供热工程课程设计计算说明书

2) 冷风渗透耗热量
Q2 =0.28Vρw cp ( tn twn )
(3.5)
式中： Q2 ——冷风渗透耗热量（W）；
V——经门、窗隙入室内的总空气量，m3/h；
ρw——供暖室外计算温度下的空气密度，本设计取1.363kg/m3；
cp ——冷空气的定压比热， c p =1.01KJ/（kg·℃）。
L/片
kg/片
MPa
W/(m²*℃）
四柱813
0.28
1.4
8
0.5
K=2.237Δt^0.302
型（带腿）
其中 t 为散热器热水热媒进出口温度的平均值与室内空气温度的差值： t =（75+50）/2-tn
5.2 散热器的布置[1]
5
1. 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，使流经室内的空气比较暖和舒适；
经门、窗隙入室内的总空气量按下式计算 V= Lh l n
式中：L h——每米每小时缝隙入室内的空气量；
l ——门窗缝隙的计算长度，m；
n——渗透空气量的朝向修正系数。
3
临汾的室外风速是 1.6 m/s,确定单层木窗的每米每小时缝隙入室内的空气量 1.60(m3/h·m), 渗 透空气量的朝向修正系数由《采暖通风与空气调节设计规范》查得,北向 n=1 南向=0.45.
2 S 北窗=(21.350*2+1.250)*2*3=263.7 m2 S 北总=S 南总=706.66 m2 北面窗墙比=0.373
根据《简明供热设计手册》 传热系数 K 如下：
围护结构部位 屋面
外墙
底面接触室外 非采暖空调
空气的架空或 房间与采暖
外挑楼板
空调房间的
隔墙或楼板
传热系数 K
≤0.55 ≤0.6 ≤0.6
二、设计依据 2.1 设计参数 室内设计参数
办公楼
20
门厅，楼梯
16
办公室ห้องสมุดไป่ตู้
20
会议室，接待室，多功能厅
18
走道，洗手间，公共食堂
16
走廊
5
冬季气象参数 采暖室外计算温度 冬季室外计算相对湿度 冬季室外平均风速 冬季室外最多风向的平均风速 冬季最多风向 冬季最多风向的频率(%) 冬季室外大气压力 冬季日照百分率
4
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。
本工程为办公楼无需分户热计量，又总建筑为三层，由上述比较及分析可以确定本工程采用单 管热水供暖系统。 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[1]。 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，目前被广泛采用。 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，所以， 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[1] 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，本工程采用环状同程式系统，即在底层设一根总的回水 同程管。 4.5 工程方案确定 综合上述分析，本工程热水供暖系统采用机械循环、垂直单管、同程上供下回式系统。
4）冷风侵入耗热量
开启外门时侵入的冷空气需要加热到室内温度，对于短时间开启无热风幕的外门，可以用外门的
基本耗热量乘以相应的附加率：
Q3 =N Q1. j.m
(3.8)
式中： Q1. j.m ——外门基本耗热量，W;
N——考虑冷风侵入的外门附加率。 本设计中只有首层有外门，后门取附加率取 65%， （计算结果相见附录 1 负荷计算表）
五、散热器的选型及安装形式
5.1 散热器的选择
选铸铁四柱 813 型，高度为 813mm，它结构简单，耐腐蚀，使用寿命长，造价低，传热系数高；金 属热强度大，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。
散热器规格及传热系数
型号
散热面 积
水容 量
重量
工作 压力
传热系数计算公式
m²/片
一、设计内容、设计成果要求及原始资料 1.1 设计内容
室内采暖系统：管路布置、末端设备选型与计算、热源热力系统流程与设备选型 说明： 1) 采暖末端设备可以采用地板采暖、散热器、风机盘管等形式。 2) 热源可以采用锅炉、热泵或者换热器 3) 热负荷计算和水力计算为本任务书所指定的部分(序号为奇数的为左半部分，序号为偶数的为 右半部分)，系统布置和制图要求为整个系统(假定整个系统左右对称)。 1.2 设计成果要求 （1）设计计算书与说明书 （2）图纸
应便于组合成所需要的散热面积，结构尺寸要小，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。 4) 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。 5) 使用寿命的要求，散热器应不易被腐蚀和破损，使用年限长。
三、供暖系统的设计热负荷
3.1 热负荷组成
供、回水方式可分为单管式和双管式[1]。 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，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
㈠ 体型系数计算 1 体积 V=16.620*12.9*54.780=11744.72m^3 2 表面积 S=54.780*16.620+54.780*12.9*2+16.620*12.9*2=2729.556 m2
3 体形系数=表面积/体积=0.232
㈡ 窗墙比计算
1 南面窗 S 窗南=（2*7.1*5+2*5.75*2）*3=282m2 S 南总=12.9*54.78=706.66m2 南面窗墙比= 0.399
四、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，其引入口处供回水压差 P=20000 Pa。故可确定本设计为机械循环系统。 4.2 供、回水方式
2. 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， 其散热器应由单独的立、支供热，且不得装设调节阀；
3. 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； 4. 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可以串联连接；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； 5. 铸铁散热器的组装片数，不宜超过下列数值： 二柱（M132 型）—20 片；柱型（四柱）—25 片；长翼型—7 片。 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，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。 5.4 散热器的计算
1、温度参数计算：
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）； 3、冷风渗透耗热量； 4、冷风侵入耗热量；
3.2 负荷计算 1.主要计算公式[1]
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
六、热水供暖系统水力计算 6.1 选择最不利环路 6.2 计算最不利环路的作用压力 6.3 确定最不利环路各管段的管径 d 6.4 确定长度压力损失 6.5.确定局部阻力损失 Z 6.6 求各管段的压力损失。 6.7 求环路总压力损失 6.8 确定通过立管和散热器环路中各管段的管径。
七、热源的计算
1
-6.6℃ 58％ 1.6m/s 2.6m/s C SW 35 7 972.5Pa 47％
2
2.2 传热系数的确定
查建筑热工计算分区图可知：临汾属于寒冷地区
查资料《公共建筑节能设计标准 GB 50189-2005》，按照节能标准设计房间以及窗子门的传热系数。
由原始图纸可知，维护结构传热系数的确定：
q ' FK (tN tW )
（3.4）
式中 q ' ——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； F ——围护结构面积（㎡）； K ——围护结构的传热系数[W/(㎡·℃)]； tN ——冬季采暖室内计算温度（℃）； tW ——冬季采暖室外计算温度（℃）。
1) 办公楼采暖系统轴测图或者原理图 2) 办公楼采暖系统平面图 3) 热源热力系统流程图 说明： 1) 说明书可手写或计算机打印 2) 图纸必需用计算机绘制，结果保存为 AutoCAD 2004/2006 格式，并且将图形打印在相应 规格的图纸上。 1.3 原始资料 （1）热负荷种类与参数 采暖热负荷，自行确定围护结构的类型，满足最小传热阻以及建筑节能标准的要求，建筑的平 面图和立面图见附件。根据围护结构自行计算采暖热负荷。 （2）建设地点：临汾某三层办公大楼 （3）气象条件：临汾市区地理位置：东经 111°30’，北纬 36°04’，海拔为 449.5m
1) 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，可以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。
2) 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。 3) 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
供热工程课程设计说明书
题 目： 某办公楼供热设计 院 （系）： 环境与建筑学院 专 业： 建筑环境与设备工程 学生姓名： 学 号： 指导教师：
目录
一、设计内容、设计成果要求和原始资料 1.1 设计内容 1.2 设计成果要求 1.3 原始资料
二、设计依据 2.1 设计参数 2.2 传热系数的确定 2.3 地面传热系数的确定 2.4 门传热系数 2.5 其他资料 2.6 朝向修正率
≤1.5
2.3 地面传热系数的确定 地面：不保温地面。 K 值按划分地带计算
2.4 门传热系数：
2.5 其他资料 1. 人数：按照相关设计手册确定。 2. 照明、设备：按照相关设计手册确定。 3. 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
1
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：
三、供暖系统的设计热负荷 3.1 热负荷组成 3.2 负荷计算
四、热水供暖系统设计方案比较与确定 4.1 循环动力 4.2 供、回水方式 4.3 系统敷设方式 4.4 供、回水管布置方式
五、散热器的选型及安装形式 5.1 散热器的选择 5.2 散热器的布置 5.3 散热器的安装 5.4 散热器的计算
2
所以查得温差修正系数α=1，屋面为α=0.9. （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。
1) 朝向修正率
朝向修正耗热量=基本耗热量×朝向修正率
北朝向：
10%；
东、西朝向：
-5%；
南向：
0%
风力附加率：该地区室外风速（冬季）1m/s，且由于市区建筑一般风速 v<4 m/s,所以不予附加 围护结构的高度附加 本设计中建筑只有一层高为 4.3m， 附加 0.6%