长春供热课程设计说明书

室内采暖课程设计设计题目：长春市时尚新苑小区采暖系统设计专业年级：建环2008级学生姓名：学号：指导教师：课程设计任务书一、设计题目长春市时尚新苑小区采暖系统设计二、原始资料1、建筑物修建地点：长春市。

2、土建资料：建筑物的平、立面图。

3、其他资料：热源：独立锅炉房；设计供回水温度：95/70C；建筑物周围环境：室内、无遮挡。

三、设计内容和要求1、设计应包括以下主要内容：（1）计算供暖设计热负荷（2）布置管道和散热设备、选择计算散热设备（3）管道的水力计算及附属设备的选择2、说明书要阐述设计方案主要依据和基本计算公式。

说明书的文字要简练，字迹要工整。

说明书中要有以下几张表格和附图：（1）房间围护结构耗热量计算表（2）散热器计算表（3）管路水力计算表、局部阻力系数统计表（4）管路水力计算简图3、绘制的图纸图面要全面，图中各项内容符合制图要求，要有文字说明。

要有以下图纸：（1）采暖系统平面图（2）采暖系统图目录略。

长春市时尚新苑小区采暖系统设计1 采暖设计热负荷的计算气象资料供暖室外计算温度tw =-23℃，冬季室外平均风速vw=s，冬季主导风向及频率:SW，20%,冬季日照率:66%，冬季大气压力:，最大冻土层深度。

土建资料1）建筑平面图(已知)2）屋顶构造图：它的构造是：1、预制细石混凝土板25mm，表面喷白色水泥浆；2、通风层≧200mm；3、卷材防水层；4、水泥砂浆找平层20mm；5、保温层，沥青膨胀珍珠岩125mm；6、隔气层；7、现浇钢筋混凝土板70mm；8、内粉刷。

属于Ⅱ型，传热系数K=(㎡·K)。

3）墙体构造墙的构造是：1、砖墙2、泡沫混凝土3、木丝板4、白灰粉刷属于Ι型，传热系数K= W/(㎡·K)。

4）外门窗规格参见图纸中给定尺寸。

采用双层钢窗传热系数： W/(㎡·K)。

采用双层门（金属框）传热系数： W/(㎡·K)。

计算采暖设计热负荷采暖设计热负荷的计算应根据房间热平衡来计算。

室内供热系统设计时，是按在冬季室外计算温度下连续计算温度下连续供暖来考虑的。

首先分房间计算围护结构的耗热量，然后求整个建筑物的热负荷。

1.3.1围护结构耗热量《规范》中所规定的“围护结构的耗热量”实质上是围护结构的温差传热量、加热由于外门短时间开启侵入的冷空气的耗热量以及一部分太阳辐射热量的代数和。

为了简化计算，《规范》规定，围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量两部分。

1.3.1.1围护结构的基本耗热量围护结构基本耗热量，可按下列公式计算：a t t K A Q w o R j j j )(.-=•式中 j Q •——围护结构的热负荷，W ；K j ——j 部分围护结构的传热系数，W/（m 2·℃）；j A ——j 部分围护结构的面积，㎡； t R ——冬季室内计算温度，℃； t o ·w ——冬季供暖室外计算温度，℃； a ——围护结构的温差修正系数。

1）室内温度t R 的确定查有关资料可以知道，住宅类建筑冬季室内温度t R 取值按下表：表1-1 住宅类建筑冬季室内温度房间功能 室内温度 卧室、起居室18~20℃ 厨房 15℃ 走廊 14~16℃ 厕所 16~18℃ 浴室25℃2）室外温度t o ·w 的确定冬季供暖室外计算温度可由手册查得t o ·w 为-23C ︒； 1.3.1.2围护结构的附加耗热量 1）朝向修正率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，风速和频率也不同。

因此，《规范》规定对不同的垂直外围护结构进行修正。

其修正率为：北、东北、西北朝向： 0～－10%； 东、西朝向： -5%；东南、西南朝向： -10%～－15%； 南向： -15%～-30%； 2）风力附加在《规范》中明确规定：只是在不避风的高地、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，垂直的围护结构热负荷附加5%～10%。

本设计中城市处在内陆，所以不考虑风力附加。

3）外门附加为加热开机外门时侵入的冷空气，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上表中查出的相应附加率。

阳台门不应考虑外门附加率。

表1-2 外门附加率（%）建筑物性质附加率 民用建筑或工厂的辅助建筑物，当楼层为n 时有两个门斗的三层外门 60n有门斗的双层外门 80n 无门斗的单层外门65n4）高度附加由于室内温度梯度的影响，往往使房间上部的传热量加大。

因此规定：当房间净高超过4m 时，每高出1m ，附加率为2%，但最大附加率不超过15%。

本设计中房间层高均为3m ，所以根据这个规定，本次设计不需考虑高度附加率。

1.3.1.3 门窗缝隙渗入冷空气的耗热量由于缝隙宽度不一，风向、风速的频率不一，因此由门窗缝隙渗入的冷空气量很难准确计算。

《规范》推荐，对于多层和高层民用建筑，可按下式计算门窗缝隙渗入冷空气的耗热量：)(287.0..h o R p ao i t t c L Q -=ρ式中.i Q ——为加热门窗缝隙渗入的冷空气耗热量，W ；L ——渗透冷空气量，m 3/h ，对多层建筑可按换气次数法计算；ρao ——采暖室外计算温度下的空气密度，kg/m 3，本设计中取1.37 kg/m 3；c p ——空气定压比热，c p =1kJ/（kg·℃）； t o·h —— 采暖室外计算温度，℃。

当无确切数据时，多层建筑可按下表推荐值计算渗透冷风量，表中换气次数是风量（m 3/h ）与房间体积（m 3）之比，单位为h -1（次/h ）。

因此，房间渗入冷风量即等于表中推荐值乘以房间体积。

表1-3 换气次数房间类型 一面有外窗的房间 两面有外窗的房间 三面有外窗的房间 门厅 换气次数（h -1）~~1.3.1.4 最小传热热阻的计算 利用公式n w n o R tt t R ∆-=)(min ,α式中，min ,o R ——最小总热阻，W K m /2•； n t ——冬季室内计算温度，C ︒； w t ——冬季室外计算温度，C ︒； α——温差修正系数；n R ——围护结构内表面换热热阻，W K m /2•； t ∆——室内温度与外围护结构内表面的允许温差。

围护结构热惰性指标可按下式计算： iini i i i ni i ni i z c S R D D λδπλρ∑∑∑======1112式中，i R ——各层材料的导热热阻，W K m /)(2•； i S ——各层材料的蓄热系数，)/(2K m W •。

屋顶：查得W K m R n /)(11.02•=，t ∆=4C ︒，α=，w t =-26C ︒，则W K m R o /)(21.111.04)2618(0.12min ,•=⨯+⨯=该屋顶属于Ⅱ型围护结构，屋面的实际传热阻0R =)/(2W K m •，可见，该屋顶的实际传热阻0R 大于最小传热阻min ,o R 值，满足规定，故Ⅱ型围护结构合适，可采用Ⅱ型围护结构。

外墙：查得W K m R n /)(11.02•=，t ∆=6C ︒，α=，w t =-23C ︒，则W K m R o /)(75.011.06)2318(0.12min ,•=⨯+⨯=该外墙属于Ⅰ型围护结构，外墙的实际传热阻0R =)/(2W K m •，可见，该外墙的实际传热阻0R 大于最小传热阻min ,o R 值，满足规定，故Ⅰ型围护结构合适，采用Ⅰ型围护结构。

具体步骤及方法如下： 1）围护结构的耗热量计算 2)冷风渗透耗热量计算3）房间总采暖热负荷： 数据见附表1。

2 采暖热媒和采暖系统的选择 采暖热媒的选择由设计给定，采用95/70C ︒的热水热媒采暖。

采暖系统的确定采暖系统机械式水平双管同程式供暖系统。

3 散热器的选择与计算 散热器的选择选铸铁四柱813型散热器。

其尺寸为为单位）均以mm (81357164⨯⨯。

其性能表如下：表3—1 铸铁四柱813型散热器性能表散热面积 水容量 重量 工作压力（MPa ） （㎡/片）（L/片）（kg /片）低压 高压8散热器的计算3.2.1 散热器散热面积的计算散热器的散热面积可按下式计算： 321)(βββn pj t t K QF -=式中：F ——散热器的散热面积，2m ； Q ——散热器的散热量，W ；K ——散热器的传热系数，)/(2C m W ︒•； 1β——散热器的片数修正系数，表3-2 散热器组装片数修正系数β1每组片数 <6 6～10 11～20 >20 β12β——散热器连接形式修正系数，选用同侧上进下出2β=；3β——散热器安装形式修正系数，选用明装形式3β=。

3.2.2 散热器热媒平均温度的计算对于热水采暖系统可根据下式计算： 2scsj pj t t t +=式中：pj t ——散热器内热媒的平均温度，C ︒；sj t ——散热器进水温度，C ︒；sc t ——散热器出水温度，C ︒。

对于双管热水采暖系统，散热器的进水、出水温度，即为供暖系统的供水、回水温度。

3.2.3 散热器的传热系数K 值散热器的传热系数K 值是指当散热器内热媒平均温度pj t 与室内计算温度n t 之差为1C ︒时，每平方米散热面积传递给室内空气的热量，它是决定散热器总散热量多少的关键指标。

要对散热器传热系数进行精确的解析计算十分困难。

在实际工作中，散热器的传热系数K 值是通过一系列的实验确定的。

常见的散热器传热系数可通过查表查得。

本设计为方便计算，取散热器的传热系数为)/(2C m W ︒•。

3.2.4 散热器片数的计算在散热器面积F 求得后,可按下式计算所需散热器的片数,即fF n = 式中：n ——某组散热器的片数；f ——每片散热器的散热面积，2m ，可在有关产品说明或设计手册中查得，本设计中228.0m f =。

在计算散热器的散热面积F 时，由于每组片数未定，故先不考虑片数修正系数1β（即取11=β），当散热器片数n 求出后在乘以相应的修正系数1β，得到每组散热器的实际片数。

散热器片数n 只能是整数，如果计算出的n 值不为整数时，可根据下列原则进行取舍：（1） 对柱型、长翼型、板型、扁管式等散热器，散热面积的减少不宜超过2m ；（2） 对串片式、圆翼型散热器，散热面积的减少不宜超过计算面积的10%。

下面以201室为例确定所需的散热器片数。

具体步骤及计算方法如下：1）计算散热器内热媒平均温度pj t利用公式 2scsj pj t t t +==5.8227095=+℃ ； 2）散热器的传热系数K查得87.7=K )/(2C m W ︒•。

3）求散热器片数n （11=β, 12=β,13=β.02） 321)(βββft t K Q f F n n pj -==铸铁四柱813型散热器 228.0m f =，101室散热器片数为：52.1002.128.0)185.82(87.71466)(3211=⨯⨯-⨯=-=='ββf t t K Q f F n n pj 片； 05.1105.152.10111=⨯='=βn n 片取12片。