約克中央空調(diào)采暖設(shè)計計算書

1、辦公樓采暖系統(tǒng)設(shè)計計算書1 工程概況本工程為大同市一棟三層的辦公樓，其中有辦公、會議、培訓(xùn)等功能用途的房間。層高為3.7米，建筑占地面積約550平米，建筑面積約1300平米。本工程以0.4MPa飽和蒸汽的市政管網(wǎng)為熱源、為本辦公樓設(shè)計供暖系統(tǒng)。2 設(shè)計依據(jù)2.1任務(wù)書2.2規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)1GBJ 19-87 2GJ114-882.3設(shè)計參數(shù)室外氣象參數(shù)：采暖室外計算(干球)溫度為-17。最低日平均溫度為-24。冬季大氣壓89920Pa。冬季室外最多風(fēng)向平均風(fēng)速3.5m/s。室內(nèi)設(shè)計溫度見表1。表1室內(nèi)設(shè)計參數(shù)13 圍護(hù)結(jié)構(gòu)要求為了保證室內(nèi)人員的熱舒適性要求，根據(jù)室內(nèi)空氣溫度與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫差要

2、求來確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻。3.1大同地區(qū)在不同室內(nèi)設(shè)計溫度下的最小傳熱阻為驗(yàn)證圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻滿足最小傳熱阻的要求，本設(shè)計先計算出不同圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型下，對應(yīng)不同室內(nèi)計溫度的最小傳熱阻，再根據(jù)圍護(hù)的結(jié)構(gòu)來計算需求多少厚度的保溫層才能滿足需要。計算冬季圍護(hù)結(jié)構(gòu)室外計算溫度 twe時，圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型類不同選擇的公式也不同。式中tw為采暖室外計算溫度，tpmin為累年最低日平均溫度。再根據(jù)室內(nèi)設(shè)計溫度由式1計算最小傳熱阻。- 1 -辦公樓采暖系統(tǒng)設(shè)計計算書R0min=(tn+twe)ty式1式中：twe冬季圍護(hù)結(jié)構(gòu)室外計算溫度，；tn采暖室內(nèi)設(shè)計溫度，；tn根據(jù)舒適性確定的室內(nèi)溫度與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫差

3、，這里取6。計算結(jié)果列于表2。3.2某種外圍護(hù)結(jié)構(gòu)在不同保溫層厚度下的隋性和熱阻表3建筑材料的熱物特性：圖1外墻結(jié)構(gòu)已知外墻結(jié)構(gòu)如圖1所示，根據(jù)式2、3計算當(dāng)取不同磚墻厚度時的熱隋性指標(biāo)和實(shí)際傳熱阻，結(jié)果列于表4?？偨Y(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)按下式計算：D=Di=Risi=isi式2 i式中：Ri各層材料的傳熱阻，m2/W；si各層材料的畜熱系數(shù)，W/m2；i各層材料的厚度，mm；i各層材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/m。總結(jié)構(gòu)的傳熱熱阻按下式計算：R0=1n+i1+ m2/W 式3 iw式中：n內(nèi)表面換熱系數(shù)，這里取8.7 W/m2；w外表面換熱系數(shù)，這里取23 W/m2。表4不同磚墻厚度的實(shí)際傳熱阻3.3圍護(hù)結(jié)

4、構(gòu)確定根據(jù)以上兩節(jié)的分析，本工程選擇磚墻厚度為490mm，結(jié)構(gòu)如圖1所示的外墻結(jié)構(gòu)才可以滿足室內(nèi)人員的熱舒適性要求。內(nèi)墻選擇240mm磚墻雙面抹灰的結(jié)構(gòu)。為了減少冬季的冷風(fēng)滲透和考慮到裝修的標(biāo)準(zhǔn)，選擇推拉鋁窗作為外窗。外窗的空氣滲透性能等級為I級。- 2 -辦公樓采暖系統(tǒng)設(shè)計計算書4 采暖熱負(fù)荷計算對于本辦公樓的熱負(fù)荷計算只考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱的耗熱量和冷風(fēng)滲透引起的耗熱量，人員、燈光等得熱作為有利因素暫不考慮在熱負(fù)荷計算當(dāng)中。圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量按下式計算：q1=KF(tn-tw)a 式4式中：K圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/m2；F圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積，m2；a圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)。冷風(fēng)滲透耗熱量按下式計

5、算：q2=0.278Vwcp(tn-tw) 式5式中：V經(jīng)門、窗隙入室內(nèi)的總空氣量，m3/h；w供暖室外計算溫度下的空氣密度，kg/m3；cp冷空氣的定壓比熱，這里為1Kj/kg。使用華電源HDY-SMAD負(fù)荷計算軟件進(jìn)行采暖熱負(fù)荷計算，統(tǒng)計結(jié)果列于表5。5 管路布置考慮到本工程的實(shí)際規(guī)模和施工的方便性，本設(shè)計采用機(jī)械循環(huán)、單管制垂直式的上供下回系統(tǒng)。散熱片安裝形式為同側(cè)的上供下回。對于建筑平面中只有單層高度的房間，如一層的多功能廳，采用水平串聯(lián)式系統(tǒng)，單設(shè)一根立管為其供水。供水立管之間為同程式，在底層設(shè)一根總的回水同程管。選擇底層104房間為設(shè)備間，放置水泵和換熱器。設(shè)計供回水溫度為95/7

6、0。根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)形式，布置干管和立管，為每個房間分配散熱器組。（見圖紙）6 散熱器選型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，選擇四柱7602型較適合。散熱片主要參數(shù)如下，散熱面積0.28m，水容量1.4L/片，重量8Kg/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，表面噴銀粉。每10片散熱器的散熱量按下式計算： 3Q10=6.495(tpj-tn)式中： tpj散熱器進(jìn)出口水溫的算術(shù)平均值。 1.286W/m 式6 2當(dāng)散熱器平均溫度為（9075）/2=82.5，室內(nèi)設(shè)計溫度分別為18、20、22時，10片散熱量分別為1379W、

7、1325W、1270W。因?yàn)楸竟こ虨榇怪笔酱?lián)上供下回系統(tǒng)，散熱器平均溫度上層要高于下層，散熱量同樣上層大于下層。在不考慮干管溫降的情況下，頂層入口為95，底層出口為70，各層散熱器的平均溫度是按負(fù)荷比例分配的。按負(fù)荷的分配計算立管上各層散熱器平均溫度后列于表6。對于多功能廳的水平串聯(lián)式管路(立管H10)，采用文獻(xiàn)3給出的計算表直接查出的每組散熱器中單片的散熱量進(jìn)行計算。- 3 -辦公樓采暖系統(tǒng)設(shè)計計算書表5辦公樓采暖負(fù)荷統(tǒng)計- 4 -辦公樓采暖系統(tǒng)設(shè)計計算書表6上供下回垂直串聯(lián)系統(tǒng)散熱器平均溫度計算表根據(jù)每個房間的熱負(fù)荷和室內(nèi)設(shè)計溫度，計算散熱器片數(shù)，結(jié)果列于表8。為簡化計算，如同一室多組散

8、熱器平均溫度不同，則取平均溫度進(jìn)行計算。由于資料給出的是散熱量的計算式，而不是傳熱系數(shù)K的計算式，所以將修正系數(shù)乘在散熱量上進(jìn)行計算。對應(yīng)的每組散熱器片數(shù)按下式計算： Qn=123 式7 q式中：Q一組散熱器的散熱量，W；q每片散熱器的散熱量，W；1散熱器組安裝片數(shù)修正系數(shù)；2散熱器連接形式修正系數(shù)，同側(cè)上供下回時取1；3散熱器安裝形式修正系數(shù)，根據(jù)前面敘述的安裝形式，應(yīng)取1.07。7 系統(tǒng)水力計算畫出系統(tǒng)圖，求出通過各管段的流量，對各管段進(jìn)行編號(圖2)，對整個系統(tǒng)進(jìn)行水力計算，以確定各段管徑，及最不利環(huán)路的壓力損失等。計算結(jié)果列于表9。計算步驟如下：1首先計算通過最遠(yuǎn)立管H1的環(huán)路，從而確

9、定出北側(cè)供水干管各個管段、立管H1、回水干管各管段的管徑及其壓力損失。本工程使用推薦的平均比摩阻60120Pa/m來確定管徑，根據(jù)流量和推薦的比摩阻，查文獻(xiàn)2提供的水力計算表，確定出管徑D和流速V。再根據(jù)管段長度相應(yīng)的計算出延程阻力損失。根據(jù)管路中的局部阻力構(gòu)件，計算出總的局部阻力系數(shù)。再根據(jù)算出的動壓計算出局部阻力損失。延程損失和局部損失構(gòu)成管段的總阻力損失。2同理計算通過南側(cè)最遠(yuǎn)立管H9的環(huán)路。1117管段與219管段實(shí)為并聯(lián)管路，計算完成后進(jìn)行不平衡率的效合，保證不平衡率小于5%。3計算出通過南側(cè)近處立管H7的環(huán)路。計算后發(fā)現(xiàn)不平衡率超過5%，則使用閥門調(diào)節(jié)，使管段18、18的局阻系數(shù)上

10、升到30時，平衡滿足要求。4通過立管H8的資用壓力為管段18的末端壓力減去管段12的末端壓力。確定立管H8上各管段管徑，計算后小于資用壓力，相差大于5%。同樣用閥門增大局阻進(jìn)行調(diào)節(jié)。5在計算通立管H10的回路時，由于散熱器中心的平均高度要低于其它立管，由于重力作用產(chǎn)生的壓力將低于其它立管，為了保證平衡度。資用壓力按其原來的2/3選取。6同理確定北側(cè)立管H6、H5、H4、H3、H2的各管段管徑。當(dāng)計算出的損失小于資用壓力5%時使用閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)計算出的損失大于資用壓力5%時放大管徑再進(jìn)行計算，直至符合壓力平衡要求為止。- 5 -辦公樓采暖系統(tǒng)設(shè)計計算書8 設(shè)備選型8.1水泵選型采暖熱水按供回水

11、溫差25計算，熱水流量約為3.012T/h，取1.1安全系數(shù)，熱水泵流量選擇3.32T/h。揚(yáng)程按下式計算：Pa 式8式中：hf、hd水系統(tǒng)總的沿程阻力和局部阻力損失，Pa； HP=hf+hd+hmhm設(shè)備阻力損失，Pa；本工程選擇的半集熱式盤管換熱器壓阻損失為20kPa，則Hp=9530.6+2000029530.6Pa。取1.1安全系數(shù)后，水泵揚(yáng)程選32483.7Pa，即3.18mH2O。選擇“格蘭富”立式管道泵，性能參數(shù)見廠家提供的選型計算書(附后)。水泵選擇一用一備的方式安裝。8.2膨脹水箱選型當(dāng)供回水溫度為95、70時，膨脹水箱的有效容積（即相當(dāng)于檢查管到溢流管之間的高度容積）按下式

12、計算3：V=0.034VC L 式9式中：VC系統(tǒng)內(nèi)的水容量，L。全樓總采暖負(fù)荷乘以1.1系數(shù)后約為92.1Kw，根據(jù)每種設(shè)備單位供熱量的水容量（表7）來確定系統(tǒng)中總的水容量。計算得系統(tǒng)內(nèi)水容量為1759L。則膨脹水箱有效容積為59.8L，約0.06m3 。選擇公稱容積為0.3 m3 的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格即能滿足要求。膨脹水箱構(gòu)造見國標(biāo)圖。表7供給每1kw熱量所需設(shè)備水容量(L)8.3換熱器選型全樓總采暖負(fù)荷乘以1.1系數(shù)后約為92.1Kw，熱水流量為3.3T/h。采用0.3Mpa（表壓）飽和蒸汽加熱。根據(jù)廠家樣本選用“熱高”SW1B05型半集熱式盤管汽水換熱器。額定供熱量和熱水流量分別為100Kw，3.5T/h。結(jié)構(gòu)參數(shù)為：總高度1600mm、換熱殼體高度737mm、直徑371mm，換熱面積2.32m2，自重250Kg。接管管徑為：冷熱水進(jìn)出口DN50，蒸汽入口、排污口DN50，冷凝水出口DN25。其它特征及配管方法見產(chǎn)品說明和設(shè)備間詳圖。9 參考文獻(xiàn)1 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GBJ1987） 北京：中國計劃