供暖课程设计说明书
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目录
第1章建筑概况 (1)
工程概况 (1)
设计概况 (1)
设计内容 (2)
第2章设计参数 (2)
.
室外气象参数 (2)
室内设计参数 (2)
围护结构热工参数 (3)
第3章供暖负荷计算 (3)
热负荷组成 (3)
校核最小传热组 (3)
校核外墙最小热阻 (3)
校核屋面最小热阻 (4)
)
热负荷计算 (4)
主要计算公式 (4)
热负荷计算实例 (6)
第4章供暖系统方案的确定 (7)
第5章散热器的选择计算 (8)
散热器的选用 (8)
散热器的布置 (8)
散热器的计算 (8)
。
基本公式 (8)
散热器计算实例 (9)
各房间散热器片数 (9)
第6章水力计算 (11)
确定系统原理图 (11)
系统水力计算 (11)
设计小结 (16)
参考文献 (16)
…
第1章建筑概况
工程概况
本工程设计对象位于天津市，建筑功能为住宅小区，占地面积㎡。建筑面积1113㎡。一至五层为单元房，根据建筑使用功能分析，房间主要分以下类型：卧室、餐厅、客厅、走道、卫生间、厨房
设计概况
本设计为整栋住宅楼冬季室内采暖工程,按要求应实行采用分户计量系统。
设计内容
！
（1）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）
（2）采暖设计热负荷及热指标的计算
（3）散热设备选择计算
（4）布置管道和附属设备选择，绘制设计草图
（5）管道水力计算
（6）平面布置图、系统原理图等绘制
（7）设备材料表、设计及施工说明的编制
第2章设计参数
}
室外气象参数
（1）地理纬度：北纬39°，东经117°16′；
（2）大气压力及海拔：冬季大气压力102660Pa，夏季大气压力100480Pa；
（3）室外计算干球温度：冬季供暖-9℃；
（4）冬季最多风向的平均风速：6m/s；
（5）冬季室外平均风速：s；
室内设计参数
本住宅楼供住户使用，精度要求不高，主卧室和次卧室供住宿或书房使用，餐厅、厨房、客厅和走道相通故设计温度相同，为方便起见都取18℃，主卫生间和客卫生间可供洗澡用故设为23℃，户间传热邻室温差取6℃，户内邻室传热温差为5℃。
《
供暖房间的室内计算干球温度如下表：
-
围护结构热工参数
外窗：PA断桥铝合金（辐射率<=）-E中空玻璃（空气9mm），传热系数取 W/（㎡·K）；
外墙：多孔砖370（聚苯板）：20专用饰面砂浆与涂层 +50膨胀聚苯板+370烧结多孔砖+20内外粉刷，传热系数取 W/（㎡·K）；
分户内隔墙：加气混凝土墙：20石灰、水泥、砂浆+200加气混凝土+20石灰、水泥、砂浆，传热系数取 W/（㎡·K）；
卫生间内隔墙：蒸压加气砼砌块墙：10水泥砂浆+100蒸压加气砼+21水泥砂浆，
传热系数取 W/（㎡·K）；
楼板：40钢筋混凝土+120钢筋混凝土+66预制复合保温板，传热系数取 W/（㎡·K）；
屋面：钢筋砼板（聚苯板）：10防水层+150水泥加气混凝土+50膨胀聚苯板+60锅炉渣+100钢筋混凝土+20石灰、水泥、砂浆，转热系数取 W/（㎡·K）内门：木框单层玻璃门（玻璃比例30%-60%）、单层钢窗，传热系数取 W/（㎡·K）；
。
外门：多功能户门，传热系数取 W/（㎡·K）。
阳台门：木框双层玻璃门、单层钢窗，传热系数取 W/（㎡·K）。
第3章供暖负荷计算
热负荷组成
对于集中供暖分户热计量供暖系统，在确定户内采暖设备容量和计算户内管道时，应考虑间歇供暖和分室调节引起的隔墙或楼板传热，计入向邻户传热引起的耗热附加即户间传热负荷，但户间传热负荷不统计在供暖系统的总负荷内，即共用立管负荷。对户内供暖系统，其供暖系统的设计热负荷，应为围护结构传热耗热量、冷风渗透耗热量与户间传热负荷之和。
校核最小传热组
校核外围护结构的最小传热阻是为了确定是否结露以及是否符合人体卫生要求。
3.2.1 校核外墙最小热阻
&
外墙：多孔砖370（聚苯板）：20专用饰面砂浆与涂层 +50膨胀聚苯板+370烧结多孔砖+20内外粉刷，外墙热惰性指标D=；
t?=℃；
允许温差
y
α=（㎡·K）；
外墙内表面传热系数
n
温差修正系数a=。
外墙属于Ⅱ类围护结构，查《供暖空调设计手册》219页得，天津市冬季围护结构室
外计算温度we t = －11℃
外墙最小传热阻n y w n min o t t -t a R α?=
）（，=8.7
×6.01118×1.0）
（+=㎡·K/ W
外墙平均传热阻o R =1/K=1/=㎡·K/ W
)
由此可得o R 〉min o R ，，则外墙满足围护结构最小传热阻要求，即内表面不会出现凝结水。
3.2.2 校核屋面最小热阻
屋面：钢筋砼板（聚苯板）：10防水层+150水泥加气混凝土+50膨胀聚苯板+60锅炉
渣+100钢筋混凝土+20石灰、水泥、砂浆，转热系数取 W/（㎡·K ），屋面热惰性指标D = 允许温差y t ?=℃；
外墙内表面传热系数n α=（㎡·K ）；温差修正系数a=。 屋面属于Ⅱ类围护结构，则℃-11t w =e 屋面最小传热阻n y w n min o t t -t a R α?=）（，=8.7×4.01118×1.0）
（+=㎡·K/ W
屋面平均传热阻o R =1/K=1/=㎡·K/ W
'
由此可得o R 〉min o R ，，则屋面满足围护结构最小传热阻要求，即屋顶内表面不会出现凝结水。
3.2.3 校核外门最小热阻
外门最小传热阻不应小于外墙最小传热阻的60%，即
min
o R ，=60%*=㎡·K/ W
外门平均传热阻o R
=1/K=1/=㎡·K/ W
由此可得o R 〉min o R ，，则屋面满足围护结构最小传热阻要求。
热负荷计算
3.3.1 主要计算公式
1. 围护结构传热耗热量
】
)1)(1)(('
'1m ch w n x x t t aKF Q ++-=
式中 '1Q --围护结构的基本耗热量形成的热负荷（W ）；
a --围护结构的温差修正系数；
F --围护结构面积（㎡）
； K --围护结构的传热系数[W/(㎡·℃)]；
n t --冬季采暖室内设计温度（℃）；
'
w t --冬季采暖室外设计温度（℃）；
ch x --朝向修正系数，由于西宁地区的日照率为70%>35%，日照比较充分，
所以北向取10%、南向取-20%、东、西向取-5%；
~
m x --外门修正系数，当为一道门时n x m %65=，n 为建筑楼层数。
2. 冷风渗透耗热量
对于六层及六层以下的民用建筑主要考虑风压的作用。
n t t l L c Q w n p )(ρ28.0''0w '2-=
式中 2Q '--冷风渗透耗热量（W ）；
p c --冷空气的定压比热，p c =1KJ/（kg·℃）。
w ρ--供暖室外计算温度下的空气密度，可由)273/(353ρ'
w w
t +=计算； '0L --在基准高度风压单独作用下，通过每米门、窗隙渗入室内的冷空气量，
[m 3/（m/h ）]，'0L 值可根据冬季室外平均风速查《2009全国工程设计技术措施》得到；
—
式中 l --门窗缝隙的计算长度，m ；
n --风压单独作用下，渗透空气量的朝向修正系数，按课本附录A 中A-6
采用。
3. 户间传热负荷
∑=h '3Δt KF h x Q
式中
'3Q --户间传热总负荷（W ）；
K --户间楼板或隔墙的传热系数[W/（㎡·K ）]； F --户间楼板或隔墙的传热面积（㎡）
； )
h x --户间传热量附加率，对于顶层或底层房间取75%，标准层取50%；
h Δt --户间传热计算温差（℃），取6℃。
4. 户内总热负荷'Q
'
3'2'1'Q Q Q Q ++=
3.3.2 热负荷计算实例
现以底层1002（客厅）为例说明计算步骤，其他房间的热负荷见附录1供暖系统设计热负荷表。
/
1、围护结构传热耗热量'1Q （1）东外墙
221.17.3*7.5m om F ==， )/(54.02K m W K ?=，%5-=ch x ，0.1=a ，
北外墙的传热耗热量为：
)1)(('
'1ch w n x t t aKF q +-=W 9.2365%)W -(1×9)(18×17.1×0.54×0.1=+=
（2）南外墙
29.6)2.2*33*5.4(m F =-=，)/(54.02K m W K ?=，%20-=ch x ，7.0=a ，
北外窗的传热耗热量为：
"
)1)(('
'1ch w
n x t t aKF q +-=W 3.5620%)W -(1×)9(18×6.9×0.54×7.0=+= （3）南外门
26.62.2*3m F ==，)/(5.22K m W K ?=，%20-=ch x ，7.0=a ，
南外门的传热耗热量为：
)1)(('
'1ch w n x t t aKF q +-=W 5.24920%)W -(1×9)(18×6.6×2.5×7.0=+=
（4）地板
第一地带 2126.1935.4228.52m F =?+?=，)/(47..02K m W K ?=，1=a ， 第二地带 2226.735.2228.12m F =?+?=，)/(23..02K m W K ?=，1=a ，
（
第三地带 23448.028.135.0m F =?=，)/(12..02K m W K ?=，1=a ， 地板的传热耗热量为：
W t t aKF q w n 29127*12.0*448.027*23.0*26.727*47.0*26.19)(''1=++=-=∑
108房间（次卧2）围护结构传热耗量为：
W W Q 7.833)2915.2493.569.236('1=+++=
2、冷风渗透耗热量'2Q
南外窗 查《使用供热空调设计手册》
阳台外门渗透冷空气量)/(1.1m 3'0h m L ?=,
，
15.0=n ,3/337.1m kg w =ρ,)/(01.1K kg kJ C p ?=,m l 6.12=, 南外窗冷风渗透耗热量：
W W n t lt L c Q w n p 2.2115.0)189(6.121.11.3371.0128.0)ρ28.0''0w '2=?+??????=-=
3、户间传热负荷'3Q
W W x Q h 5762359.07.0Δt KF h '3=???==∑
1002（客厅）房间供暖系统设计热负荷为：
W W Q Q Q Q 9.911)572.217.833('3'2'1'=++=++=
|
4、供暖系统设计热负荷表
5、各个用户的总负荷
第4章供暖系统方案的确定
1、供暖热媒采用低温热水，由外部热网集中供应；在建筑物的供暖入口处装置加压设备。
·
2、供暖方式采用双管下供下回式，在影响不大的时候尽量穿门。
3、供暖总立管和敷设在地沟、非供暖房间内的管道均进行保温处理，采用岩棉管壳保温，厚度为40mm，外缠玻璃布保护层。
4、供暖管路系统中的最高点和最低点分别设置自动排气阀和手动泄水装置。
第5章散热器的选择计算
散热器的选用
散热器应满足热工性能、经济性能、安装使用方便、卫生美观、使用寿命长的基本要求。经分析比较选用铜铝散热器，型号为TLZY8-6/型。
散热器的布置
散热器宜在外窗台下面，采用明装，这样沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善从玻璃下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响，使流经室内的空气流比较暖和舒适，如有困难，散热器宜靠墙布置。
<
本设计采用散热器布置在墙龛内的方法布置，且散热器顶部聚墙龛上部墙的距离
为100mm 。
散热器的计算
设计供、回水温度为75℃、50℃，支管与散热器采用同侧上进下出方式，本设计采用散热器布置在墙龛内的方法布置，且散热器顶部聚墙龛上部墙的距离为100mm ，现以1002（客厅）为例计算散热器面积和片数。
5.3.1 基本公式
1.单片散热器散热量q 按下式计算：
b n pj t a q )t (-?= 式中 q ---单片散热器散热量，W/片；
pj t ---散热器热媒的算术平均温度，℃； ￥
n t ---供暖室内计算温度，℃； a 、b---实验系数
2.散热器片数n 按下式计算：
321βββq
Q
n =
式中 Q ---房间供暖热负荷，W ；
1β---散热器组装片数修正系数； 2β---散热器连接形式修正系数； 3β----散热器安装形式修正系数。
'
5.3.2 散热器计算实例
现以底层108（次卧2）为例说明计算步骤。
已知Q =913W, pj t =(75+50)/2=℃, n t =18℃, 查散热器出厂说明书可知，对TLZY8-6/散热器每片散热器散热量b n pj t t a b )(-?=
其中a= b= 5.44=?t
散热器组装片数修正系数， 1β=
散热器连接形式修正系数，查相关资料2β=
~
散热器安装形式修正系数，查相关资料3β=
根据公式求得片数：片3.1106.10.192.05.44675.0913274
.1321=????==
βββq Q n 。 取整数，应采用TLZY8-6/型铜铝散热器11片。
5.3.3各房间散热器片数
其他各房间按照类似方法分别算出，少于5片的都按5片计算，下表为该建筑各房间散热器片数统计情况：
表5-2各房间散热器片数统计表
—
第6章水力计算确定系统原理图
根据以上分析，可画出系统图，见右图。
系统水力计算
《
设计供回水温度为75/50℃，采用等温降法进行计算。 由户内不变径原则，可
只计算出入户管的管径，即为室内管径。对于入户管所承担的热负荷为该户的总热负荷（包括户间传热），而共用立管承担的热负荷为该管以上所有用户不加户间传热的总热负荷。具体计算如下：
（1） 选择最不利环路
最不利环路是顶层A 用户（4225W ）的环路。这个环路从热力入口经过的管段编号依次为1、2、3、4、5进入顶层A 用户，再经过6、7、8、9、10、11流回热网。参见右图 。
（2） 确定最不利环路各管段的管径d 1） 最不利环路比摩阻的试取
根据最不利环路平均比摩阻pj R 一般取30～60Pa/m 的原则，初选pj R =45Pa/m 。
2）根据各管段的热负荷，求出各管段的流量G （Kg/h ）
—
)(86.0)(10187.436003
h
g h g t t Q
t t Q G -=-?=
式中 Q —管段的热负荷，W ；
g t —系统的设计供水温度，℃；
h t —系统的设计回水温度，℃。
3）根据G ，pj R ,查课本附录D-1,选择最接近pj R 的管径。将查出的d 、R 、v 和G 值列入水力计算表的第5、6、7和第3栏中。
例如，对管段⑦，Q=4225W ，当Δt=25℃时，
h kg h kg G /34.145/)]50－4225/(75×86.0[==。查课本附录D 中表D-1，选择最接近pj
R 的管径。如取DN20mm ，用插补法计算，可求出v=s ，R=m 。 （3）确定各管段的沿程损失y p ?
￥
将每一管段R 与l 相乘，列入水力计算表的第8栏中（4）确定各管段的局部损失j p ?
1）确定局部阻力系数ε。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及数量局部阻力系数表。最后将各管段总局部阻力系数ε∑列入水力计算表的第9栏。
局部阻力系数表 管段号
局部阻力 》 个数
∑ξ 管段
号
局部阻力 个数 ∑ξ 1
闸阀 }
1
11 闸阀 1 分流三通
【
1
3 分流三通 1 3 φ32mm ，90°弯
头
￥
3
φ32mm ，90°弯头
3
∑ξ |
8
∑ξ 8 2
直流三通 1 1 &
10 直流三通
1 1 φ20mm ，90°弯
头
2 2
φ20mm ，90°弯头
2 2 ∑ξ 5 ·
∑ξ
5
3
直流三通 1 1 9
直流三通
（
1 1 φ20mm ，90°弯
头 2
2 φ20mm ，90°弯
头 【 2
2 ∑ξ 5 ∑ξ 5
—
4
直流三通 1 1 8
直流三通 1 1 φ20mm ，90°弯
头 2 2 φ20mm ，90°弯
头 2
2 ∑ξ 5
∑ξ 5
5
直流三通 》
1 1 7
直流三通
1 1 φ20mm ，90°弯
头
| 2
2 φ20mm ，90°弯
头
2
2
∑ξ !
5
∑ξ 5 6
合流三通 1 3 '
12～20
合流三通 1 3 直流三通 10 1 直流三通 10 1 分流三通 1 3 分流三通 1 3 φ20mm ，90°弯
头
24
2
φ20mm ，90°弯
头
24
2
散热器 6 2 散热器 6 2 乙字弯 12 乙字弯 12 温控阀 6 50 温控阀 6 50 过滤器 1 过滤器 1 截止阀 2
16
截止阀 2
16
∑ξ
》 ∑ξ
注意：在统计局部阻力时，对于三通和四通管件的局部阻力系统，计算一次并列在流量较小的管段上。
2）利用附录D 中的D-3，根据各管段流速v ，可查出动压力d p ?值，列入水力计算表的第10栏中。根据ε∑?=?d j p p ，将求出的各管段的j p ?值，列入水力计算表的第11栏中。
（5）求各管段的压力损失j y p p p ?+?=?，将水力计算表中第8栏与第11栏相加，列入水力计算表的第12栏中。
（6）求最不利环路总压力损失，即Pa p p H j y 16421)(131=?+?∑=?-。 （7）计算富裕压力值
￥
考虑到由于施工的具体情况，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。
分户计量供暖系统热力入口的资用压差一般取40～50kPa ，取Δp =45kPa 。入户处剩余的循环压差用平衡阀消耗掉。
%10%5.63%10045000
16421
45000ΔH －%>=?-=??=
?p p 式中 Δ---系统作用压力的富裕值（%）；
Δp---最不利环路的作用压力（Pa ）； ΔH---最不利环路的实际总压力（Pa ）。
（8）确定通过六、五、四、三、二层环路各管段的管径
以四层A 用户为例计算环路中各管段管径，其他几层计算方法一样故只列出不平衡率和水力计算表。
【
1）确定通过第五层环路各管段的管径
根据并联环路节点平衡原理（管段13与管段5、6、7为并联管路），通过计算可
以求出四层A 用户管段13的资用压力为
Pa p p p j y 13067)(7513
=?+?∑='?- 2）根据同上的方法，按照13管段流量G 及pj R ，确定管段的管径d 将相应的R 、v 值填入表中。
3)确定管段15的压力损失Pa p p j y 7128)(13=?+?∑ 4）求通过顶层与第五层并联环路的压降不平衡率
%100]/))([(151515
5?'??+?∑-'?=p p p p x j y %5.45%100]13067/)712813067[(=?-=>25%
】
此相对差额不在允许%25±范围内（双管异程系统），由于管段已选用最小管径，因此需要在入户干管上添加平衡阀，通过调节平衡阀来消除剩余压力。
水管水力计算
编号负荷W流量kg/h管径管长m v(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)ζPj(Pa)Py+Pj(Pa) 135373326553338461794 227436323341023104206 321101253882633189452 41476625344133393225 58431203521565131287 642251548663147934512493 78431203521565131287 81476625344133393225 921101253882633189452 1027436323341023104206 1135373326553338461794
∑（ΔPy+ΔPj）1-11=16421Pa
系统作用压力富裕率Δ％=[ΔP-∑（ΔPy+ΔPj）1-1]/ΔP=(45000-16421)/45000=％1242061548653121926112382ΔP6=∑（ΔPy+ΔPj）7=12493Pa 不平衡率x=[ΔP6-∑（ΔPy+ΔPj）12]/ΔP7=% 133177154838184452847128
ΔP5-7=13067Pa 不平衡率x=[ΔP5-7-ΔP13]/ΔP5-7=% 143158154838182352217045
ΔP5-7=13067Pa 不平衡率x=[ΔP5-7-ΔP14]/ΔP5-7=% 153177154838184452847128
ΔP4-8=13517Pa 不平衡率x=[ΔP4-8-ΔP15]/ΔP4-8=% 163158154838182352217045
ΔP4-8=13517Pa 不平衡率x=[ΔP4-8-ΔP16]/ΔP4-8=% 173177154838184452847128
ΔP3-9=14421Pa 不平衡率x=[ΔP3-9-ΔP17]/ΔP3-9=%
183158154838182352217045
ΔP3-9=14421Pa 不平衡率x=[ΔP3-9-ΔP17]/ΔP3-9=% 1939781548592810828511094ΔP2-10=14833Pa 不平衡率x=[ΔP2-10-ΔP19]/ΔP2-10=% 2039591548582784820610990ΔP2-10=14833Pa 不平衡率x=[ΔP2-10-ΔP19]/ΔP2-10=%
设计小结
供热课程设计共10天，在这期间我们阅读了大量的规范，自己在网上也查阅了一些规范如，《供热通风设计手册》等，我这几天去图书馆的次数比整个这学期的都多，去查了大量的图集。然后自己按着设计的步骤进行了大量的设计计算和画图，时间有点仓促，任务比较重，在这次课程设计中我学到了做任何工作之前都要做好准备，只有充分准备才能使工作顺利进行，此外我还学到了一下word的操作。最后感谢李敏霞老师和田玉卓老师的精心指导，使我真正学到了很多具体的知识，使我对供热这门课有了更进一步的认识。
总之，我在这次课程设计中痛并快乐着。
参考文献
[1] 《供热工程》田玉卓、闫全英主编，机械工业出版社， 2005
[2] 《2009全国工程设计技术措施》
[3] 《京01SSB1 新建集中供暖住宅分户热计量设计和施工试用图集》
[4] 《实用供热空调设计手册第二版》
[5] 《AutoCAD建筑设备工程制图实例精解》王刚人民邮电出版社
[6] 《建筑设备工程制图与CAD 技术》刘建龙主编北京：中国化学工业出版社2009
[7] 《供热工程课程设计指导书》刘建龙 2008
[8] 《供热通风设计手册》陆耀庆.北京：中国建筑工业出版社;