供热工程课程设计北京市某厂区宿舍楼采暖系统设计【全套图纸】

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1、 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 燕山大学 课 程 设 计 说 明 书 题目：北京市某厂区宿舍楼采暖系统设计 学院（系）： 建工学院建环系 年级专业： 建筑环境12-1班 学 号： 120107030014 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 副教授 燕山大学课程设计（论文）任务书 院（系）：建工学院 基层教学单位：建筑环境与设备工程专业 学 号 120107030014 学生姓名 专业

2、（班级） 12级建环一班 设计题目 北京市某工厂宿舍楼室内采暖系统设计 设 计 技 术 参 数 1、本工程为北京某工厂宿舍楼设计机械循环室内热水采暖系统，热源为小区热水交换站； 2、建筑热力引入口资用压力为70kPa； 3、系统设计供回水温度为：95℃/70℃； 4、建筑物周围环境：市内、无遮挡； 设 计 要 求 采暖平面图上应画出热源位置（或引入口）、室内管沟、干管、立管、散热器、阀门、固定支架、箱罐的位置，注明管道立管编号，水平水管管径，标出每组散热器的片数。 系统图应注明管道规格、坡度、管道标高、阀门、固定支架、箱罐的

3、位置、立管编号及每组散热器的片数等。 设计说明书按设计内容依次编写、逐页编号。前面要有目录，中间为设计计算内容，后面附参考文献。 工 作 量 采暖平面图的张数以能反映采暖系统的平面全貌为准。一般可画底层、标准层及顶层三张采暖平面图，分别表达出供、回水干管、立管及各楼层散热器的情况。 如系统较大时，系统图可分环路画出，系统图重叠部分可采用断开画法。 设计说明书应有包括方案确定、设计计算公式，设计简图等全部内容，计算结果可用表格形式。 工 作 计 划 热负荷计算：18学时 散热器布置及选择计算：12学时 管道水力计算：12学时 平面布置图绘制：

4、12学时 系统图绘制：8学时 设计说明书整理：10学时 参 考 资 料 1、采暖通风与空气调节设计规范 2003中国建筑工业出版社 2、采暖通风设计手册 陆耀庆主编 1987 中国建筑工业出版社 3、供热工程 贺平、孙刚等编 1993年 中国建筑工业出版社 4、暖通空调制图标准GBJ114-88 指导教师签字 基层教学单位主任签字 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 2014年 6月 7 日 目 录 一、设计题目与原始条件…………………………………………1 二、方案设计……………

5、…………………………………………2 三、负荷计算………………………………………………………8 四、散热器的选择和计算…………………………………………8 五、水力计算………………………………………………………10 六、设计总结………………………………………………………11 七、计算附表………………………………………………………14 八、参考文献………………………………………………………15 全套图纸，加153893706 IV 北京市某工厂宿舍楼室内采暖系统设计 一 设计题目与原始条件 （一）设计题目 北京市某工厂

6、宿舍楼室内采暖系统设置 （二）原始条件 地点：北京市 土建资料:建筑物的平、立面图 热源：小区热水交换站 资用压力：70KPa 供回水温度：95℃/70℃ 建筑物周围环境：市内，无遮挡 （三）气象资料 北京市气象资料如表-1 表-1 太原地区气象资料 台站名称 台站信息 年平均温度（℃） 供暖室外计算温度（℃） 北纬 东经 海拔 统计年份 北京54511 3948 11628 31.3 1971-2000

7、12.3 -7.6 冬季最多风向 冬季室外最多风向的平均风速（m/s） 年最多风向 冬季最多风向的频率（％） N 4.7 SW 12 冬季室外平均风速（m/s） 年最多风向的频率（％） 冬季日照百分率（％） 极端最高温度（℃） 2.6 10 64 41.9 冬季空气调节室外计算温度（℃） 累年最冷月平均温度（℃） 累年最低日平均温（℃） -9.9 -2.07 -12.46 各房间室内计算参数如表-2 表-2室内计算参数 用途 室内计算参数（℃） 宿舍 18 公共卫生间 15 门厅、走廊 16 楼梯间

8、 14 浴室 25 二 方案设计 本设计中，采暖系统与锅炉房供水管网间接连接，供水温度95℃，回水温度70℃。室内热水供暖系统，供回水方式采用上供下回，供水沿六层天棚布置，回水干管布置在室内地下管沟内。 三、采暖热负荷计算 1、体形系数、窗墙比计算 窗墙比如表-3 表-3窗墙比 方向 窗墙比 北 0.267 东、西 0.050 南 0.326 体形系数0.309 2、传热系数计算 （1）墙体传热系数计算 1）外墙传热系数[1] 围护结构的有关参数如表-4

9、 表-4外墙有关参数 围护结构类型 墙体材料 厚度 （mm） 热阻 传热系数 热惰性指标 外墙 1、水泥砂浆2、200钢筋混凝土剪力墙3、保温材料4、水泥砂浆 1、20 2、200 3、50 4、20 2.18 0.46 3.14 内墙 空心砖 240 0.517 1.50 3.57 屋顶 1、混凝土压顶板2、EPS挤型板、防水层3、水泥砂浆找平4、水泥砂浆找坡5、钢筋混凝土6、水泥砂浆 1、30 2、60 3、20 4、100 5、120 6、25 2.24 0.42 3.53 大门 实体木质外门（双层） ——

10、 —— 2.33 —— 阳台落地门 带玻璃的阳台外门双层（金属框） —— —— 3.26 —— 外窗 木框（双层） —— —— 2.68 —— 内门 实体木质外门（单层） —— —— 4.66 —— ①计算查表得热惰性指标D： =3.14 由资料[2]得知，属于第三类建筑。 ②计算冬季室外计算温度[1] ③查得围护结构换热系数： 内表面换热系数 外表面换热系数 ④计算加保温板厚的外墙传热系数: ⑤计算外

11、墙的最小热阻： 其中的值如表-5 表-5室内空气与围护结构内表面之间的允许温差(℃) 建筑物与房间类型 外墙 平屋顶和闷顶下顶棚 居住建筑 6 4 经比较，>,符合最小热阻的要求。 ⑥验证是否符合节能规范 北京地区各部分维护结构传热系数限制如表-6 表-6 北京地区采暖居住建筑各部分围护结构传热系数限值[W/m2.K)] 采暖期 室外平 均温度 (℃) 代表性 城市 屋顶 外墙 不采暖 楼梯间 窗户 (含 阳台 门上 部) 阳台 门下 部门 芯板 外门 地板 地面

12、体形 系数 ≤0.3 体形 系数 > 0.3 体形 系数 ≤0.3 体形 系数 > 0.3 隔墙 户门 接触 室外 空气 地板 不采 暖地 下室 上部 地板 周边 地面 非周 边地 面 -1.1~ -2.0 北京 0.80 0.60 0.90 0.55 1.83 2.00 3.70 1.7 / 0.50 0.55 0.52 0.30 小于，符合节能规范。 2） 内墙传热系数计算 内墙选用空心砖83孔方形传热系数为1.50，热阻为0.517 （2）屋顶的传热系数计算

13、 ①计算查表得热惰性指标D： =0.42 由资料[2]得知，属于第四类建筑。 ②计算冬季室外计算温度[1] ③查得围护结构换热系数： 内表面换热系数 外表面换热系数 ④计算加保温板厚的屋顶传热系数: ⑤计算屋顶的最小热阻： 经比较，>,符合最小热阻的要求。 ⑥验证是否符合节能规范： 小于0.6，符合节能规范。 (3) 地面的传热负荷计算 非保温地面的传热系数和热阻如表-7 地带

14、 第一地带 2.15 0.47 第二地带 4.30 0.23 第三地带 8.60 0.12 第四地带 14.2 0.07 男淋浴间地面的负荷计算: 长宽=13.23.6，可以将它划分到第二个地带； 第一地带面积为：13.22+3.622=40.8m2 传热负荷：40.80.47（25-（-7.6））=625.14W 第二地带面积为：9.21.6=14.72m2 传热负荷：14.720.23（25-（-7.6））=110.37W 总计围护结构传热系数如表-8 表-8 围护结构传热系数 围护结构名称 传热系数（W/( mK)）

15、北外墙 0.45 南外墙 0.45 东外墙 0.45 西外墙 0.45 内墙 1.50 屋顶 0.42 门 内门 2.68 外门 2.33 阳台落地门 3.26 外窗 2.68 （4）以122卧室为例，计算房间采暖热负荷 122计算参数如表-9所示 表-9 122卧室耗热量计算表 第 6 页 共 15 页 房间编号 房间名称 围护结构 传热系数 室内计算温度 供暖室外计算温度 室内外计算温度差 温差修正系数 基本耗热量 耗热量修正 围护结构耗热

16、量 冷风渗透耗热量 冷风侵入耗热量 房间总耗热量 朝向 风向 修正后热量 高度 名称及方向 面积计算 面积M2 K tn tw tn-tw a Q1l’ Xch Xf 1+Xch+Xf Q Xg Q1’ Q2’ Q3’ Q’ W/m2℃ ℃ ℃ ℃ W % % % W % W W W W 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 122 宿 舍寝室 南外墙 - 7.0

17、5 0.45 18 -7.6 25.6 0.7 81.22 -0.2 0 0.8 65.0 0 93.4 0 0 65.0 南外窗 - 3.75 2.68 18 -7.6 25.6 0.7 257.28 -0.2 0 0.8 205.8 0 295.9 0 0 205.9 西内墙 - 16.2 1.50 18 25 -7 1 -170.1 0 0 1 -170.1 0 -170.1 0 0 -170.1 地面1 - 7.2 0.47 18 -7.6 25.6 0.7 86.6

18、3 0 0 1 86.6 0 86.6 0 0 86.6 地面2 - 7.2 0.23 18 -7.6 25.6 0.7 42.39 0 0 1 42.4 0 42.4 0 0 42.4 地面3 - 5.04 0.12 18 -7.6 25.6 0.7 15.48 0 0 1 15.5 0 15.5 0 0 15.5 房间总负荷 240 第 15 页 共1 5 页 （5）全部房间的热负荷 建筑物面积热指标

19、 建筑物体积热指标 四、散热器型号及片数的选择 本建筑采用散热器采暖 （1）散热器型号选择 如表-10 表-10 散热器型号参数 型号 规格 单片主要尺寸 高度 宽度 长度 同侧进出口中心距 SC(WS)TZY2-3-8(10)(450) 中 370 100 60 300 足 450 散热面积 （片） 水容量 （1/片） 重量 （kg/片） 工作压力 （Mpa） 传热系数K计算 (W/m2℃) 0.112 0.45 2.9 0.8 10.50 3.2 散热器的入口温度与出

20、口温度分别为95℃/70℃； （2）散热器片数选择 以104房间为例，计算散热器片数 由计算得知，tpj=95℃,tn=70℃ 取则 片 ，， 经修正后，n=7片 其余散热器片数见附表（3、4与5和2层的数量相同未列出）。 五、水力计算 水力计算图如图-1 图-1 水力计算图 （1）取位于立管Ⅲ的第二层散热器及1-14管段为最不利环路，根据参考文献[5]，可根据各管段热负荷求出各管段流量，公式如下： 式中，Q——管段的热负

21、荷，W； tg′——系统的设计供水温度，℃； th′——系统的设计供水温度，℃。 根据上式，得各管段流量，根据G和选用的经济比摩阻Rmj值及文献[2]，可得各管段管径DN、比摩阻Rm、流速v值及压力损失，见附录-3。 （2）同理，进行次不利环路水力计算，即通过立管Ⅲ的三层散热器所在的环路，即管段17、18、2~13，确定各管段的管径DN、比摩阻Rm、流速v值及其压力损失，见表17。 它和最不利环路的压力损失不平衡率为： ，不满足要求，所以用阀门调节。 （3）同理，进行立管Ⅲ的顶层散热器所在环路水力计算，确定各管段的管径DN、比摩阻Rm、流速v值及其压力损失，见

22、附录-3。 它和最不利环路的压力损失不平衡率为： ，不满足要求，所以用阀门调节。 （5）立管Ⅰ首层散热器所在环路的平均比摩阻为 根据流量G和平均比摩阻Rmp值及文献[2]，可得各管段管径DN、比摩阻Rm、流速v值及其压力损失，见附录-3。 它和最不利环路的压力损失不平衡率为： ，不满足要求，所以用阀门调节。 该采暖系统作用压力富裕率，所以在引入口安装孔板节流阀。 6、 设计总结 为期两周的课程设计很快就要结束了，这次的供热课程设计让我有了新的领悟。其中我认为最重要的是把所学的东西应用到实践中去。如果不进行采暖课程设计，水力计算将永远不会彻底掌握

23、，上课的时候听老师将水力计算，只能略懂皮毛，所以说实验是检验真理的唯一标准，只有通过实践，才能将所学的知识融会贯通。 其次，我会更加细心、有条不紊的进行接下来的课程设计。在计算热负荷的时候，过于追求速度，而忽略了质量，从而导致在接下来的计算中反复修改，得不偿失，因此我懂得了细心的重要性。这之间同学间的互相讨论问题，加深了双方的理解，促进友谊，我认为课程设计也是一个沟通的良好平台。我们应该好好利用它们尽量做到西区别人的优点改正自己的缺点。最后我想说的是老师非常耐心地给我们讲解，每当到最后，老师总是口干舌燥，但仍不耐其烦，通过这次课程设计，加深了我们与老师之间的感情，也深化了我们的求知欲望。谢

24、谢孙老师这两周的悉心指导。 七、计算附表 附表-1 全部房间的热负荷 房间号 房间名称 负担的热负荷（W） 总热负荷（W） 101 男淋浴间 2106 2106 102 男卫生间 250 250 103、108 盥洗室 442 884 104、107 管理员室 493 986 105、106 四人宿舍 392 784 109 女卫生间 271 271 110 女淋浴间 1792 1792 111 四人宿舍 232 232 112-121 四人宿舍 278 2780 122 四人宿舍 238 238

25、—— 门厅、走廊、楼梯间 5557 5557 201 男卫生间 451 451 202-210 四人宿舍 290 2610 211 四人宿舍 267 267 212 女卫生间 408 408 213 盥洗室 368 368 214 四人宿舍 238 238 215-225 四人宿舍 221 2431 226 盥洗室 360 360 —— 走廊、楼梯间 1024 1024 601 男卫生间 631 631 602-610 四人宿舍 499 4491 611 四人宿舍 493 493

26、 612 女卫生间 582 582 613 盥洗室 560 560 614 四人宿舍 430 430 615-625 四人宿舍 430 4730 626 盥洗室 534 534 —— 走廊、楼梯间 2374 2374 房间号 散热器片数 房间号 散热器片数 房间号 散热器片数 101 30 201 6 601 8（9） 102 3 202-210 4 602-610 7（6） 103、108 6 211 3（4） 611 7（6） 104、107 7（6） 212 5

27、 612 8 105、106 5 213 5（6） 613 7（8） 109 4（3） 214 3 614 6 110 32 215-225 3 615-625 6 111 3 226 4(5) 626 7 112-121 4（3） 门厅、走廊 14 门厅、走廊 32 122 3 门厅、走廊 76 附表-2 散热器片数 附表-3 水力计算表 管段号 设计热负荷 流量 管长 管径 流速 比摩阻 摩擦阻力损失 局部阻力系数 局部阻力损失 总阻力损失 Q M L

28、 DN v R RL ∑ζ Z ΔH W Kg/h m mm m/s Pa/m Pa Pa Pa 立管Ⅲ 第二层散热器环路 总压力损失 1 512 3.00 4 25 0.04 1.33 5.32 6 0.78 6.10 2 3235 17.61 8 25 0.05 2.66 21.28 2.5 1.22 22.50 3 6345 111.28 8 25 0.11 9.29 74.32 0 5.92 80.24 4 10278 218.27 4 2

29、5 0.15 16.48 65.92 4.5 11.00 76.92 5 16867.5 353.56 8 25 0.3 60.89 487.12 3.5 44.00 531.12 6 29369.5 580.24 2.5 32 0.28 38.2 95.5 0.5 38.33 133.83 7 29369.5 1010.31 27 32 0.28 38.2 1031.4 1 38.33 1069.73 8 16867.5 1010.31 5 25 0.3 60.89 304.45 3.5 44.

30、00 348.45 9 10278 580.24 4 25 0.15 16.48 65.92 4.5 11.00 76.92 10 6345 353.56 8 25 0.11 9.29 74.32 3 5.92 80.24 11 3235 218.27 8 25 0.05 2.66 21.28 5 1.22 22.50 12 2048 111.28 4 25 0.04 1.49 5.96 3 0.78 6.74 13 1536 70.45 4 25 0.04 1.43 5.72 3 0

31、.78 6.50 14 1024 52.84 4 25 0.04 1.38 5.52 3 0.78 6.30 立管Ⅲ 第三层散热器环路 总压力损失 17 2211 76.06 4 25 0.04 1.56 6.24 3 0.78 7.02 18 2723 93.67 4 25 0.04 1.89 7.56 3 0.78 8.34 立管Ⅲ 第六层散热器环路 总压力损失 15 1187 40.83 4 25 0.04 1.4 5.6 0.5 0.78 6.38 16 1699 5

32、8.45 4 25 0.04 1.51 6.04 3 0.78 6.82 立管Ⅰ 第一层散热器环路 总压力损失 24 3933 135.30 3.5 20 0.11 12.58 44.03 3.5 5.92 49.95 25 2941 101.17 4 20 0.08 7.29 29.16 3 3.13 32.29 26 2384 82.01 4 20 0.07 5.1 20.4 3 2.40 22.80 27 1827 62.85 4 20 0.05 2.93 11.72 3 1

33、.22 12.94 28 1270 43.69 4 20 0.04 1.33 5.32 3 0.78 6.10 29 713 24.53 4 20 0.04 1.33 5.32 3 0.78 6.10 30 3933 135.30 1 20 0.11 12.58 12.58 3.5 5.92 18.50 管段号 管道规格 90煨弯 90弯头 截止阀 分流三通 合流三通 乙字弯 散热器 集气罐 分流四通 ∑ζ 1 25 0 1 1 1 0 0 1 0 0 6 2 25 1

34、3 1 0 0 0 0 0 0 2.5 3 25 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 25 0 2 1 0 1 0 0 0 0 4.5 5 25 0 1 0 0 1 0 0 0 0 3.5 6 32 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0.5 7 32 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 8 25 0 0 1 1 0 0 0 0 0 3.5 9 25 0 2 1 1 0 0 0 0 0 4.5 10

35、 25 0 0 0 1 0 0 0 0 0 3 11 25 0 1 1 1 0 0 0 1 0 5 12 25 0 0 0 1 0 0 0 0 0 3 13 25 0 0 0 1 0 0 0 0 0 3 14 25 0 0 0 1 0 0 0 0 0 3 15 25 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0.5 16 25 0 0 0 0 1 0 0 0 0 3 17 25 0 0 0 0 1 0 0 0 0

36、 3 18 25 0 0 0 0 1 0 0 0 0 3 24 20 0 0 1 1 0 0 0 0 0 3.5 25 20 0 0 0 0 0 0 0 0 1 3 26 20 0 0 0 0 0 0 0 0 1 3 27 20 0 0 0 0 0 0 0 0 1 3 28 20 0 0 0 0 0 0 0 0 1 3 29 20 0 0 0 0 0 0 0 0 1 3 30 20 0 0 1 0 0 0 0 0 1 3.5 八、参考文献 李岱森 主编.简明供热设计手册.中国建筑工业出版社，1999，571，126，135 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 陆耀庆 主编.实用供热空调设计手册（第二版）.中国建筑工业出版社，2008， 231，264 中华人民共和国建设部 主编.民用建筑节能设计标准.中国建筑工业出版社，2005，4.2.1 付祥钊、肖益民 主编.流体输配管网（第三版）.中国建筑工业出版社，2011，85 路亚俊 主编 暖通空调 （第二版） 中国建筑工业出版社