室內(nèi)采暖課程設(shè)計計算說明書

1、河北建筑工程學(xué)院課程設(shè)計計算說明書課程名稱： 室內(nèi)采暖 系： 能源與環(huán)境工程學(xué)院專 業(yè)： 給水排水工程 班 級： 水 122 學(xué) 號： 2012306221 學(xué)生姓名： 郭俊濤 指導(dǎo)教師： 馬宏雷 職 稱： 副教授 2012年12月24日目錄一 室外參數(shù)二 熱負(fù)荷計算及其依據(jù)三 散熱器四 管道的布置五 管道的水利計算六 參考資料一.室外參數(shù)采暖計算溫度 空調(diào)計算溫度 冬季平均風(fēng)速 m/s 相對濕度%大氣壓(Pa)-6.2-8.81.855%101720二熱負(fù)荷計算依據(jù)1.通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量計算公式Qj = aFK(tn - twn)Qj基本耗熱量,WK傳熱系數(shù),W/(·)F計算

2、傳熱面積,tn冬季室內(nèi)設(shè)計溫度,twn采暖室外計算溫度,溫差修正系數(shù)2.附加耗熱量計算公式 Q = Qj(1 + ch + f + lang ) · (1 + fg) · (1 + jan)Q 考慮各項附加后，某圍護(hù)的耗熱量,WQj某圍護(hù)的基本耗熱量,Wch 朝向修正f 風(fēng)力修正lang兩面外墻修正fg房高附加jan間歇附加率3.冷風(fēng)滲透計算Q = 0.28·CP·pwn·V·(tn - twn)Q 通過門窗冷風(fēng)滲透耗熱量，WCp干空氣的定壓質(zhì)量比熱容=1.0056kJ/(kg·)pwn采暖室外計算溫度下的空氣密度，kg/m

3、3V滲透冷空氣量，m3/htn冬季室內(nèi)設(shè)計溫度，twn采暖室外計算溫度，（1）通過門窗縫隙的冷風(fēng)滲透耗熱量計算V = L0·l1·mbL0在基準(zhǔn)高度單純風(fēng)壓作用下，不考慮朝向修正和內(nèi)部隔斷的情況時,每米門窗縫隙的理論滲透冷空氣量，m3/(m·h)L0 = a1 · (pwn · v02/2)ba1外門窗縫隙滲風(fēng)系數(shù)，m3/(m·h·Pab)當(dāng)無實測數(shù)據(jù)時，可根據(jù)建筑外窗空氣滲透性能分級標(biāo)準(zhǔn)采用v0基準(zhǔn)高度冬季室外最多方向的平均風(fēng)速，m/sl1外門窗縫隙長度，應(yīng)分別按各朝向計算，mb門窗縫隙滲風(fēng)指數(shù)，b 0.560.78。當(dāng)無

4、實測數(shù)據(jù)時，可取b=0.67m風(fēng)壓與熱壓共同作用下，考慮建筑體型、內(nèi)部隔斷和空氣流通因素后，不同朝向、不同高度的門窗冷風(fēng)滲透壓差綜合修正系數(shù)m = Cr·Cf·(n1/b + C)·chCr熱壓系數(shù)Cf風(fēng)壓差系數(shù)，當(dāng)無實測數(shù)據(jù)時，可取0.7n滲透冷空氣量的朝向修正系數(shù)Ch高度修正系數(shù)ch = 0.3·h0.4h計算門窗的中心線標(biāo)高C作用于門窗上的有效熱壓差與有效風(fēng)壓差之比，按下式計算：C = 70 · (hz - h) / (cf·v02·h0.4) · (t'n- twn) / (273 + t'

5、n)hz單純熱壓作用下，建筑物中和界標(biāo)高（m），可取建筑物總高度的二分之一t'n建筑物內(nèi)形成熱壓作用的豎井計算溫度（樓梯間溫度），（2）忽略熱壓及室外風(fēng)速沿房高的遞增，只計入風(fēng)壓作用時的滲風(fēng)量V = (l·L·n)  l 房間某朝向上的可開啟門、窗縫隙的長度，mL每米門窗縫隙的滲風(fēng)量，m3/(m·h)，見表5.1-7（詳見實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊）n滲風(fēng)量的朝向修正系數(shù)，見表5.1-8（詳見實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊）（3）換氣次數(shù)法L = K·Vf L房間冷風(fēng)滲透量，m3/hK換氣次數(shù)，1/h,見表5.1-13（詳見實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊）Vf房

6、間凈體積，m3（4）百分比法計算冷風(fēng)滲透耗熱量Q = Qo·nQ通過外門窗冷風(fēng)滲透耗熱量，WQo圍護(hù)結(jié)構(gòu)總耗熱量，Wn滲透耗熱量占圍護(hù)結(jié)構(gòu)總耗熱量的百分率，%4.外門開啟沖入冷風(fēng)耗熱量計算公式Q = Qj·kqQ通過外門冷風(fēng)侵入耗熱量，WQj某圍護(hù)的基本耗熱量，Wkq外門開啟外門開啟沖入冷風(fēng)耗熱量附加率三 散熱器考慮到散熱器耐用性和經(jīng)濟(jì)性，本工程選用鑄鐵柱型散熱器。結(jié)合室內(nèi)負(fù)荷，選擇鑄鐵M132散熱器。結(jié)合室內(nèi)負(fù)荷，散熱片主要參數(shù)如下，散熱面積0.24m2，水容量1.32L/片，重量7Kg/片，工作壓力0.5MPa。多數(shù)散熱器安裝在窗臺下的墻龕內(nèi)，距窗臺底80mm，表面噴銀

7、粉。1、散熱器的計算本設(shè)計采用M-132型散熱器。(1)、散熱器散熱面積的計算散熱面積的計算可按供熱手冊的計算公式進(jìn)行計算。散熱器內(nèi)熱媒平均溫度t的確定。本設(shè)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(shù)的計算散熱器片數(shù)的計算可按下列步驟進(jìn)行：1) 利用散熱器散熱面積公式求出房間內(nèi)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(shù)或總長度H；3) 確定房間內(nèi)散熱器的組數(shù)m；4) 將總片數(shù)n分成m組，得出每組片數(shù)n，若均分則n=nm(片組)；5) 對每組片數(shù)n進(jìn)行片數(shù)修正，乘以b，即

8、得到修正后的每組散熱器片數(shù)，可根據(jù)下述原則進(jìn)行取舍；6) 對柱型及長翼型散熱器，散熱面積的減少不得超過0.1 ；7) 對圓翼型散熱器散熱面積的減少不得超過計算面積的10。2、散熱器數(shù)量的計算 確定了供暖設(shè)計熱負(fù)荷、供暖系統(tǒng)的形式和散熱器的類型后，就可進(jìn)行散熱器的計算，確定供暖房間所需散熱器的面積和片數(shù)。3、散熱器的散熱供暖房間的散熱器向房間供應(yīng)熱量以補(bǔ)償房間的熱損失，根據(jù)熱平衡原理，散熱器的散熱量應(yīng)等于房間的供暖設(shè)計熱負(fù)荷。散熱器散熱面積的計算公式為：F=Q/K(-) 式中：散熱器的散熱面積（m²）；散熱器的散熱量（W）；散熱器的傳熱系數(shù)W/(m²·)；散熱器內(nèi)熱

9、媒平均溫度（）；供暖室內(nèi)計算溫度（）；散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)；散熱器連接形式修正系數(shù)；散熱器安裝形式修正系數(shù)；片數(shù)修正系統(tǒng)的范圍乘以對應(yīng)的值，其范圍如下： 片數(shù)修正系數(shù)每組片數(shù)<66101020>200.9511.051.1另外，還規(guī)定了每組散熱器片數(shù)的最大值，對此系統(tǒng)的M-132型散熱器每組片數(shù)不超過20片。1、 散熱器的傳熱系數(shù)K 2、 散熱器的傳熱系數(shù)表示當(dāng)散熱器內(nèi)熱媒平均溫度tpj與室內(nèi)空氣溫度tn的差為1時，每平方米散熱面積單位時間放出的熱量，單位為W/（m²·）。選用散熱器時希望散熱器的傳熱系數(shù)越大越好。 通過實驗方法可得到散熱器傳熱系數(shù)公式為 式中

10、： 在實驗條件下，散熱器的傳熱系數(shù)，； 由實驗確定的系數(shù)，取決于散熱器的類型和安裝方式；從上式可以看出散熱器內(nèi)熱媒平均溫度與室內(nèi)空氣溫差越大，散熱器的傳熱系數(shù)K值就越大，傳熱量就越多。2、散熱器內(nèi)熱媒平均溫度散熱器內(nèi)熱媒平均溫度應(yīng)根據(jù)熱媒種類（熱水或蒸汽）和系統(tǒng)形式確定。 1）熱水供暖系統(tǒng) tpj= （tj-tc）/2 式中： 散熱器內(nèi)熱媒平均溫度（）； 散熱器的進(jìn)水溫度（）； 散熱器的出水溫度（）； 對于單管熱水供暖系統(tǒng)，各組散熱器是串聯(lián)關(guān)系，所以各組散熱器的進(jìn)出口水溫不同，應(yīng)用以下公式計算：式中： = (+)/2散熱器內(nèi)熱媒平均溫度（）；散熱器的進(jìn)水溫度（）；散熱器的出水溫度（）；4、散熱

11、器的布置布置散熱器應(yīng)注意以下規(guī)定l、散熱器宜安裝在外墻窗臺下，這樣能迅速加熱室外滲入的冷空氣，阻擋沿外墻下降的冷氣流，改善外窗對人體冷輻射的影響，使室溫均勻。當(dāng)安裝或布置管道有困難時，也可靠內(nèi)墻安裝。如設(shè)在窗臺下時，醫(yī)院、托幼、學(xué)校、老弱病殘者住宅中，散熱器的長度不應(yīng)小于窗寬度的75；商店櫥窗下的散熱器應(yīng)按窗的全長布置，內(nèi)部裝修要求較高的民用建筑可暗裝。2、為防止凍裂散熱器，兩道外門之間，不準(zhǔn)設(shè)置散熱器。在陋習(xí)建或其它有凍結(jié)危險的場合，應(yīng)由單獨的立，支管供熱，且不得裝設(shè)調(diào)解閥。3、散熱器在布置時，不能與室內(nèi)衛(wèi)生設(shè)備、工藝設(shè)備、電氣設(shè)備沖突。暖氣壁龕應(yīng)比散熱器的實際寬度多350400毫米。臺下的

12、高度應(yīng)能滿足散熱器的安裝要求，非置地式散熱器頂部離窗臺板下面高度應(yīng)50毫米，底部距地面不小于60mm，通常為150mm毫米，背部與墻面凈距不小于25mm。4、在垂直單管或雙管供暖系統(tǒng)中，同一房間的兩組散熱器可以串聯(lián)連接；貯藏室、盥洗室、廁所和廚房等輔助用室及走廊的散熱器，可同臨室串聯(lián)連接。 5、公共建筑樓梯間的散熱器，宜分配在底層或按一定比例分配在下部各層，住宅樓梯間一般可不設(shè)置散熱器。把散熱器布置在樓梯間的底層，可以利用熱壓作用，使加熱了的空氣自行上到樓梯間的上部補(bǔ)償其耗熱量。6、在樓梯間布置散熱器時，考慮樓梯間熱流上升的特點，應(yīng)盡量布置在底層。住宅建筑分戶計量的散熱器選用與布置還應(yīng)注意：（

13、1）安裝熱量表和恒溫閥的熱水采暖系統(tǒng)宜選用銅鋁或鋼鋁復(fù)合型、鋁制或鋼制內(nèi)防腐型、鋼管型等非鑄鐵類散熱器，必須采用鑄鐵散熱器時，應(yīng)選用內(nèi)腔無黏砂型鑄鐵散熱器；（2）采用熱分配表計量時，所選用的散熱器應(yīng)具備安裝熱表的條件；（3）采用分戶熱源或供暖熱媒水水質(zhì)有保證時，可選用鋁制或鋼制管形、板式等各種散熱器；（4）散熱器的布置應(yīng)確保室內(nèi)溫度分布均勻，并應(yīng)可能縮短戶內(nèi)管道的產(chǎn)度；（5）散熱器罩會影響散熱器的散熱量和恒溫閥及配表的工作，安裝在裝飾罩內(nèi)的恒溫閥必須采用外置傳感器，傳感器應(yīng)設(shè)在能正確反映房間溫度的位置。四、管道的布置1、干管的布置供回水干管設(shè)置在管道井中，每個用戶都從干管上接出一個支管，而形成

14、各自的獨立環(huán)路以便于分戶計量。2、支管的布置本設(shè)計入戶的支管均設(shè)置在戶內(nèi)墊層內(nèi)，墊層的厚度不應(yīng)小于50mm,本系統(tǒng)散熱器支管的布置形式有供、回水支管同側(cè)連接和供、回水支管異側(cè)連接兩種形式，且支管均保證為0.01的坡度，以便于排出散熱器內(nèi)積存的空氣，便于散熱。3、管道支架的安裝管道支架的安裝，應(yīng)符合下列的規(guī)定：位置應(yīng)準(zhǔn)確，埋設(shè)應(yīng)平整牢固；與管道接觸應(yīng)緊密，固定應(yīng)牢靠，對活動支架應(yīng)采用U形卡環(huán)。支架的數(shù)量和位置可根據(jù)設(shè)計要求確定，若設(shè)計上無具體要求時，可按下表的規(guī)定執(zhí)行：表3-5 支架間距的選擇公稱直徑mm1520253240507080100125150200250300支架的最大間距保溫管1.

15、5222.533444.556788.5不保溫管2.533.544.55666.5789.51112五 管道的水利計算1、繪制系統(tǒng)圖 根據(jù)暖氣片組裝片數(shù)的最大值將其分為幾組后，確定總的立管數(shù)，繪制系統(tǒng)圖，標(biāo)明各段干管的負(fù)荷數(shù)，以及每組暖氣片的片數(shù)和負(fù)荷數(shù)，并對各個管段進(jìn)行標(biāo)注（見系統(tǒng)圖）。2、供暖系統(tǒng)水力計算的任務(wù)在滿足熱負(fù)荷所要求的熱媒流量條件下，確定系統(tǒng)的管段管徑，以及系統(tǒng)的壓力損失。水利計算應(yīng)具備的條件是，必須首先確定供暖系統(tǒng)的設(shè)備及管道布置，已知系統(tǒng)各管段的熱負(fù)荷及管段的長度。（1）按已知系統(tǒng)各管段的流量和系統(tǒng)的循環(huán)作用壓力(壓頭)。確定各管段的管徑；（2）按已知系統(tǒng)各管段的流量和各管

16、段的管徑，確定系統(tǒng)所必需的循環(huán)作用壓力(壓頭)；（3）按已知系統(tǒng)各管段的管徑和該管段的允許壓降，確定通過該管段的水流量。室內(nèi)熱水供暖管路系統(tǒng)是由許多串聯(lián)或并聯(lián)管段組成的管路系統(tǒng)。管路的水力計算從系統(tǒng)的最不利環(huán)路開始，也即從允許的比摩阻最小的一個環(huán)路開始計算。由n個串聯(lián)管段組成的最不利環(huán)路，它的總壓力損失為n個串聯(lián)管段壓力損失的總和。熱水供暖系統(tǒng)的循環(huán)作用壓力的大小，取決于：機(jī)械循環(huán)提供的作用壓力，水在散熱器內(nèi)冷卻所產(chǎn)生的作用壓力和水在循環(huán)環(huán)路中困管路散熱產(chǎn)生的附加作用壓力。各種供暖系統(tǒng)型式的總循環(huán)作用壓力的計算原則和方法。進(jìn)行水力計算時，可以預(yù)先求出最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路的平均比摩阻Rpj，

17、即 Rpj= (a P) / L （4-1）式中: P最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路的循環(huán)作用壓力，Pa； L最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路的管路總長度，m； a 沿程損失約占總壓力損失的估計百分?jǐn)?shù)。 根據(jù)式中算出的及環(huán)路中各管段的流量利用水力計算圖表，可選出最接近的管徑并求出最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路中各管段的實際壓力損失和整個環(huán)路的總壓力損失值。 當(dāng)系統(tǒng)的最不利循環(huán)環(huán)路的水力計算完成后，即可進(jìn)行其它分支循環(huán)環(huán)路的水力計算。暖通規(guī)范規(guī)定，熱水供暖系統(tǒng)最不利循環(huán)環(huán)路與各并聯(lián)環(huán)路之間(不包括共同管段)的計算壓力損失相對差額，不應(yīng)大于±15。 在實際設(shè)計過程中，為了平衡各并聯(lián)環(huán)路的壓力損失，往往需要提

18、高近循環(huán)環(huán)路分支管段的比摩阻和流速。但流速過大會使管道產(chǎn)生噪聲。目前， 暖通規(guī)范規(guī)定最大允許的水流速不應(yīng)大于下列數(shù)值： 民用建筑 1.2m/s 生產(chǎn)廠房的輔助建筑物 2m/s， 整個熱水供暖系統(tǒng)總的計算壓力損失，宜增加10附加值，以此確定系繞必需的循環(huán)作用壓力。3、確定最不利環(huán)路水力計算方法 本設(shè)計的計算過程是同程式單管熱水供暖系統(tǒng)管路的水力計算過程，在整個系統(tǒng)中每一個戶內(nèi)環(huán)路構(gòu)成一個獨立的系統(tǒng)分別計算，計算步驟如下：（1）首先在系統(tǒng)圖上，對各管段進(jìn)行編號，并注明管段長度和熱負(fù)荷。（2）計算通過最遠(yuǎn)立管的環(huán)路的總阻力，根據(jù)所選值R（60120 Pa/m），和每個管段的流量G的值，查閱供暖通風(fēng)設(shè)

19、計手冊中初選各管段的d、R、v的值，算出通過最遠(yuǎn)立管的環(huán)路的總阻力。流量G的值可用以下公式計算得出： G=0.86Q/(-) （4-5）式中：Q管段的熱負(fù)荷，W； 系統(tǒng)的設(shè)計供水溫度，； 系統(tǒng)的設(shè)計回水溫度，。（3）計算通過最近立管環(huán)路的總阻力，計算方法同1，2兩部。（4）求并聯(lián)環(huán)路的壓力損失不平衡率，使其不平衡率在10%以內(nèi)，以確定通過環(huán)路各管段的管徑。（5）根據(jù)水力計算的結(jié)果，求出系統(tǒng)的的總壓力損失，及各立管的供、回水節(jié)點間的資用壓力。（6）根據(jù)立管的資用壓力和立管的計算壓力損失，求中間各并聯(lián)立管的壓力損失不平衡率，使其不平衡率在10%以內(nèi)，從而確定出各立管的管徑。水力計算中應(yīng)注意的問題：

20、（l）采暖系統(tǒng)水力計算必須遵守流體連續(xù)性定律，即對于管道節(jié)點(如三通、四通等處)熱媒流入流量之和等于流出流量之和。熱媒的流速是影響系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)合理程度的因素之一。為了滿足熱媒流量要求，對于機(jī)械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)，增大熱水流速雖然可以縮小管徑，節(jié)省管材，但流速過大，壓力損失增加，會多消耗電能，甚至可能在管道配件(如三通、四通等)處產(chǎn)生抽力作用，破壞系統(tǒng)內(nèi)熱水正常流動，使管道發(fā)生振動產(chǎn)生噪音。因此，采暖規(guī)范中規(guī)定：采暖管道中的熱媒流速，應(yīng)根據(jù)熱水或蒸汽的資用壓力、系統(tǒng)形式、防噪聲要求等因素確定。（2）采暖系統(tǒng)水算必須遵守并聯(lián)環(huán)路壓力損失平衡定律。系統(tǒng)在運(yùn)行中，構(gòu)成并聯(lián)環(huán)路的各分支環(huán)路的壓力損失總是相等的，并且等于其分流點與合流