流过各个散热器, 环路简单, 各个散热器具有独立的调节功能, 户与户之间是否供暖, 不相互影响, 符合现代建筑要求。2、 设计缺点: 管道布置合理但比较多, 系统的投资费用较大。3、 心得体会: 本设计共用时26天, 计算量较大, 在设计过程中出现了很多问题, 如散热器面积和片数的计算,开始按照课本例题算, 每个散热
18、器的供回水温度都是95/70, 后来发现我用的是分户计量, 户内的散热器用的是串联跨越式, 发现了这个计算错误后, 我又计算了一遍, 总的来说还是在设计的时候没有做一个整体的规划。另一方面在设计的过程中经过发现问题、 翻阅资料或问老师同学、 解决问题这一个过程, 进一步巩固了课本所学的内容, 加深了对本设计涉及学到的知识基本含括所学的课本知识的理解, 巩固了CAD的制图知识, 第一次画轴测图, 感觉画的还不错。总体来说, 经过这次设计, 我对供热工程的基本知识有所加深, 进一步增强了设计能力, 为以后的毕业设计奠定了很好的基础。经过课程设计达到对供热工程这门课的知识的深化得目的, 把课程内容贯穿, 是它更加系统化, 逻辑化, 加强了这门课的认识以及对本专业的深刻的理解。经过本次课程设计, 我还有一点小小的建议就是, 希望老师在以后的课程设计动员的时候, 把往届学生在设计过程中容易出现的共性问题给同学们集中解决一下, 以免很多同学都带着一些共性的问题一个一个的去问老师, 而且减少了老师的工作量。最后, 再次感谢老师在设计中对我的指导和帮助 !
