大廈分戶采暖和換熱站設計書.doc

大廈分戶采暖和換熱站設計書 1.1 設計題目xx大廈分戶采暖和換熱站設計。1.2 設計原始資料(1).建筑地址：(2).建筑面積：4.17萬。(3).氣象資料：冬季供暖室外計算溫度為-7。(4).設計熱媒：65/45 。(5).土建資料：a）建筑平面圖及剖面圖；b）樓頂大樣圖、外墻構造及門窗規(guī)格表；樓頂大樣圖如下：圖1-1屋頂大樣圖傳熱系數：K=0.33;1.鋼筋水泥結構層 層厚120；2. 保溫層為100聚苯板；3.找坡層100厚的鍋爐灰渣；4. 保護層30厚的水泥沙漿；5防水層5厚卷材。1）墻體構造：（1）普通外墻： 圖1-2外墻大樣圖傳熱系數：K=1.49;墻體的構造是外為20mm厚的水泥沙漿，內為20mm厚的石灰抹灰層，中間為370mm厚的磚墻。（2）玻璃外墻： 一樓前庭部分為200mm厚的玻璃鋼外墻；其傳熱系數為1.81。2）門窗尺寸：門尺寸為：高度為2.4米，寬度見平面圖；其材料為200mm厚的玻璃鋼外門，傳熱系數為：1.81。窗尺寸為：高度為2.1米，寬度見平面圖。采用的是塑鋼中空玻璃窗，兩邊各為5mm厚的玻璃，中間為12mm厚的中空平流層，傳熱系數為2.61。第二章 供暖系統(tǒng)熱負荷計算2.1 設計氣象資料2.1.1 建筑物所在地的相關氣象資料查實用供熱空調設計手冊，以下簡稱供熱手冊及供熱工程。(1)、冬季室外計算溫度的確定。采暖室外計算溫度，應采用歷年平均不保證5天的日平均溫度，主要用于計算采暖設計熱負荷。在采暖熱負荷計算中，如何確定室外計算溫度是非常重要的。單純從技術觀點來看，采暖系統(tǒng)的最大出力，恰好等于當地出現最冷天氣時所需要的冷負荷，是最理想的，但這往往同采暖系統(tǒng)的經濟性相違背。從氣象資料中就可以看出，最冷的天氣并不是每年都會出現。如果采暖設備是根據歷年最不利條件選擇的，即把室外計算溫度定得過低，那么，在采暖運行期的絕大多數時間里，會顯得設計能力富余過多，造成浪費；反之，如果把室外計算溫度定得過高，則在較長的時間內不能保證必要的室內溫度，達不到采暖的目的和要求。因此，正確地確定和合理的采用采暖室外計算溫度是一個技術與經濟統(tǒng)一的問題。采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范GB 5001 9-2003(以下簡稱設計規(guī)范)所規(guī)定的采暖室外計算溫度t適用于連續(xù)采暖或間歇時間較短的采暖系統(tǒng)的熱負荷計算。(2)、冬季室外平均風速冬季室外平均風速應采用累年最冷3個月各月平均風速的平均值，“累年最冷3個月”，系指累年逐月平均氣溫最低的3個月，主要用來計算風力附加耗熱量和冷風滲透耗熱量。(3)、冬季主導風向冬季“主導風向”即為“雖多風向”，采用的是累年最冷3個月平均頻率最高的風向，風向的頻率指在一個觀測周期內，某風向出現的次數占總數的百分數，主要用來計算冷風滲透耗熱量。用四個字母ESWN分別表示東南西北四個方向，其它方位用這四個字母組合表示風的吹向，即風從外面刮來的方向。當風速小于0. 3米秒時，用字母c來表示，各地區(qū)冬季主導風向可參見供熱手冊，如濟南的主導為ENE，風向為東北東風。(4)、冬季日照率冬季FI照率(冬季日照百分率)，采用歷年最冷3個月平均日照率的平均值，系指在一個觀測周期(全月)內，實測日照總時數占可照總時數的百分率，用來確定朝向修正率。2.1.2 合理的確定采暖設計熱負荷（1）仔細分析對局部有影響的因素，對能影響到局部房間的各項因素和數據應仔細分析，勿使不遺漏，并且做充分的估計。例如，不同朝向的太陽輻射熱的扣除量、傳給相鄰冷房間(如溫度較低的樓梯問等)的熱量計算，特別是經外門滲透進來的冷空氣量等，都應盡量考慮周全。（2）在管理上應盡量采取減少冷空氣滲透措施，對冷空氣的處理，首先立足于堵漏，使?jié)B漏的冷空氣量減少到最低程度，例如安裝門斗、糊窗縫等。這對節(jié)約燃料、合理使用采暖設備以及提高室內溫度的均勻性等是有效的。2.1.3 數據的取舍計算各部分圍護結構耗熱量時取整數，每一房間的耗熱量取到10w，傳熱系數取小數點后2位，面積取小數點后1位。根據建筑物所在城市濟南市。 表 2-1濟南的氣象資料如下：省份山東設計用室外氣象參數單位濟南拔海高度m170.3常年大氣壓pa100813采暖室外計算溫度-7冬季通風室外計算溫度-3.6冬季空氣調節(jié)室外計算溫度-7.7冬季空氣調節(jié)室外計算相對濕度45冬季室外平均風速m/s2.7冬季室外最多風向的平均風速m/s3.5冬季最多風向ENE冬季最多風向的頻率18年最多風向SSW年最多風向的頻率15冬季室外大氣壓力Pa101853冬季日照百分率53設計計算用采暖期日數日100設計計算用采暖期初日11月26日設計計算用采暖期終日3月5日極端最低溫度-14.9極端最高溫度42.02.2 圍護結構的熱工性能2.2.1 熱工的性能校核必要性供暖系統(tǒng)設計時對其建筑熱工提出如下要求：實施供暖設計，在本著節(jié)能的基礎上，使室溫達到用戶要求值；如果室溫達不到設計值，相對濕度大時易產生結露現象；采暖不足時經常發(fā)生，墻面結露產生的黑色霉斑嚴重影響了住戶的室內環(huán)境，破環(huán)裝修，應加以避免，當設計供暖系統(tǒng)時對其建筑熱工提出如下要求：(1).圍護結構熱工性能應滿足國家民用建筑節(jié)能設計標準及地方標準民用建筑節(jié)能設計標準實施細則的要求。經計算表明，對于“節(jié)能型建筑”如供暖有間歇，并不致使外墻內表面結露。(2).墻及樓板的熱工性能不應低于民用建筑熱工設計規(guī)范第4.1.1條及現行采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范中第3.1.4條圍護結構最小熱阻值的要求。由以上分析可見，有必要對外墻，內墻，及屋頂進行熱工性能的校核。根據房間用途確定供暖計算溫度如下：1、門廳 16；2、走廊 16；3、衛(wèi)生間 20；4、商店營業(yè)廳 18；5、辦公室 20；6、居民住房 20。2.2.2 圍護結構的傳熱系數的計算外門：1.81；外窗：2.61；外墻： 墻的組成：20mm厚的水泥沙漿；370mm厚的磚墻；20mm厚的石灰抹灰層。 墻的傳熱系數由下式求出： （2-1） 式中：圍護結構內表面的換熱系數，； 圍護結構各層材料的導熱系數，；圍護結構外表面的換熱系數，；圍護結構各層的厚度，m。其中：=8.7；=18.6。由式（2-1）得： 37墻：=1.49。 屋面：1.鋼筋水泥結構層 層厚120；=1.63；2. 保溫層為100聚苯板； =0.042；3.找坡層100厚的鍋爐灰渣；=0.29；4. 保護層30厚的水泥沙漿；=0.93；5防水層5厚卷材； =0.175。其中：=18.6 。由式 (2-1) 得出：=0.33。2.2.3 校核圍護結構傳熱熱阻是否滿足最小傳熱熱阻的要求圍護結構的最大允許傳熱系數(Kmax)為了同時滿足人們熱工和衛(wèi)生方面的要求，在穩(wěn)定傳熱條件下可得出圍護結構的最大傳熱系數和最小傳熱熱阻，建筑物圍護結構采用的傳熱阻值。應大于最小傳熱阻。（1）校核外墻最小傳熱熱阻 1) 外墻組成370mm磚墻，=0.81； 內外各抹灰20mm厚，=0.87； 圍護結構的傳熱熱阻率: （2-2） = =0.67 K=1.49 2) 結構的最小傳熱熱阻 確定維護結構的熱惰性指標D； (2-3)式中：各層材料的傳熱熱阻，； 各層材料的蓄熱系數，； 各種材料的比熱，； 各種材料的密度，； 各種材料的導熱系數，； Z溫度波動周期，一般取24h=86400s。則外墻 =5.34 本圍護結構屬于中型結構(型) 同理算出屋頂的D值為3.45屬于型。最小傳熱阻： (2-4)式中：圍護結構的最小傳熱熱阻，； 圍護結構內表面的傳熱熱阻型，；圍護結構冬季室外計算溫度；其中：累年最低日平均溫度，；則 =0.6（-7）+0.4（-14.9） =-10.2 其中： =0.11 ； 允許溫差,；其中：=6.0 ； 圍護結構溫差修正系數。其中：對于外墻、平屋頂及直接接觸室外空氣的樓板，=1.0 把查得的數據代入式(2-4)得: =0.53 該圍護結構的實際傳熱熱阻大于最小傳熱熱阻滿足規(guī)定。同理及算得屋頂的即滿足要求。2.3 房間熱負荷計算計算房間的采暖熱負荷 (1)將房間編號（已編號完畢，見CAD圖 ）； (2)根據房間的不同用途，來確定房間的室內計算溫度； (3)計算或查出有關圍護結構的傳熱系數，計算出其面積； (4)確定溫差修正系數，(見表2-2)； (5)計算出各部分圍護結構的基本耗熱量； (6)校核圍護結構熱阻是否大于最小熱阻；(7)計算出房間的熱負荷。表2-2 圍護結構的溫差正系數 序號圍 護 結 構 特 征1外墻、屋頂、地面以及與室外相通的樓板等1.002悶頂和與室外空氣相通的非采暖地下室上面的樓板等0.903與有外門窗的不采暖樓梯間相鄰的隔墻（1 6層建筑）0.604與有外門窗的不采暖樓梯間相鄰的隔墻（7 30層建筑）0.505非采暖地下室上面的樓板，外墻上有窗時0.756非采暖地下室上面的樓板，外墻上無窗且位于室外地坪以上時0.607非采暖地下室上面的樓板，外墻上無窗且位于室外地坪以下時0.408與有外門窗的非采暖房間相鄰的隔墻、防震縫墻0.709與無外門窗的非采暖房間相鄰的隔墻0.4010伸縮縫墻、沉降縫墻0.302.3.1 供暖系統(tǒng)的設計熱負荷利用下式計算： (2-5) 式中： 圍護結構的基本耗熱量，W； 圍護結構的附加(修正)耗熱量，W；冷風滲透耗熱量，W；冷風侵入耗熱量，W；供暖總耗熱量，W。2.3.2 圍護結構的基本耗熱量在工程設計中，圍護結構的基本耗熱量是按一維穩(wěn)定傳熱過程進行計算的，即假設在計算時間內，室內、外空氣溫度和其它傳熱過程參數都不隨時間變化。對室內溫度容許有一定的波動幅度的一般建筑物來說，采用穩(wěn)定傳熱計算可以簡化計算方法并能基本滿足要求。建筑物圍護結構的耗熱量，包括基本耗熱量和附加耗熱量兩部分?；竞臒崃渴峭ㄟ^房間個部分圍護結構（墻，屋頂，地面、門、窗等），由于室內外空氣的溫度差，從室內傳向室外的熱量。附加耗熱量是對于圍護結構的朝向、風力、氣象條件等不同，對基本耗熱量的修正。而圍護結構的基本耗熱量是房間的得熱量與失熱量的總和。按照下式計算： (2-6) 式中：K圍護結構的傳熱系數，； F圍護結構的面積，； 圍護結構的溫差修正系數； 冬季室內計算溫度，； 供暖室外計算溫度，。2.3.3 圍護結構的附加耗熱量圍護結構的基本耗熱量是在穩(wěn)定條件下計算得出的。實際耗熱量會受到氣象條件以及建筑物因素等各種影響而有所增減。所以要對房間圍護結構的基本耗熱量進行修正。修正后的耗熱量即為附加耗熱量。通常按基本耗熱量的百分率計算。包括朝向修正，風力附加和高度附加等?；竞臒崃窟€不是建筑物圍護結構的全部耗熱量，因為建筑物圍護結構的耗熱量還與它所處的地理位置及它的形狀等因素(如朝向、風速、高度等)有關，這些因素在計算它的基本耗熱量時并沒有考慮進去。在附加耗熱量中，應按其占基本耗熱量的百分率確定。(1)朝向修正耗熱量朝向修正耗熱量是考慮建筑物受太陽照射而對外圍護結構傳熱損失的修正。 (a)不同朝向的圍護結構所得的太陽輻射熱是不同的，如為連續(xù)采暖時，朝向修正率應按設計規(guī)范規(guī)定的數值選用，可參見供熱手冊。 (b)考慮到我國幅員遼闊，各地實際情況比較復雜，影響因素很多，南北向房間耗熱量客觀存在一定的差異(1030左右)，以及北向房間由于接受不到太陽直射作用而使人們的實感溫度低(約差2)。而且墻體的干燥程度北向也比南向差。為使南北向房間在整個采暖期均能維持大體均衡的溫度，規(guī)定了附加的范圍值，對日照率較大的地區(qū)取偏大的數值。 (c)需要減少(或附加)的耗熱量等于垂直的外圍結構(門、窗、外墻及屋頂的垂直部分)基本耗熱量乘以相應的朝向修正率。垂直外圍護結構名稱前的朝向直接查ch值。 (d)建筑物被遮擋時不進行朝向修正，此要了解所設計建筑物的周邊環(huán)境。朝向修正耗熱量的修正率為： 東： -5； 西： -5； 南： -15； 北： 1 0。（2）風力附加耗熱量 風力附加是考慮室外風速變化而對外圍結構傳熱耗熱量的修正。設計規(guī)范規(guī)定：在一般情況下，不必考慮風力附加，只對建筑在不避風的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內特別高出的建筑物，垂直的外圍護結構附加510。風力附加率，是指在采暖耗熱量計算中，基于較大的室外風速會引起圍護結構外表面換熱系數增大即大于23w/()而增加的附加系數。由于我國大部份地區(qū)冬季平均風速不大，一般為23m/s，僅個別地區(qū)大于5m/s，影響不大，為簡化計算起見，一般建筑物不必考慮風力附加，僅對建筑在不避風的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內特別高出的建筑物的風力附加系數做了規(guī)定。(3)高度附加耗熱量 民用建筑和工業(yè)企業(yè)輔助建筑(樓梯間除外)的高度附加率，房間高度大于4m時，每高出lm應附加2，但總的附加率不應大于15。 高度附加率，是基于房間高度大于4m時，由于豎向溫度梯度的影響導致上部空間及圍護結構的耗熱量增大而加的附加系數。由于圍護結構耗熱作用等影響，房間豎向溫度的分布并不總是逐步升高的因此對高度附加率的上限值做了不應大于15的限制。 對于多層建筑物樓梯間的耗熱量計算不考慮高度附加，因為樓梯間的空氣和各樓層相通，只是在布置散熱器時，盡量放在底層。這就已考慮豎向溫度梯度了。 注意：高度附加率，應附加于圍護結構的基本耗熱量和其他附加耗熱量上。(4)對公用建筑，當房間有兩面及兩面以上外墻時，將外墻、窗、們的基本耗熱增加5。(5)窗墻面積比超過1：l時，對窗的基本耗熱附加10。(6)間隙附加：當建筑不要求全天維持設計室溫，而允許定時降低室內溫度時，采暖系統(tǒng)可按間歇采曖設計。此時除上述各項附加外，將基本耗熱附加以下百分數：僅百天采暖者(例如辦公樓、教學樓等)， 20；不經常使用者(例如禮堂等)， 30。2.3.4 冷風滲透耗熱量在風壓和熱壓的作用下，室外的冷空氣通過門、窗等縫隙滲入室內，被加熱后逸出。當未對采暖房間的門、窗縫隙采取密封措施時，冷空氣就會通過門、窗縫隙滲入到室內，把這部分冷空氣從室外溫度加熱到室內溫度所消耗的熱量，稱為冷風滲透耗熱量。公式如下： (2-7)式中：房間內部體積，； 房間的換氣次數，次/h；采暖室外計算溫度下的空氣密度()； 采暖室內計算溫度()；采暖室外計算溫度()?？梢园聪卤磉x用：表2-3 概算換氣次數房間外墻暴露情況一面又外墻或外門1/42/3兩面有外墻或外門1/21三面有外墻外門11.5門 廳2V的確定： （2-8）式中：V房間體積()； K換氣次數(次h)。2.3.5 冷風侵入耗熱量在冬季受風壓和熱壓作用下，冷空氣由開啟的外門侵入室內。把這部分冷空氣加熱到室內溫度所消耗的熱量稱為侵入耗熱量。 按照下列公式計算： （2-9）式中：外門的基本耗熱量，W； 冷風侵入耗熱量，W； N 考慮冷風侵入的外門附加。表2-4外門附加率N值外門布置狀況附加率一道門65n%兩道門（有門斗）80n%三道門60n%供暖建筑和生產廠房的主要出口 500%注：n建筑物的樓層數。下面以102房間為例計算房間的耗熱量：(1) 維護結構基本耗熱量：西外墻 = 1.52（9.61）（20+7）1.0 =2011W高度修正為0.02，朝向修正-0.05，則修正后的耗熱量為=1951W 西外窗 =(2.69-1.52) (2.12.1) (20+7) 1.0 =139W高度修正為0.02，朝向修正為-0.05。則修正后的耗熱量為 =135W南外墻 =1.5231271.0 =1276W高度修正為0.02，朝向修正為-0.25。則修正后的耗熱量為 =983W南外窗 =(2.69-1.51) (1.052.1) 27 =67W 高度修正為0.02，朝向修正為-0.25。則修正后的耗熱量為 =53W通過樓板的耗熱量：以知地下車庫的溫度為12，傳熱系數為2.43面積為59。 =2.4359(20-12) =1147W所以維護結構的基本耗熱量為： =1951+135+983+53+1147 =4269W(2)冷風滲透耗熱量的計算：西外窗的冷風滲透耗熱量為：其中=0.5，=324.5=144m3，=1.2。則=540W同理計算南外窗為426W則=540+426 =966W(3)102房間的采暖熱負荷為： = + =4269+966 =5235W其余各房間的負荷見負荷匯總表（附錄）。經算得該建筑的面積熱指標為：32。第三章 散熱片的選擇與計算3.1 系統(tǒng)形式的選擇與確定3.1.1 可供選擇的系統(tǒng)形式（1）按系統(tǒng)循環(huán)動力的不同，可分為重力循環(huán)系統(tǒng)和機械循環(huán)系統(tǒng)?？克拿芏炔钸M行循環(huán)的系統(tǒng)，稱重力循環(huán)系統(tǒng)。（2）靠機械（水泵）力進行循環(huán)的系統(tǒng)，稱機械循環(huán)系統(tǒng)。機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)常用的幾種型式： 表3-1供暖系統(tǒng)型式表序號型式名稱適用范圍特點1雙管上供下回式室溫有調節(jié)要求的四層以下建筑1、 常用的雙管系統(tǒng)做法2、 排氣方便3、 室溫可調節(jié)4、 易產生垂直失調2雙管下供下回式室溫有調節(jié)要求且頂層不能敷設干管時的四層以下建筑1、 緩和了上供下回式系統(tǒng)的垂直失調象2、 安裝供回水干管需設置地溝3、 室內無供水干管，頂層房間美觀3雙管中供式頂層供水干管無法敷設或邊施工邊使用的建筑1、 可解決一般供水干管擋窗問題2、 解決垂直失調比上供下回有利3、對樓層擴建有利，排氣不利4雙管下供上回式熱媒為高溫水，室溫有調節(jié)要求的四層以下建筑1、 解決垂直失調有利2、 排氣方便，能適應高溫水熱媒，可降低散熱器表面溫度3、降低散熱器傳熱系數，浪費散熱器5垂直單管順流式一般多層建筑1、 常用的一般單管系統(tǒng)做法2、水力穩(wěn)定性好，排氣方便，安裝構造簡單 續(xù)表3-16垂直單管雙線式頂層無法敷設供水干管的多層建筑1、 當熱媒為高溫水時可降低散熱器表面溫度2、排氣閥的安裝必須正確7垂直單管下供上回式熱媒為高溫水的多層建筑1、 降低散熱器的表面溫度2、降低散熱器傳熱量、浪費散熱器8垂直單管上供中回式不易設置地溝的多層建筑1、 節(jié)約地溝造價，系統(tǒng)泄水不方便2、影響室內底層房屋美觀，排氣不便，檢修方便9垂直單管三通閥跨越式多層建筑和高層建筑1、可解決建筑層數過多垂直失調的問題10單雙管式八層建筑以上1、 避免垂直失調現象產生2、 可解決散熱器立管管徑過大的問題3、 克服單管系統(tǒng)不能調節(jié)的問題12水平單管串聯式單層建筑或不能敷設立管的多層建筑1、 常用的水平串聯系統(tǒng)，經濟、美觀、安裝簡便2、 散熱器接口處易漏水，排氣不便13水平單管跨越式單層建筑串聯散熱器組數過多時入口設換熱裝置造價高14分層式高溫水熱源1、入口設換熱裝置造價高15雙水箱分層式低溫水熱源1、 管理較復雜2、 采用開式水箱，空氣進入系統(tǒng)，易腐蝕管道下供下回是雙管系統(tǒng)的供水和回水干管都敷設在底層散熱器下面，在設有地下室的建筑物，或在平屋頂建筑頂棚下難以布置供回水干管的場合，常采用下供下回式系統(tǒng)（3）低溫熱水地板輻射采暖輻射采暖是利用建筑物內部頂面、墻面、地面或其他表面進行采暖的系統(tǒng)。輻射采暖主要靠輻射散熱方式向房間供應熱量，其輻射散熱量站總散熱量的50以上。低溫熱水輻射采暖是一種衛(wèi)生條件和舒適標準都比較高的采暖形式。3.1.2 適合分戶計量的采暖系統(tǒng)及方案分析集中采暖按熱量計量是我國發(fā)展的趨勢，是建筑節(jié)能的一項基本措施。要實現供熱采暖系統(tǒng)按實用熱量計量收費，用戶能自行調節(jié)室溫并使室內溫度保持用戶要求的范圍是采暖系統(tǒng)按熱量分別計量供熱的基礎，即室內采暖系統(tǒng)必須具有計量功能和可調節(jié)性。（1）單管跨越式系統(tǒng)，散熱器上設恒溫閥和蒸發(fā)式熱量分配表，室外入口處設置總熱量表。 這樣就可保證加跨越管后散熱量為原設計的90%左右。在散熱器入口處設恒溫閥，使之根據室內負荷變化自動調節(jié)散熱器水量，維持用戶設定的室溫，從而達到節(jié)能的目的。（2）上供下回式雙管系統(tǒng)，散熱器上設恒溫閥和蒸發(fā)式熱分配表，室外入口設總熱量表。散熱器入口所設的恒溫閥，不僅使系統(tǒng)具有可調節(jié)特性，而且解決了豎向水力失調問題。（3）在單元樓梯間設管井，下供下回式雙立管敷設其中，并向用戶引出供、回水干管，每戶入口設一戶型熱量表、鎖閉閥，每組散熱器上設恒溫閥。下供下回雙管式系統(tǒng)每一戶為一個分支系統(tǒng)，其阻力比一組散熱器的阻力大很多，占本立管總阻力損失的分額較大，所以可以忽略因自然循環(huán)作用壓力而導致的豎向水力失調。（3）低溫地板輻射采暖系統(tǒng)，便于分戶熱計量和控制。系統(tǒng)供、回水多為雙管系統(tǒng)，可在每戶的分水器前安裝熱量表進行分戶熱計量，還可通過調節(jié)分、集水器上的環(huán)路控制閥門，調節(jié)室溫。用戶還可采用自動溫控裝置。3.1.3 方案的確定高度超過30m的建筑物，由于靜壓較大，不宜采用高溫水供暖。對高層建筑，可在垂直方向上分一至兩個區(qū)，豎向分區(qū)。豎向分區(qū)應考慮散熱器的承壓能力、管材特性、室外管網壓力和系統(tǒng)水力計算的平衡情況，決定每區(qū)的極 限樓層數。根據經驗值高規(guī)中規(guī)定：一般高層建筑高于50米要分區(qū)，另外，雙管系統(tǒng)最大的問題垂直失調，樓層越多，重力作用的附加壓力就越大，在不額外設阻力平衡元件條件下，應盡量減少在垂直方向上的失調，實現較好的阻力平衡，可以設置阻力較大的閥門來影響戶內阻力，以實現系統(tǒng)水力平衡。根據建筑物的特點和分戶采暖熱計量的要求，進行豎向分區(qū)；每區(qū)在管道井中設置共用立管，共用立管采用下供下回異程式雙管系統(tǒng)；采用這種形式下供下回同程式相比較有很多優(yōu)點：對于異程式來說上層循環(huán)環(huán)路長度長阻力大，下層循環(huán)環(huán)路長度短阻力小，剛好抵消重力作用產生的上層大于下層的附加壓力，減小垂直失調的問題。在戶內采用水平散熱器供暖系統(tǒng)。每戶形成一個相對獨立的循環(huán)環(huán)路，這種方式的優(yōu)點可實現分戶調節(jié)，熱性舒適比較好，且戶內系統(tǒng)的阻力較大，易于實現供暖系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定?？紤]到本設計建筑物的特點和業(yè)主對采暖形式的要求，本設計采用雙管下供下回獨立系統(tǒng)室內每個環(huán)路形成一個獨立的系統(tǒng)以便于進行分戶計量。由于樓層和建筑物高度等因素，本設計進行豎向分區(qū)。3.2 散熱器的選用采暖散熱器是通過熱媒將熱源產生的熱量傳遞給室內空氣的一種散熱設備。散熱器的內表面一側是熱媒，外表面一側室內空氣，當熱媒溫度高于室內空氣溫度時散熱器的金屬壁面就將熱媒攜帶的熱量傳遞給室內空氣。散熱器的功能是將供暖系統(tǒng)的熱媒所攜帶的熱量，通過散熱器避面?zhèn)鹘o房間。3.2.1 散熱器的要求(1) 熱工性能方面的要求 散熱器的傳熱系數越高，說明散熱器散熱性能越好。 (2) 經濟方面的要求，散熱器傳給房間的單位熱量所需金屬耗量越少成本越低，其經濟性越好。(3) 安裝使用和工藝方面的要求 散熱器應具有一定機械強度和承壓能力，散熱器的結構形式應便于組合成所需要的散熱面積，結構尺寸要小，少占房間面積和空間。(4) 衛(wèi)生和美觀方面的要求 散熱器外表光滑，不積灰易于清洗，散熱器裝設應影響房間美觀。使用壽命要求散熱器應不易于被腐蝕和破壞，使用年限長。隨著我國能源政策的改變和生活水平的不斷提高，傳統(tǒng)的鑄鐵散熱器由于生產過程的高污染、低效率、勞動強度大、外觀粗糙等原因，使用受到一定的限制。銅管鋁翅片對流散熱器，以較為完美的外觀和可以拆、裝的外罩，在保障了散熱器的使用效果的同時，又解決了散熱器外觀和清掃的問題，同時也起到了防護的作用。鋼制、鋁制散熱器等由于生產過程污染小、效率高、勞動強度低、散熱器承壓能力高、表面光滑易于清掃、外形美觀且形式多樣，既可滿足產品的使用要求，又可起到一定的裝飾作用。3.2.2 散熱器的注意事項(1)具有腐蝕性氣體的工業(yè)建筑或相對濕度較大的房問，應采用耐腐蝕的散熱器。(2)采用鋼制散熱器時，必須注意防腐問題。應采用閉式系統(tǒng)，并滿足產品對水質的要求，在非采暖季節(jié)采暖系統(tǒng)應充水保養(yǎng)。(3)鋁制散熱器的腐蝕問題日益突出，造成的腐蝕主要是堿腐蝕，采用鋁制散熱器時應選用內防腐性鋁制散熱器，并滿足產品對水質的要求。(4)安裝熱量表和恒溫閥的熱水采暖系統(tǒng)不宜采用水流通道內含有粘砂的鑄鐵等散熱器。(5)熱水采暖系統(tǒng)選用散熱器時，鋼制散熱器與鋁制散熱器不應在同一熱水采暖系統(tǒng)中使用。3.2.3 散熱器的類型比較散熱器按制造材質的不同分為鑄鐵、鋼制、鋁質和其他材質散熱器；按結構形式的不同分為柱型、翼型、管型和板型散熱器；按傳熱方式的不同分為對流型(對流散熱量占總散熱量的60以上)和輻射型(輻射散熱量占總散熱量的50以上)散熱器。1、鑄鐵散熱器常用的鑄鐵散熱器有柱型和翼型兩種形式。(1)翼型散熱器：翼型散熱器又分為長翼型和圓冀型兩種。 翼型散熱器制造工藝簡單，造價較低，但金屬耗量大，傳熱性能不如柱型散熱器，外型不美觀，不易恰好組成所需面積，翼型散熱器現已逐漸被柱型散熱器取代。(2)柱型散熱器：柱型散熱器是單片的柱狀連通體，每片各有幾個中空的立柱相互連通，可根據散熱面積的需要，把各個單片組對成一組。柱型散熱器常用的有二柱M132型、二柱700型和四柱640型等。M132型散熱器的寬度是132 mm，兩邊為柱狀中間有波浪形的縱向肋片。四柱散熱器的規(guī)格以高度表示，如四柱640型，其高度為640 mm。四拄散熱器有帶足片和不帶足片兩種片形，可將帶足片作為端片，不帶足片作為中間片，組對成一組，直接落地安裝。柱型散熱器傳熱系數高，散出同樣熱量時金屬耗量少易消除積灰，外形也比較美觀。每片散熱面積少，易組成所需散熱面積。鑄鐵散熱器是目前應用最廣泛的散熱器，它結構簡單，耐腐蝕，使用壽命長，造價低，但其金屬耗量大，承壓能力低，制造、安裝和運轉勞動繁重。在有些安裝了熱量表和恒溫閥的熱水采暖系統(tǒng)中，普通方法生產的鑄鐵散熱器。內壁常有“粘砂”現象，易于造成熱量表和恒溫閥的堵塞，使系統(tǒng)不能正常運行。因此規(guī)范規(guī)定：安裝熱量表和恒溫閥的熱水采暖系統(tǒng)不宜采用水流通道內古有粘砂的散熱器，這就對鑄鐵散熱器內腔的清砂工藝提出了特殊要求，應采取可靠的質量控制措施。目前我國已有了內腔干凈無砂，外表噴塑或烤漆的灰鑄鐵散熱器，美觀漂亮，檔次高，完全可用于分戶熱計量系統(tǒng)中。2鋼制散熱器(1)閉式鋼串片式：閉式鋼串片式散熱器由鋼管、鋼片、聯箱及管接頭組成。鋼片串在鋼管外面，兩端折邊90度形成封閉的豎直空氣通道，具有較強的對流散熱能力。但使用時間較長會出現串片與鋼管連接不緊或松動，影響傳熱效果。其規(guī)格常用高x寬表示，如圖中的240 100型和30080型。 (2)板型散熱器：由面板、背板、進出口接頭、放水門固定套及上下支架組成。面板、背板多用1.21.5 mm厚的冷軋鋼板沖壓成型，其流通斷面呈圓弧形或梯形，背板有帶對流片的和不帶對流片的兩種規(guī)格。(3)鋼制柱型散熱器：其結構形式與鑄鐵柱型相似，它是用1.251.5mm厚的冷軋鋼板經沖壓加工焊制而成。(4)扁管散熱器：這種散熱器是由數根50mm 11mm 1 5mm(寬x高x厚)的矩形扁管疊加焊接在一起，兩端加上連箱制成的。高度有三種規(guī)格：416mm(8根)、520mm(10根)和624mm(12根)。長度有6002000mm以200mm進位的八種規(guī)格。扁管散熱器的板形有單板、雙板、單板帶對流片、雙板帶對流片4種形式。單、雙板扁管散熱器兩面均為光板，板面溫度較高，有較多的輻射熱。帶對流片的單、雙板扁管散熱器在對流片內形成空氣流通通道，除輻射散熱量外，還有大量的對流散熱量。(5)鋼制光面管散熱器：又叫光排管散熱器，是在現場或工廠用鋼管焊接而成的。因其耗鋼量大，造價高，外形尺寸大，不美觀，一般只用在工業(yè)廠房內。鋼制散熱器與鑄鐵散熱器相比有如下特點：1)金屬耗量少。鋼制散熱器多由薄鋼板壓制焊接而成，散出同樣熱量時，金屬耗量少而且重量輕。 2)承壓能力高。普通鑄鐵散熱器的承壓能力一般在0.40.5MPa(其中帶稀土的灰口散熱器工作壓力可達到0.8MPa，甚至達到l.0MPa)而鋼制板型和柱型散熱器的工作壓力一般可達0.8MPa，鋼串片式散熱器承壓能力可達1.0MPa。3)外形美觀整潔，規(guī)格尺寸多，少占有效空間和使用面積，便于布置。4)除鋼制柱型散熱器外，其他鋼制散熱器的水容量少，持續(xù)散熱能力低，熱穩(wěn)定性差，供水溫度偏低而又間歇采暖時，散熱效果會明顯降低。5)鋼制散熱器易腐蝕，使用壽命短。熱水采暖系統(tǒng)使用鋼制散熱器時，給水必須除氧，應控制系統(tǒng)水質和系統(tǒng)補水水質的溶解氧小于或等0.l；水溫25時pH值應為：給水7，鍋水1012之間。因蒸汽系統(tǒng)的含氧量、pH值不宜控制，所以蒸汽采暖系不應使用鋼制散熱器。對有酸、堿腐蝕性氣體的生產廠房或相對濕度較大的房間也不宜設置鋼制散熱器。使用鋼制散熱器的系統(tǒng)非工作時間宜滿水養(yǎng)護。系統(tǒng)應盡量采用封閉的循環(huán)系統(tǒng)。必要時，可采用低位膠囊式密閉定壓膨脹罐解決系統(tǒng)的定壓和膨脹問題。因鋼制散熱器易腐蝕，對水質要求高，使用壽命短，鋼制板式散熱器在我國已基本上不采用。水道為鋼管類的鋼制散熱器，因其壁厚尚有一定市場。3、鋁制散熱器鋁制散熱器的材質為耐腐蝕的鋁合金，經過特殊的內防腐處理，采用焊接連接形式加工而成。鋁制散熱器重量輕，熱工性能好，承壓能力高，使用壽命長，其外形美觀大方，造型多變，可做到采暖、裝飾合二為一。使用時應注意產品對水質的要求。鋁制散熱器每柱的長度可以有很多數值，不宜限定，可根據用戶要求任意改變寬度和長度。為了不同產品單柱長度的控制與對比，常采用名義散熱量的方法確定其散熱量，即以進檢樣片測得的標準散熱量為基礎，折算為長度L=1000mm的標準散熱量，即名義散熱量。采用鋁制散熱器時，應選用內防腐型散熱器，并應滿足產品對水質的要求。散熱器內腔應嚴格按涂裝工藝要求由機械程序化操作，以防止簡易手工操作的不穩(wěn)定性。應采用可靠的覆膜涂層或其他物理保護措施，以保證散熱器長期穩(wěn)定地工作。目前的銅鋁復合、鋼鋁復合、不銹鋼鋁復合等均是可靠的手段，但散熱器的水道部分已與全鋁散熱器不同了。鋁制散熱器與系統(tǒng)采用螺紋連接時，需采用配套的專用非金屬或不發(fā)生電化學腐蝕的金屬管件或雙金屬復合管件，不得使用鋁制螺紋直接與鋼管連接，散熱器生產廠應配套供應專用連接件，否則施工中容易遺漏而造成腐蝕。綜上所述，本設計才用XKZ系列新型節(jié)能抗腐柱型散熱器。表3-2XKZ系列新型節(jié)能鋼制柱型散熱器的規(guī)格規(guī)格型號高度Hmm同側進出口中心距 mm寬度mm片距mm水容量Kg/片散熱面積工作壓力XKz-1.4/9-1950900140501.5940407103.3 散熱器的計算3.3.1 散熱器的計算考慮到系統(tǒng)本身的承壓能力，本設計采用鋼制散熱器。(1)、散熱器散熱面積的計算散熱面積的計算可按供熱手冊或教材中的計算公式進行計算。散熱器內熱媒平均溫度t的確定。本課程設計在計算時，不考慮管道散熱引起的溫降。對于雙管熱水供暖系統(tǒng)，為系統(tǒng)計算供、回水溫度之和的一半，而且對所有散熱器都相同。(2)、散熱器片數的計算散熱器片數的計算可按下列步驟進行：1) 利用散熱器散熱面積公式求出房間內所需總散熱面積(由于每組片未定，故先按1計算)；2) 得出所需散熱器總片數或總長度H；3) 確定房間內散熱器的組數m；4) 將總片數n分成m組，得出每組片數n，若均分則n=nm(片組)；5) 對每組片數n進行片數修正，乘以b，即得到修正后的每組散熱器片數，可根據下述原則進行取舍；(a) 對柱型及長翼型散熱器，散熱面積的減少不得超過0.1 ；(b) 對圓翼型散熱器散熱面積的減少不得超過計算面積的10。3.3.2 散熱器數量的計算1、計算公 (3-1)式中:散熱器散熱面積，； 采暖設計熱負荷， W； 散熱器內熱媒平均溫度，； 供暖室內計算溫度，； 散熱器的傳熱系數，； 散熱器組裝片數修正系數； 散熱器組連接形式修正系數； 散熱器組安裝形式修正系數。 由于系統(tǒng)采用的為異側進出式，故=1.0； =1.02。 計算散熱器面積時，先取=1.00，但算出F后，求出總片數，然后再根據片數修正系統(tǒng)的范圍乘以對應的值，其范圍如下：表3-3 片數修正系數每組片數200.9511.051.1另外，還規(guī)定了每組散熱器片數的最大值，對此系統(tǒng)的四柱760型散熱器每組片數不超過25片。 在熱水供暖系統(tǒng)中，散熱器進出口水溫的算術平均值 (3-2)式中：散熱器進水溫度，；散熱器出水溫度，。2、散熱器傳熱系數的計算在設計條件下單位時間內散熱器的散熱量應等于房間需要的采暖設計熱負荷。 （3-3）式中 散熱器的傳熱系數，； 、試驗結果整理得到的系數；=2.5, =0.289。3.3.3 散熱器的計算實例以101室為例計算：散熱器的散熱面積： 則散熱器的片數為根據房間的形狀和面積分為13組。每組的片數片其余的列于表3-4中；其中三層散熱器片數同二層，五到二十五層的散熱器片數同四層。 表3-4散熱器計算表 房間編號房間熱負荷安裝修正系數連接修正系數片數修正系數散熱器傳熱系數散熱器片數101333971021176526010249431021172643104167110211726151053343102117262910616711021172615107695010211726601083978102117263510969841021172661110103971021172690111224221021176518420116159102117261402023271102117262920310841021172610204743102117267205743102117267206743102117267207743102117267208743102117267209743102117267210763810211726662112392102117262121218231021172616213863102117268 續(xù)表3-4房間編號房間熱負荷安裝修正系數連接修正系數片數修正系數散熱器傳熱系數散熱器片數2141288102117261221591210211726921618541021172616401285710211726254023397102117263040322771021172620404111810211726104052081102117261840611181021172610407227710211726204081118102117261040916271021172614410111