供热工程课程设计说明书

部门触
门
空
芯
气
板
室
暖 地 下 室
周 边 地
非 周 边 地
外上面面
地部
板地
板
-2.1—-3.1 0.70 0.85 0.94 2.00 4.70 1.70 / 0.50 0.55 0.52 0.30
（1）外墙传热系数计算
根据上表中外墙传热系数限值要求，选择如下表所示外 墙：
墙体材料
多孔砖 GRC外挂
板
窗
西 外 15.3 0.60 墙
1.00 239.60 -5% 0 227.62 0
则全部房间的热负荷计算结果列于下表： 表2.11 全部房间室内采暖热负荷
房间号
房间名称
采暖需热负荷（W）
101
洗衣房
740
102-109
女生宿舍
440
110
女生宿舍
630
111
女生宿舍
780
112-114
女生宿舍
（2）屋顶传热系数计算
屋顶材料选用钢筋混凝土，厚度=200mm，其导热系 数=1.74 W/ (m2.K)，由文献【4】查的，内表面换热系数n=8.7
W/ (m2.K)，外表面换热系数w=23 W/ (m2.K)，则屋顶的传热 系数值为： 由于K＞0.7 W/ (m2.K)，所以需加保温板保温，假设加80mm 聚苯乙烯泡沫塑料板，根据文献【5】，其热阻R0=1.50 m2.K/W，所以此时屋顶传热系数为： 符合节能要求。
数如下所示：
表4.2
各房间散热器片数表
房间号
散热器 片数 （片）
房间号
散热器 片数 （片）
房间号
散热器 片数 （片）
101
13
102-109
8
110
11
201
8
202-209
5
210
6
301
7
302-309
4
310
5
401
7
402-409
燕山大学 课程设计说明书
题目： 太原市某学生宿舍室内采暖系统设计
学院（系）： 建工学院建环系
年级专业： 建筑环境 12-1班
学 号： 120107030018
学生姓名：
王梦
指导教师：
孙喜山
教师职称：
副教授
目录 一、设计题目及原始条 件……………………………………1
1.1设计题目 ………………………………………………1
---散热器内热媒平均温度，℃；
---供暖室内计算温度，℃；
K---散热器的传热系数，W/(m2.℃)；
---散热器组装片数修正系数
---散热器连接形式修正系数
---散热器安装形式修正系数
已知在本供暖设计中，散热器支管与散热器同侧连接，上
进下出，因此=1.0；且散热器都是敞开装置，因此=1.0。
℃
式中 ---散热器进水温度，℃
590
盥洗室
320
115
女卫生间
1200
116
值班室
890
201
盥洗室
510
202-209
女生宿舍
300
210
女生宿舍
370
211
女生宿舍
530
212-214
女生宿舍
450
盥洗室
150
215
女卫生间
940
216
女生宿舍
990
217
女生宿舍
740
218
女生宿舍
700
316、317
女生宿舍
450
601
盥洗室
盥洗室、卫生间、洗衣房
16
宿舍、值班室
18
门厅
16
走廊
16
二、采暖热负荷计算 2.1体形系数、窗墙比计算
根据文献【4】与文献【6】，计算得体形系数为： S==0.279＜0.3，则屋顶和外墙不必加强保温。
窗墙面积比如下表所示： 表2.1 不同朝向的窗墙面积比
方向
窗墙比
东
0
西
0.01
南
0.23
北
0.17
围护结构部位
体形系数≤0.3 传热系数K W/
(m2.K)
屋面
≤0.55
外墙(包括非透明幕墙)
≤0.60
单一朝向外窗 （包括透明幕墙）
窗墙面积比≤0.20
0.20≤窗墙面积比 ≤0.30
≤3.5 ≤3.0
周边地面 非周边地面
≤0.67
根据表3.2与表3.6所要求传热系数限值选取下表所列门 窗：
围护结构名称
四、散热器计算选择
以通过101-601房间的立管为例，进行计算：
4.1各散热器之间管路水温计算
根据文献【4】可知：串联N组散热器的系统，流出第i组散
热器的水温，可按下式进行计算：
式中，----流出第i组散热器的水温，℃； ----沿水流动方向，在第i组散热器前的全部散热器的热
量，W。
由表2.11中数据可求得：
——室内空气计算温度(℃)；
——室外供暖计算温度(℃)；
——温差修正系数，按表3.5选取。
考虑附加后耗热量时，按下式进行计算：
W
式中，——考虑各项附加后，某围护结构的耗热量(W)； ——某围护结构的基本耗热量(W)； ——朝向修正率，％； ——风力附加率，％； ——高度附加率，％。 根据文献【4】，取不同朝向的修正率的值如下表所示： 表2.8 不同朝向的修正率值
厚度 （mm）
240 50
表2.3 外墙有关参数
热阻R
热惰性指
（m2.K/W）
标D
传热系数 [W/
(m2.K)]
1.53
4.40
0.60
已知热惰性指标4＜D＜6，属于第Ⅱ等级。根据文献 【1】，计算的太原Ⅱ型围护结构冬季室外计算温度 tw,e=-12.38℃。根据文献【4】，查的围护结构内表面换热热 阻Rn=0.115 m2.K/W，且查的供暖室内计算温度与围护结构内 表面温度的允许温差的取值如下表所示：
供暖室外计 算温度 （℃） -10.1
冬季日照百 分率（%）
冬季室外平 均风速 （m/s） 2.0
极端最低温 度（℃）
冬季最多风 向
CN
冬季最多风 向的频率
（%）
2.6
57
-22.7
30 13
根据文献【2】，各房间室内空气计算参数如下表所示： 表1.2 各房间室内空气计算参数
用途
室内计算参数（℃）
由上述可得101室室内采暖热负荷计算如下表所示：
表2.10 室内采暖热负荷计算表
室
内温
房
围护
外差 传热 计 修 基本
耗热量修正
围护 结构 耗热 量
间 结构 系数 算 正 耗热
编
温系 量
号
度数
风
高
与
差
朝向 力 修正 度
名
修正 附 后热 附
称
率加 量 加
率
率
面积 K
名 称
m2
W/m2·
℃
℃
W
W %%
%W
算…………………………………………………13 六、设计总 结…………………………………………………17 七、参考文 献…………………………………………………17
一、设计题目及原始条件 1.1设计题目
太原市某学生宿舍室内采暖系统设计
1.2原始条件
地点：太原市 热源：小区热交换站 资用压力：70kPa 供回水温度：95℃/70℃； 周围环境：市内、无遮挡
1.3气象资料及室内计算参数
根据文献【1】附录A、表A，查的太原地区气象资料如下 表所示：
表1.1 太原地区气象资料
台站名称及 编号
台站信息
北纬
东经
海拨（m） 统计年份
37°47′
112°33′
778.3
1971-2000
太原 53772
年平均温度 （℃）
10.0 冬季室外最 多风向的平
均风速 （m/s）
朝向
值
北
10%
东、西
-5%
南
-20%
且取=0，=0。
（2）冷风渗透耗热量的计算
通过外门、外窗冷风渗透耗热量计算：
W
式中，——通过外门冷风渗透耗热量(W)； ——室外温度下空气比热容[kJ/(kg·℃)]； ——室外温度下空气密度(kg/m3)； ——渗透空气体积流量（m³/h)。 V= m³/h
式中，L——每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，m³/(h·m)； l——门、窗缝隙的计算长度，m； n——渗透空气量的朝向修正系数。 根据文献【1】附录G，太原地区渗透冷空气量的朝向修 正系数如下表所示： 表2.9 太原地区渗透冷空气量的朝向修正系 数n值
重量 水容量 （kg） (L)
高度
宽度
同侧进 长度 出口中
心距
柱翼450 中
型
足
370 100
450
60
300
2.9 3.2
0.45
椭四柱 中 725
6.0
813型 足
160 813
58
642
6.4
1.15
（2）散热器片数选择
根据文献【4】，散热器散热面积F按下式计算：
m2
式中 Q---散热器的散热量，W；
1.2原始条件 ………………………………………………1
1.3气象资料及室内计算参数 …………………………1 二、采暖热负荷计 算…………………………………………2 2.1体形系数、窗墙比计算 ……………………………2 2.2传热系数计算 …………………………………………2 2.3采暖负荷计算 …………………………………………5 三、方案设 计…………………………………………………10 4.1各散热器之间管路水温计算 ………………………10 4.2散热器计算选择 ……………………………………11 四、散热器计算选 择…………………………………………10 五、水力计
此时热阻R==1.79 m2.K/W。 最小传热阻R0，min= Rn=×0.115=0.58 m2.K/W， 由R＞R0，min可知，符合最小热阻要求。
（3）门窗传热系数计算
根据文献【7】可知：太原属严寒地区，则由文献【5】，查 的严寒地区围护结构传热系数限值如下表所示：
表2.6 严寒地区围护结构传热系数限值
筑面积为A=2435
m2,所以本建筑采暖面积热指标
为===24.41W/m2，体积采暖热指标为===0.27 W/m3。
三、方案设计
本设计中，采暖系统与小区热交换站直接连接，供水温度
95℃，回水温度70℃。室内热水供暖采用单管垂直系统，供暖
形式采用散热器供暖，供回水采用上供下回形式，供水沿六层
天棚布置，回水管埋地布置。
℃
同理可求得：
℃；℃；℃；℃
4.2散热器计算选择
（1）散热器型号选择
因为此建筑为学生宿舍，各宿舍面积较小且热负荷较小，
所以选择小型散热器，根据样本，选用铸铁柱翼450型散热
器；又因门厅与卫生间面积与热负荷都较大，因此门厅与卫生
间选用椭四柱813型散热器。其尺寸如下所示：
表4.1
散热器尺寸表
型号
规格
单片主要尺寸(mm)
表2.7 门窗传热系数值
材料
传热系数值
外窗
双层玻璃金属框
3.26
外户门
不锈钢玻璃门
2.70
内门
倍蜂窝夹板门
2.50
2.3采暖负荷计算
（1）围护结构传热耗热量的计算
以101房为例计算室内采暖热负荷,则根据文献【4】围护结
构基本耗热量按下式计算：
W
式中，——基本耗热量(W)； ——传热系数[W/（m2·℃）]； ——传热面积(m2)；
朝向
N
S
W
0.90
0.30
0.70
又已知太原冬季室外平均风速为2.0m/s，外窗采用双层木
窗，由文献【4】可得此时
L=1.4 m³/(h·m)。
（3）冷风侵入耗热量的计算
通过外门冷风侵入耗热量计算：
W
式中，——通过外门冷风侵入耗热量(W) ——某围护的基本耗热量(W) N —— 考虑冷风侵入的外门附加率，取N=390%
750
602-609 610 611
612-614、616、617
615
618
女生宿舍 女生宿舍 女生宿舍 女生宿舍 盥洗室 女卫生间 女生宿舍
560 640 790 720 440 1200 960
又求得一楼门厅的散热量为4500 W，一层至六层走廊不进行
供暖。
则由上可求得建筑物耗热量为Q=59440 W，由图纸求得建
表2.4 允许温差值（℃）
ຫໍສະໝຸດ Baidu
建筑类型
外墙
屋顶
居住建筑
6.0
4.5
根据文献【4】，查的温差修正系数值如下表所示：
表2.5 温差修正系数值
围护结构特征
外墙、屋顶、地面以及与室外 相同的楼板等
1.00
伸缩缝墙、沉降缝墙
0.30
与有外门窗的非采暖房间相邻 的隔墙
0.70
则外墙的最小传热阻R0，min= Rn=×0.115=0.58 m2.K/W 又沉降缝墙的最小传热阻R0，min= Rn=×0.115=0.17 m2.K/W 由R＞R0，min可知，所选外墙符合节能要求和传热要求。
符合规范要求。
2.2传热系数计算
根据文献【6】，得太原地区采暖居住建筑各部分围护结 构传热系数限值如下表所示：
表2.2 太原地区采暖居住建筑各部分围护结构传热系 数限值（W/m2.K）
窗户
不采暖楼 （含 梯间 阳台
地板
地面
门上 阳
部） 台
采暖期室 外平均温 屋 外 度（℃） 顶 墙
隔户 墙门
门
不
下外接 采
第
一 地
16.80
0.47
206.09 0 0 206.09 0
带 1.00
第
101 二 洗地
4.03
0.23
衣带
24.19 0 0 24.19 0
间南
26.1
706.84
洗 外 7.65 0.60
1.00 119.80 -20% 0 95.84 0
衣墙
间南
外 2.25 3.26
1.00 191.44 -20% 0 153.15 0
---散热器出水温度，℃
又散热器总片数n=F/f (片或m) f为每片或没1 m2长的
散热器散热面积。
已知101室=72 ℃，则=56 ℃，且室内热负荷为Q=740
W，根据样本数据可查的101室选取柱翼450型散热器，片数为
n=13片。同理可分别求得201室散热器片数为n=8片,301室7
片，401室7片，501室6片，601室9片。其他房间所选散热器片