供热工程课程设计说明书

供热工程课程设计说明书
目录
1、概述............................................................ ２
1.1 设计概况................................................... ２
1.2 设计依据................................................... ２
2、设计方案确定及计算.............................................. ２
2.1 室外气象参数............................................... ２
2.2 采暖设备要求和特殊要求..................................... ２
2.3 热负荷计算................................................. ３
2.3.1 校核围护结构传热阻是否满足最小传热阻的要求............ ３
2.3.2 修改普通外墙使之成为保温外墙.......................... ５
2.2.3 校核屋面最小传热阻.................................... ６
2.3.4 负荷计算过程.......................................... ６
3、散热器的选择.................................................... ９
3.1 散热器的布置............................................... ９
3.2 散热器的安装尺寸应保证..................................... ９
3.3 散热器的计算............................................... ９
4、水力计算...................................................... １１
5、换热器选择和计算................................. 错误!未定义书签。

6、水泵和电机的选择和计算........................... 错误!未定义书签。

7、设计总结......................................... 错误!未定义书签。

8、参考文献......................................... 错误!未定义书签。

房间耗热量表........................................ 错误!未定义书签。

散热器片数表..................................................... １１采暖系统水力计算表............................................... ２０
1、概述
1.1 设计概况
辽宁省沈阳市某6层住宅建筑工程采暖设计。

共6层,层高3m。

该建筑南北朝向。

1.2 设计依据
《供热设计手册》、《供热工程》（ISBN 978-7-112-02017-1）。

2、设计方案确定及计算
2.1 室外气象参数
采暖室外计算温度：-16.8℃，冬季最低日平均温度：-24.9℃，冬季室外平均风速：2.0㎡/s，冬季室外大气压力102333pa。

2.2 采暖设备要求和特殊要求
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。

2.3 热负荷计算
建筑物供暖热负荷计算，主要采用供暖面积热指标计算。

根据面积热指标法：
'310n h Q q A -=⋅⋅ kW
式中： 'n Q ——建筑物的供暖设计热负荷， kW ；
h q ——采暖面积热指标， 2/W m ；
A ——建筑物采暖面积， 2m
围护结构的基本条件：
屋顶：保温材料为沥青膨胀珍珠岩，K=0.6W/㎡·℃，R=1.67㎡·℃/W ，D=6.370；
地面：不保温地面。

K 值按分地带计算；
保温外墙：20mm 厚的水泥沙浆，200mm 厚钢筋混凝土剪力墙，60mm 聚氨酯硬泡塑料，20mm 厚水泥砂浆，K=0.35/㎡·℃，R=2.86㎡·℃/ 首层橱窗：尺寸（宽×高）为3.1×3m ，3.0×3m ，3.3×3m ，4.1×3m ，K=4.65W/㎡·℃；
首层外门：实体木质外门，双层。

尺寸（宽×高）0.9×2.0m ，K=2.33W/㎡·℃； 二至六层：实体木质外门，双层。

尺寸（宽×高）0.8×2.0m ，K=2.33W/㎡·℃；带玻璃的阳台外门：尺寸（宽×高）2.2×2.0m ，双层（木框），K=2.68W/㎡·℃。

外窗，双层（金属框）K=3.26W/㎡·℃：尺寸（宽×高）为0.6×2m ，可开启部分的缝隙长度为7.2m ；1.2×2m ，可开启部分的缝隙长度为8.4m ；1.5×2m ，可开启部分的缝隙长度为9m ；1.8×2m ，可开启部分的缝隙长度为9.6m ； 0.9×2m ，可开启部分的缝隙长度为7.8m ；
2.3.1 校核围护结构传热阻是否满足最小传热阻的要求
屋顶：保温材料为沥青膨胀珍珠岩，K=0.6W/㎡·℃，R=1.67㎡·℃/W ；
普通外墙：10mm 面砖，20mm 厚的水泥沙浆，250mm 厚钢筋混凝土，20mm 厚
水泥砂浆内粉刷，如图：
校核外墙的最小传热阻
匀质多层材料组成的平壁围护结构的热惰性指标D 值的计算：
1
1
n n
i i D Di Ri Si -===•∑∑
Ri-----各层材料的传热阻，m 2℃/W ， Si-----各层材料的蓄热系数，W/m 2℃， 材料蓄热系数S 用下式
2c S Z
πρλ=
W/m 2
.℃ C-----材料的比热，J/Kg.℃， ρ----材料的密度，Kg/m 3，
λ----材料的导热系数，W/m.℃； Z----温度波动周期S （24h=86400s ），
n α=8.7 W/m 2
℃，w α=23 W/m 2
℃，n R =0.115 W/m 2
℃，w R =0.04 W/m 2
℃
1
110.020.020.251
0.358.70.870.87 1.7423
n
w i Ro i δαλα=
++=++++=∑
m 2℃/W 01K R ==2.86W/m 2.℃
20.02R 0.0223/0.87
i W m C i δλ=
==︒g 水泥 2i 0.25R 0.144/i 1.74
W m C δλ=
==︒g 混凝土 D =0.0223×10.79+0.144×17.2=2.72>1.6。

附表—1
冬季围护结构室外计算温度
围护结构的类型
热惰性指标D 值
t w.e 的取值℃
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
>0.6
4.1～6.0
1.6～4.0
≤1.5
t
w.e
=t
w
′
t
w.e
=0.6 t
w
′+0.4t
p.m.n
t
w.e
=0.3 t
w
′+0.7t
p.min
t
w.e
=t
p.min
由附表1可知本墙体属于III型墙体，则
..min
0.316.80.724.922.5
0.30.7
w e w p C
t t t︒
'=⨯+⨯=-
=+
由.
.min
1822.5
10.1150.776
6
n w e
n
o
y
t t
R R
t
α+
=⨯⨯=
-
=
∆
g m2℃/W
∵n t=18℃，w.e
t=-22.5℃，y t V=6℃，n R=0.115℃
o.min O
R R
>。

围护结构实际传热阻
R小于最小传热阻
0.min
R不满足《暖通规范》的要求。

2.3.2 修改普通外墙使之成为保温外墙
保温外墙：20mm厚的水泥沙浆，200mm厚钢筋混凝土，60mm聚氨酯硬泡塑料，20mm厚水泥砂浆内粉刷，如图：
0.06
0.024
1110.020.020.201
2.83
8.70.870.87 1.7423
n w
i
Ro
i
δ
αλα
+
=++=++++=
∑m2℃/W 0
1
K R
==0.35W/m2.℃，
2
0.02
R0.0223/
0.87
i
W m C
i
δ
λ
===︒g
水泥
，
2
i0.25
R0.115/
i 1.74
W m C
δ
λ
===︒g
混凝土
，
2i 0.06R 2.5/i 0.024
W m C δλ=
==︒g 聚氨酯， 0.022310.790.11517.2 2.50.54 3.571.6D =⨯+⨯+⨯=>。

由附表1可知本墙体属于III 型墙体，则
..min 0.316.80.724.922.50.30.7w e w p C t t t ︒'=⨯+⨯=-=+
由..min 1822.510.1150.7766
n w e n o y t t R R t α+=⨯⨯=-=
∆g m 2
℃/W ∵n t =18℃，w.e t =-22.5℃，y t V =6℃，n R =0.115℃ o.min O R R <。

围护结构实际传热阻0R 大于最小传热阻0.min R 满足《暖通规范》的要求。

2.2.3 校核屋面最小传热阻
该维护结构属于III 型，维护结构的冬季室外的计算温度w e t ⋅，
..min 0.316.80.724.922.50.30.7w e w p C t t t ︒'=⨯+⨯=-=+
由 ..min 1822.510.1150.7766
n w e n o y t t R R t α+=⨯⨯=-=
∆g m 2
℃/W 屋顶实际传热阻：1.67m 2℃/W >.min
o R =0.776m 2℃/W,满足《暖通规范》要
求。

2.3.4 负荷计算过程
○
1 外围护结构的基本耗热量计算公式如下： ()n w q KF t t α=-''
q '——围护结构的基本耗热量，W ； K ——围护结构的传热系数； F ——围护结构的面积； n t ——冬季室内计算温度； w t '——供暖室外计算温度； α——围护结构的温差修正系数，
整个建筑的基本耗热量j Q .1'等于它的围护结构各部分基本耗热量q '的总和:
1.()n w Q j q KF t t a ==-'''∑∑ W
算出基本耗热量后再进行朝向和高度修正（因风速较小，风力修正忽略不计），
○
2门窗的冷风渗透耗热量，采用缝隙法计算 缝隙长度l=3×（窗高-上亮）+2×窗宽=3×(1.5-0.5)+2×窗宽；
门窗渗入空气量 ：ln V L =
L ——每米门窗渗入室内的空气量； l ——门窗缝隙的计算长度；
n ——渗透空气量的朝向修正系数，
沈阳n ——渗透空气量的朝向修正系数，北1.00；东北0.7；东0.30； 东南0.3；南0.40；西南0.35；西0.3；北0.70.
确定门窗缝隙渗入空气量V 后，冷风渗透耗热量2
Q '按下式计算 20.278()w p n w Q V c t t ρ=-'' W
式中V —经门窗缝隙渗入室人的总空气量；
w ρ——供暖室外计算温度下的空气密度；
p c ——冷空气的定压比热；
0.278——单位换算系数， ○
3门的冷风侵入耗热量计算按下式 3 1..Q NQ j m ='' W
m j Q ..1'——外门的基本耗热量；
N ——考虑冷风侵入的外门附加率，按表1—9计算
在工程设计中，六层或六层以下的建筑物计算冷空气的渗入量时主要考虑风压的作用，忽略热压的影响。

而超过六层的多层和高层建筑物，则应综合考虑风压及热压的共同影响。

以下是朝向，风力，高度的修正：
⊙《暖通规范》规定：宜按下列规定的数值，选用不同朝向的修正率北、东北、西北 0~10%；东南、西南 -10%~-15%；
东、西 -5% ；南 -15%~-30%。

选用上面朝向修正率时。

应考虑当地冬季日照率小于35%的地区，东南、西南和南向修正率，宜采用-10%~0%，东西向可不修正。

⊙《暖通规范》规定：民用建筑和工业辅助建筑物（楼梯间除外）的高度附加率，当房间高度大于4m时，每高出1m应附加2%，但总的附加率不应大于15%。

应注意：高度附加率，应附加于房间各围护结构基本耗热量和其他附加（修正）耗热量的总和上。

⊙《暖通规范》规定：在一般情况下，不必考虑风力附加。

只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别突出的建筑物，才考虑垂直外围护结构附加5%~10%。

房间耗热量汇总表
首层二层~五层六层
房间编号房间
名称
房间总
耗热量
W
房间
编号
房间
名称
房间总
耗热量
W
房间
编号
房间
名称
房间
总耗
热量
W
1 社区
办公
1936 1
卫生
间
626 1
卫生
间
738
2 社区
办公
1580 2
次卧
室
450 2
家用
楼梯
707
3 社区
办公
1580 3
厨房
586 3
厨房
750
4 社区
办公
475 4
厨房
586 4
厨房
750
5 社区
办公
598 5
卫生
间
450 5
卫生
间
547
6 社区
办公
1869 6
次卧
室
398 6
家用
楼梯
585
7 社区
办公
1913 7
卫生
间
53 7
卫生
间
102
8 社区
办公
273 8
主卧
室
664 8
主卧
室
907
9 社区
办公
273 9
餐厅
客厅
500 9
餐厅
客厅
1123
10 社区
办公
273 10
餐厅
客厅
500 10
餐厅
客厅
1123
11 社区
办公
366 11
卫生
间
223 11
卫生
间
261
12 社区
办公
599 12
主卧
室
617 12
主卧
室
888
13 总热
负荷
11735 13
总热
负荷
5653*4
=22612
13
总热
负荷
8481
其它计算详细见房间耗热量表。

3、散热器的选择
考虑到散热器耐用性和经济性，本建筑选用铸铁四柱640型，高度为640mm
它结构简单，耐腐蚀，使用寿命长，造价低，传热系数高；散出同样热量时金属
耗量少，易消除积灰，外形也比较美观；每片散热器的面积少，易组成所需散热
面积。

“暖通规范”规定：安装热量表和恒温阀的热水供暖系统不宜采用水流通
道内含有粘砂的散热器，应采取可靠的质量控制措施；所以要选用内腔干净无砂，
外表喷塑或烤漆的灰铸铁散热器。

具体性能及参数如下表：
表4.1 铸铁散热器参数
型号散热面积水容量重量工作压力传热系数k 四柱640型0.200m2 1.03L 5.7kg 0.5mpa 7.13 w/m2·℃3.1 散热器的布置
散热器布置在外墙窗台下，这样能迅速加热室外渗入的冷空气，阻挡沿外墙
下降的冷气流，改善外窗、外墙对人体冷辐射的影响，使室温均匀。

为防止散热
器冻裂，两道外门之间，门斗及开启频繁的外门附近不宜设置散热器；散热器一
般明装或装在深度不超过130mm的墙槽内。

3.2 散热器的安装尺寸应保证
底部距地面不小于60mm，通常取150mm；顶部距窗台板不小于50mm；背部
与墙面净距不小于25mm。

3.3 散热器的计算
对四柱640型，不能超过25片。

散热器面积F 按下式计算:
321)
(βββn pj t t K Q
F -=
m 2
Q —散热器的散热量，W
t pj —散热器内热媒平均漫度，℃ t n --供暖室内计算温度，℃
K —散热器的传热系数, W/m 2.℃ β1—散热器的组装片数修正， β2—散热器的连接形式修正， β3—散热器的安装形式修正，
散热器中β1、β2、β3的选取以书后附表为据， sg pj sh t (t t )/2=+， t sg —散热器进水温度， t sh —散热器回水温度，
以首层 101社区办公为例说明暖气片的计算过程：
房间热负荷Q=1936W ，供水温度为tg=95℃，t h =70℃， t pj =(95+70)/2=82.5℃ ,n t =18℃,Δt= p,j n t -t =82.5-18=64.5℃ 查教材附录2-1，0.163.663K t =∆=7.13 w/m 2
·℃ 修正系数：
散热器组装片数修正系数，先假定β1=1.0；
散热器连接形式修正系数，查教材附录2-4，β2=1.0；
散热器安装形式修正系数，查教材附录2-5，β3=1.02；（取A=100mm.）。

根据[2]式（2-1）
F ′=Q/（K ·Δt ）β1β2β3=1936/（7.13×64.5）×1×1×1.02=4.292m 四柱640型散热器每片散热面积为0.20 m 2，计算片数n ′为：
n ′= F ′/f=4.29/0.200=22片
查[2]附录2-3，当散热器片数为>20片时，β1=1.10，
因此，实际所需散热器面积为：
F= F ′×β1=4.29×1.10=4.72m 2
实际采用片数n 为： n=F/f=23.6片， 取整数，应采用四柱640型散热器24片。

其他房间的散热器计算结果见下表：
散热器片数表
首层二层~五层六层
房间编号房间
名称
实际散
热器片
数n
房间
编号
房间
名称
实际散
热器片
数n
房间
编号
房间
名称
实际
散热
器片
数n
1社区
办公
24 1
卫生
间
7 1
卫生
间
8
2 社区
办公
18 2
次卧
室
5 2
家用
楼梯
8
3 社区
办公
18 3
厨房
7 3
厨房
8
4 社区
办公
5 4
厨房
7 4
厨房
8
5 社区
办公
7 5
卫生
间
5 5
卫生
间
6
6 社区
办公
23 6
次卧
室
4 6
家用
楼梯
7
7 社区
办公
23 7
卫生
间
1 7
卫生
间
1
8 社区
办公
3 8
主卧
室
7 8
主卧
室
10
9 社区
办公
3 9
餐厅
客厅
5 9
餐厅
客厅
13
10 社区
办公
3 10
餐厅
客厅
5 10
餐厅
客厅
13
11 社区
办公
4 11
卫生
间
2 11
卫生
间
3
12 社区
办公
7 12
主卧
室
7 12
主卧
室
10
13 总散
热器
片数
138 13
总散
热器
片数
62*4=2
48
13
总散
热器
片数
95
其它详细计算见散热器片数表。

4、水力计算
1、首先进行立管编号并注明各管段的热负荷和管长。

2、确定最不利环路。

本系统为同程单管系统，一般取最远立管的环路
作为最不利环路。

3、计算最不利环路各管断的管径：
根据各管段的热负荷，求出各管段的流量，计算公式如下：
G=3600Q/4187（t
g ’-t
h
’）=0.86Q/（t
g
’-t
h
’） kg/h
Q——管段的热负荷，W
t
g
’——系统的设计供水温度，℃
t
h
’——系统的设计回水温度，℃
根据平均比摩阻和各管段的流量查《供热设计手册》，选定合适的管径、流速和压降。

4、确定各管段的长度
5、确定局部阻力损失
6、求各管段的压力损失ΔP=Δp
y +Δp
j
7、求环路的总压力损失
8、计算富裕压力值。

考虑到施工的具体情况，可能增加一些在设计计算中未计入的压力损失。

因此，要求系统应有10％以上的富裕度。

9、根据分户采暖系统要求，通过调节调节系统上的阀门或管径进行调节，把不平衡率控制在25％的范围以内。

入口处的剩余循环压力，用调节阀节流消耗掉。

首层分户采暖系统图
五层501分户采暖图
考虑到工程施工、管理的便利以及用户的经济性，本系统采用机械循环下供下回的形式，各用户户内散热器采用单管跨越式异侧上进下出的方式。

户内管道过门时采用地板埋设，散热器采用明装形式。

各层用户室内系统水力计算以用户501为例:
热媒参数为：供水温度t
g ′=96℃,回水温度t
h
′=75℃
(1)在轴测图上,进行管道编号,水平管与跨越管编号并注明各管段的热负荷和管长。

(2)计算各管段的管径。

水平管段1、3、5、7、9、11、13的流量为 G=3600Q/4187（t
g ’-t
h
’）=0.86Q/
（t
g ’-t
h
’） kg/h，G=0.86*2879/25=99kg/h,根据表,跨越管段2、4、6、8、
10、12的流量为G
k
=（1-0.36）G=63.4kg/h从而确定各管段的管径。

（3）各管段的局部阻力系数的确定。

（4）跨越管的局部阻力与沿程阻力的计算，跨越管段2、4、6、8、10、12的阻力相等。

长度l=0.32m，R=14.25 Pa/m，υ=0.0934m/s；局部阻力系数，每组节点间有两个直流三通，Σζ=2*1.0=2.0，阻力为：（Rl+ΔPj）=14.25*0.32+4.3*2=13.16 Pa跨越管段2、4、6、8、10、12的总阻力为13.16*6=78.96Pa （5）计算水平管的总阻力。

水平管的总阻力由6个跨越管段总阻力和管段1、3、5、7、9、11、13的阻力组成。

它们的总阻力为Σ（Rl+ΔPj）=1516.03Pa.
计算详情见下表。

第二～五层水平跨越式分户
采暖系统水力计算表（左）
管短号Q G L d v R △Py=R
L ∑ξ△Pd△Pj
=△P
d*∑
ξ
△P=
△Py
+△P
j
备注
W kg/h m mm m/s Pa/m Pa Pa Pa Pa
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1 2879 99 4.4 15 0.143 32.1
4 141.41
6
9.5 10.07 95.6
65
237.
081
2
- 63.4 0.32 15 0.0934 14.2
5
4.56 2 4.3 8.6 13.1
6
3 2879 99 2.2 15 0.143 32.1
4 70.708 6 10.07 60.4
2
131.
128
4 63.4 0.32 1
5 0.0934 14.2 4.5
6 2 4.3 8.6 13.1
- 5 6
5 2879 99 4.3 15 0.143 32.1
4 138.20
2
2 10.07 20.1
4
158.
342
6
- 63.4 0.32 15 0.0934 14.2
5
4.56 2 4.3 8.6 13.1
6
7 2879 99 3.3 15 0.143 32.1
4 106.06
2
0 10.07 0 106.
062
8
- 63.4 0.32 15 0.0934 14.2
5
4.56 2 4.3 8.6 13.1
6
9 2879 99 5.8 15 0.143 32.1
4 186.41
2
2 10.07 20.1
4
206.
552
10
- 63.4 0.32 15 0.0934 14.2
5
4.56 2 4.3 8.6 13.1
6
11 2879 99 7.8 15 0.143 32.1
4 250.69
2
2 10.07 20.1
4
270.
832
12
- 63.4 0.32 15 0.0934 14.2
5
4.56 2 4.3 8.6 13.1
6
13 2879 99 7.2 15 0.143 32.1
4 231.40
8
9.5 10.07 95.6
65
327.
073
36.9 2 1516 .03
第二～五层水平跨越式分户采暖系统局部阻力系数计算表
管短号局部
阻力个数∑ξ管短
号
局部阻
力
个数∑ξ
1,13 闸
阀，
弯头
1 1.5 3 弯头 3 3*2=6 4 4*2=
8.0
∑ξ=6∑ξ=9.5
5,9,
11
弯头 1 1*2=2
2，4,6,8, 10,12 直流
三通
2 2*1.
0=2.
∑ξ=2∑ξ=2.0
7 - -
(6)计算立管管径，求出最不利环路总阻力。

热媒参数为：供水温度t g ′=96℃,回水温度t h ′=75℃
分户采暖立管局部阻力计算表
管段号 局部阻力 个数 ∑ξ
1,16 闸阀，弯头 1 0.5
3 1 ∑ξ=3.5
3～7，10～14 直流四通 1 2 ∑ξ=2 8,9 - 0 0 2,15 闸阀，弯头，直流四通 1 0.5
1 1 1
2 ∑ξ=3.5 分户采暖系统立管管路水力计
算表
管短号 Q G L d v R △Py =RL ∑ξ △Pd △Pj =△P d*∑ξ △P=△Py
+△P j
备注
W kg/h m mm m/s Pa/m Pa Pa Pa Pa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1，16 42828 1473.2832 9 40 0.315 39.8 358.2 3.5 48.78317745 170.7411211 528.9411211
排气
2,15 42828 1473.2832 1.5 40 0.315 39.8 59.7 3.5 48.78317745 170.7411211 230.4411
211
3,14 31093 1069.5992 3 32 0.304 43.46 130.38 2 45.43558707 90.87117414 221.2511
741
4,13 25440 875.136 3 32 0.247 29.7 89.1 2 29.99458678 59.98917356 149.0891
736
5,12 19787 680.6728 3 32 0.194 18.5 55.5 2 18.50343831 37.00687662 92.50687
662
6,11 1413
4
486.
2096
3 25 0.243 41 123 2 29.030
96846
58.0
6193
692
181.
0619
369
7,10 8481 291.
7464
3 20 0.232 52.9
1
158.
73
2 26.462
13901
52.9
2427
802
211.
6542
78
8,9
0 0 2.5 15 0 0 0 0 0 0 0
各层用户相对于一层用户的不平衡百分率
项目重力
附加一层
压力
重力
损失
一层
资用
压力
各层资用
压力
立管
压力
损失
各层
压力
损失
各层
总损
失
不平衡百
分率
楼层序号
2 311.4 3135 155.7 2979.
3 3290.7 442 1516 1958 40.498981
98
3 622.8 3135 155.7 2979.
3 3602.1 740 1516 2256 37.369867
58
4 934.2 313
5 155.7 2979.
3 3913.5 926 1516 2442 37.600613
26
5 1245.
6 3135 155.
7 2979.
3
4224.9 1288 1516 2804 33.631565
24
6 155
7 3135 155.7 2979.
3 4536.3 1712 3345 5057 -11.47851
773
因为最大不平衡百分率大于25%，所以调整热负荷大的管径，重新计算不平衡百分率，将一层用户101,102，六层用户601,602，户内管径调整为DN20，调整后阻力详细计算见采暖系统水力计算书。

调整后不平衡百分率见下表，满足分户采暖系统要求，通过调节调节系统上的阀门或管径进行调节，把不平衡率控制在25％的范围以内。

入口处的剩余循环压力，用调节阀节流消耗掉.
考虑重力附加阻力各层用户相对于一层用户的不
平衡百分率
项目重力
附加一层
压力
重力
损失
一层
资用
压力
各层资用
压力
立管
压力
损失
各层
压力
损失
各层
总损
失
不平衡百
分率
楼层序号
2 311.4 1971 155.7 1815.
3 2126.7 442 1516 1958 7.9324775
47
3 622.8 1971 155.7 1815.
3 2438.1 740 1516 2256 7.4689307
25
4 934.2 1971 155.7 1815.
3 2749.5 926 1516 2442 11.183851
61
5 1245.1971 155.7 1815.3060.9 1288 151
6 2804 8.3929563
6 3 2
6 155
7 1971 155.7 1815.
3 3372.3 1712 805 2517 25.362512
23
根据计算求出立管各管段，和水力平衡后用户的管径。

如下表所示。

采暖管道管径计算表
管短号立管d
层数用户
d
用户
d mm mm mm
1 2 3 4 5 6 7 1，16 40 首层101 20 102 20
2,15
40 二层201 15 202 15 3,14
32 三层301 15 302 15 4,13
32 四层401 15 402 15 5,12
32 五层501 15 502 15 6,11
25 六层601 20 602 20 7,10
20
8,9
15
画出总管径系统图如下。

详细计算见采暖系统水力计算表。

采暖系统水力计算书工程名称分户计量-异程采暖系统
热媒供水温度
(℃)
95 回水温度(℃)70
平均密度
(kg/m3)
983.
28
运动黏度
(10-6m2/s)
0.479
系统形式楼层
数
6
立管
形式
双管供回水方式下供下回立管
数
2
立管
关系
异程
总负荷(W) 42828
总流量(kg/h) 1473.28
最不利损失
(Pa)
4322
从立管水力计算和各用户水力平衡后计算结果可以计算出最不利环路总阻力。

最不利环路为供水干管——供水立管——用户501——回水立管——回水干管——换热器。

管路中总阻力 P=（529+230+221+149+93+181）*2+1516=4322.
根据《供热工程》，课本P117可计算户内水力计算，P121可计算立管水力计算。

P125有关说明如下，
1.计算中每层用户仅一个，实际设计中多2-3个。

2.未考虑分户采暖用户的入户装置的阻力损失，若将其计算在户内阻力损失更大，更有利于水力平衡与提高稳定性。

3.计算中的系统的不平衡率较小，说明异程式单管的阻力可有效抵消重力循环自然附加压力的影响。

4.分户采暖系统的最远端用户所在环路不一定是最不利环路，它的位置与选取立管的大小有关。

5.换热器的选择和计算
换热器的换热量为kW Q 828.42=水流量为h kg G L /3.1473=。

城市热网的供水设计温度为110℃，回水温度为70℃。

该建筑的供水温度为95℃，回水温度为70℃。

因此对数平均温差为：
m
d m
d p t t t t t ∆∆∆-∆=
∆ln （5-1） ℃150
15ln 0
15=-=
式中 p t ∆——换热器进出口端的对数平均温差，℃；
d t ∆——换热器进出口端的最大温差，℃； m t ∆——换热器进出口端的最小温差，℃。

加热侧水流量为城市热网侧：
h kg t t Q G h g L /8.92070
11042828
86.086.02=-⨯=-=
被加热侧水流量即为建筑供暖系统总流量h kg G L /3.14731= 换热器传热系数：
λ
δ
αα++=
w n K 1
1
1 （5-2）
式中 n α——管内内壁液体至管壁的传热系数，K W ⋅2m /；
w α——管外外壁液体至管壁的传热系数，K W ⋅2m /；
λ——管壁导热系数（钢管40=λ），K W ⋅m / δ——换热管壁厚，0025.0=δ。

查
表
换
热
器
性
能
表
，
当
℃
15=∆p t 时，
K m W n ⋅=2/1020α,K m W w ⋅=2/1514α，依据公式（5-2）得
K m W K w
n
⋅=++=
+
+
=
2/1.58740
0025.015141102011
1
1
1λ
δαα
换热器换热面积
273.95
.0151.58742828
m t K Q F m =⨯⨯=⋅∆⋅=
β （5-3）
式中 Q ——换热器热负荷，W ；
K ——换热器传热系数，K W ⋅2m /；
m t ∆——换热器对数换热温差，℃；
β——考虑到换热器结垢换热效果降低5.0=β。

根据换热器面积F 、换热量Q 、水流量21L L G G 和，查换热器性能表得换热器参数，被加热水走管内，见表5-1。

所以选择换热面积为10.8的换热器.
表5-1 换热器性能参数表
加热水温度110——70℃，被加热水温度95——70℃
换热器型号 DN-150
水流速W 1（m/s ） 换热量（104W ） 水流量104(kg/h)
水流速W 2（m/s ） 传热面积F(m 2) 所需长度L(m) G 1 G 2 0.5 12.2 0.61 0.3 0.07 9.2 6 1 24.5 1.23 0.61 0.14 10.8 7 工作压力 1.4MPa 换热管管径mm 25×2.5 壳体直径D 159×4.5 换热管根数 11 进出水管径mm 73×4
泄水管直径mm
57×4 A 462 B 300 C 120
长度Lm
2
根据水流速度W 1查换热器阻力选用表
表5-2 换热器阻力选型表
40-60℃被加热水的阻力(被加热水走管内)
W1 DN150 DN200 0.5 32L+78 32L+70 1
126L+315 283L+280
当W 1=1时，O mH Pa L P 22.111739807.9)3157126(807.9)315126(==⨯+⨯=⨯+=∆
图5-1 换热器总图
6、水泵和电机的选择
根据供暖系统的最大流量h kg G /3.1473max = max Q =
ρm ax G =
48.1998
3
.1473=m 3/h 和最大扬程m ax H (最不利环路阻力损失、楼层高度和换热器阻力损失)O mH H 2max 63.192.11843.0=++=确定供暖系统的管网特性曲线。

管网特性曲线方程
22962.8Q SQ H ==
该供暖系统采用单级单吸热水循环泵，根据最大流量max Q 和最大扬程m ax H 确定循环水泵的流量和压力：
h Q Q /m 63.148.11.1)1.105.1(3max =⨯==～
O mH H H 2max 6.2163.191.1)15.11.1(=⨯==～
根据水泵的扬程H 和流量Q 选择热水循环泵，查样本手册可得水泵型号为 IRG32系列单级单吸离心泵。

IRG32单级单吸离心泵性能参数
型号
Q （m3/h)
H(m0
效率（%） 转速（r/min)
电机功率
（KW ）
IRG32-160 1.6 33
38 2900 1.5 2.3 32
42 3.1 30 40 IRG32-160A 1.6 28
30 2900 1.1 2.3 27
32 3.1 24.9 31 IRG32-200 1.6 23
26 2900 3.1 2.3 22
30 3.1 19.8
28
根据水泵性能参数绘制水泵性能曲线，同时根据管网特性曲线方程绘制管网特性曲线。

工况分析曲线
管网性能曲线与未切削的水泵IRG32-200特性曲线的交点与水泵计算工况点Q=1.92m3/h 和H=31.5m,提供的扬程较大，所以可以选用切削一次的该系列水泵IRG32-160A ，Q=1.75m3/h ，H=25m,满足该管网的阻力损失。

可以选择一备一用。

当供暖系统所需流量增加时，可选择未切削的IRG32-200的水泵，从而调节水泵性能曲线至系统所需流量。

7、设计总结
两周的课程设计终于结束了，在这期间我进行了大量的设计计算和画图，时间有点仓促，任务比较重，学到了很多以前书本上所未能学到的东西，使我对供热工程这门课从以前抽象的、纯理论认识上升为较系统的、比较形象的了解，掌握了一些设计方法，同时也认识到设计对我们本专业的重要性，我本次课程设计是供暖工程对相应的室内个体采用分户采暖供暖，包含了室内热负荷计算、散热器的选择计算，水力计算的一些基础知识，通过基础设计的过程熟悉和掌握相应的理论，并且对于以后的实际有很大的帮助。

8、参考文献
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[3]何耀东.暖通空调制图与设计施工规范应用手册[M] .北京：中国建筑工业
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[4] 陆亚俊.暖通空调[M] .北京：中国建筑工业出版社，1999
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中国建筑工业出版社，1997
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[7] 中国建筑学会暖通委员会主编.暖通空调新技术[M] .北京：中国建筑工业
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下载可编辑.专业.整理.。