供熱工程課程設計-北京市某廠區(qū)宿舍樓采暖系統(tǒng)設計【全套圖紙】

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1、 燕 山 大 學 課 程 設 計 說 明 書 燕山大學 課 程 設 計 說 明 書 題目：北京市某廠區(qū)宿舍樓采暖系統(tǒng)設計 學院（系）： 建工學院建環(huán)系 年級專業(yè)： 建筑環(huán)境12-1班 學 號： 120107030014 學生姓名： 指導教師： 教師職稱： 副教授 燕山大學課程設計（論文）任務書 院（系）：建工學院 基層教學單位：建筑環(huán)境與設備工程專業(yè) 學 號 120107030014 學生姓名 專業(yè)

2、（班級） 12級建環(huán)一班 設計題目 北京市某工廠宿舍樓室內采暖系統(tǒng)設計 設 計 技 術 參 數(shù) 1、本工程為北京某工廠宿舍樓設計機械循環(huán)室內熱水采暖系統(tǒng)，熱源為小區(qū)熱水交換站； 2、建筑熱力引入口資用壓力為70kPa； 3、系統(tǒng)設計供回水溫度為：95℃/70℃； 4、建筑物周圍環(huán)境：市內、無遮擋； 設 計 要 求 采暖平面圖上應畫出熱源位置（或引入口）、室內管溝、干管、立管、散熱器、閥門、固定支架、箱罐的位置，注明管道立管編號，水平水管管徑，標出每組散熱器的片數(shù)。 系統(tǒng)圖應注明管道規(guī)格、坡度、管道標高、閥門、固定支架、箱罐的

3、位置、立管編號及每組散熱器的片數(shù)等。 設計說明書按設計內容依次編寫、逐頁編號。前面要有目錄，中間為設計計算內容，后面附參考文獻。 工 作 量 采暖平面圖的張數(shù)以能反映采暖系統(tǒng)的平面全貌為準。一般可畫底層、標準層及頂層三張采暖平面圖，分別表達出供、回水干管、立管及各樓層散熱器的情況。 如系統(tǒng)較大時，系統(tǒng)圖可分環(huán)路畫出，系統(tǒng)圖重疊部分可采用斷開畫法。 設計說明書應有包括方案確定、設計計算公式，設計簡圖等全部內容，計算結果可用表格形式。 工 作 計 劃 熱負荷計算：18學時 散熱器布置及選擇計算：12學時 管道水力計算：12學時 平面布置圖繪制：

4、12學時 系統(tǒng)圖繪制：8學時 設計說明書整理：10學時 參 考 資 料 1、采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范 2003中國建筑工業(yè)出版社 2、采暖通風設計手冊 陸耀慶主編 1987 中國建筑工業(yè)出版社 3、供熱工程 賀平、孫剛等編 1993年 中國建筑工業(yè)出版社 4、暖通空調制圖標準GBJ114-88 指導教師簽字 基層教學單位主任簽字 說明：此表一式四份，學生、指導教師、基層教學單位、系部各一份。 2014年 6月 7 日 目 錄 一、設計題目與原始條件…………………………………………1 二、方案設計……………

5、…………………………………………2 三、負荷計算………………………………………………………8 四、散熱器的選擇和計算…………………………………………8 五、水力計算………………………………………………………10 六、設計總結………………………………………………………11 七、計算附表………………………………………………………14 八、參考文獻………………………………………………………15 全套圖紙，加153893706 IV 北京市某工廠宿舍樓室內采暖系統(tǒng)設計 一 設計題目與原始條件 （一）設計題目 北京市某工廠

6、宿舍樓室內采暖系統(tǒng)設置 （二）原始條件 地點：北京市 土建資料:建筑物的平、立面圖 熱源：小區(qū)熱水交換站 資用壓力：70KPa 供回水溫度：95℃/70℃ 建筑物周圍環(huán)境：市內，無遮擋 （三）氣象資料 北京市氣象資料如表-1 表-1 太原地區(qū)氣象資料 臺站名稱 臺站信息 年平均溫度（℃） 供暖室外計算溫度（℃） 北緯 東經 海拔 統(tǒng)計年份 北京54511 39°48 116°28' 31.3 1971-2000

7、 12.3 -7.6 冬季最多風向 冬季室外最多風向的平均風速（m/s） 年最多風向 冬季最多風向的頻率（％） N 4.7 SW 12 冬季室外平均風速（m/s） 年最多風向的頻率（％） 冬季日照百分率（％） 極端最高溫度（℃） 2.6 10 64 41.9 冬季空氣調節(jié)室外計算溫度（℃） 累年最冷月平均溫度（℃） 累年最低日平均溫（℃） -9.9 -2.07 -12.46 各房間室內計算參數(shù)如表-2 表-2室內計算參數(shù) 用途 室內計算參數(shù)（℃） 宿舍 18 公共衛(wèi)生間 15 門廳、走廊 16

8、樓梯間 14 浴室 25 二 方案設計 本設計中，采暖系統(tǒng)與鍋爐房供水管網間接連接，供水溫度95℃，回水溫度70℃。室內熱水供暖系統(tǒng)，供回水方式采用上供下回，供水沿六層天棚布置，回水干管布置在室內地下管溝內。 三、采暖熱負荷計算 1、體形系數(shù)、窗墻比計算 窗墻比如表-3 表-3窗墻比 方向 窗墻比 北 0.267 東、西 0.050 南 0.326 體形系數(shù)0.309 2、傳熱系數(shù)計算 （1）墻體傳熱系數(shù)計算 1）外墻傳熱系數(shù)[1] 圍護結構的有關參數(shù)如表-4

9、 表-4外墻有關參數(shù) 圍護結構類型 墻體材料 厚度 （mm） 熱阻 傳熱系數(shù) 熱惰性指標 外墻 1、水泥砂漿2、200鋼筋混凝土剪力墻3、保溫材料4、水泥砂漿 1、20 2、200 3、50 4、20 2.18 0.46 3.14 內墻 空心磚 240 0.517 1.50 3.57 屋頂 1、混凝土壓頂板2、EPS擠型板、防水層3、水泥砂漿找平4、水泥砂漿找坡5、鋼筋混凝土6、水泥砂漿 1、30 2、60 3、20 4、100 5、120 6、25 2.24 0.42 3.53 大門 實體木質外門（雙層）

10、 —— —— 2.33 —— 陽臺落地門 帶玻璃的陽臺外門雙層（金屬框） —— —— 3.26 —— 外窗 木框（雙層） —— —— 2.68 —— 內門 實體木質外門（單層） —— —— 4.66 —— ①計算查表得熱惰性指標D： =3.14 由資料[2]得知，屬于第三類建筑。 ②計算冬季室外計算溫度[1] ③查得圍護結構換熱系數(shù)： 內表面換熱系數(shù) 外表面換熱系數(shù) ④計算加保溫板厚的外墻傳熱系數(shù): ⑤

11、計算外墻的最小熱阻： 其中的值如表-5 表-5室內空氣與圍護結構內表面之間的允許溫差(℃) 建筑物與房間類型 外墻 平屋頂和悶頂下頂棚 居住建筑 6 4 經比較，>,符合最小熱阻的要求。 ⑥驗證是否符合節(jié)能規(guī)范 北京地區(qū)各部分維護結構傳熱系數(shù)限制如表-6 表-6 北京地區(qū)采暖居住建筑各部分圍護結構傳熱系數(shù)限值[W/m2.K)] 采暖期 室外平 均溫度 (℃) 代表性 城市 屋頂 外墻 不采暖 樓梯間 窗戶 (含 陽臺 門上 部) 陽臺 門下 部門 芯板 外門 地板 地

12、面 體形 系數(shù) ≤0.3 體形 系數(shù) > 0.3 體形 系數(shù) ≤0.3 體形 系數(shù) > 0.3 隔墻 戶門 接觸 室外 空氣 地板 不采 暖地 下室 上部 地板 周邊 地面 非周 邊地 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，符合節(jié)能規(guī)范。 2） 內墻傳熱系數(shù)計算 內墻選用空心磚83孔方形傳熱系數(shù)為1.50，熱阻為0.517 （2）屋頂?shù)膫鳠嵯?/p>

13、數(shù)計算 ①計算查表得熱惰性指標D： =0.42 由資料[2]得知，屬于第四類建筑。 ②計算冬季室外計算溫度[1] ③查得圍護結構換熱系數(shù)： 內表面換熱系數(shù) 外表面換熱系數(shù) ④計算加保溫板厚的屋頂傳熱系數(shù): ⑤計算屋頂?shù)淖钚嶙瑁? 經比較，>,符合最小熱阻的要求。 ⑥驗證是否符合節(jié)能規(guī)范： 小于0.6，符合節(jié)能規(guī)范。 (3) 地面的傳熱負荷計算 非保溫地面的傳熱系數(shù)和熱阻如表-7 地帶

14、 第一地帶 2.15 0.47 第二地帶 4.30 0.23 第三地帶 8.60 0.12 第四地帶 14.2 0.07 男淋浴間地面的負荷計算: 長×寬=13.2×3.6，可以將它劃分到第二個地帶； 第一地帶面積為：13.2×2+3.6×2×2=40.8m2 傳熱負荷：40.8×0.47×（25-（-7.6））=625.14W 第二地帶面積為：9.2×1.6=14.72m2 傳熱負荷：14.72×0.23×（25-（-7.6））=110.37W 總計圍護結構傳熱系數(shù)如表-8 表-8 圍護結構傳熱系數(shù) 圍護結構名稱 傳熱

15、系數(shù)（W/( m·K)） 北外墻 0.45 南外墻 0.45 東外墻 0.45 西外墻 0.45 內墻 1.50 屋頂 0.42 門 內門 2.68 外門 2.33 陽臺落地門 3.26 外窗 2.68 （4）以122臥室為例，計算房間采暖熱負荷 122計算參數(shù)如表-9所示 表-9 122臥室耗熱量計算表 第 6 頁 共 15 頁 房間編號 房間名稱 圍護結構 傳熱系數(shù) 室內計算溫度 供暖室外計算溫度 室內外計算溫度差 溫差修正系數(shù) 基本耗熱量

16、 耗熱量修正 圍護結構耗熱量 冷風滲透耗熱量 冷風侵入耗熱量 房間總耗熱量 朝向 風向 修正后熱量 高度 名稱及方向 面積計算 面積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

17、寢室 南外墻 - 7.05 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 西內墻 - 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

18、25.6 0.7 86.63 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 房間總負荷 240 第 15 頁 共1 5 頁 （5）全部房間的熱負荷

19、 建筑物面積熱指標 建筑物體積熱指標 四、散熱器型號及片數(shù)的選擇 本建筑采用散熱器采暖 （1）散熱器型號選擇 如表-10 表-10 散熱器型號參數(shù) 型號 規(guī)格 單片主要尺寸 高度 寬度 長度 同側進出口中心距 SC(WS)TZY2-3-8(10)(450) 中 370 100 60 300 足 450 散熱面積 （片） 水容量 （1/片） 重量 （kg/片） 工作壓力 （Mpa） 傳熱系數(shù)K計算 (W/m2·℃) 0.112 0.45 2.9 0.8 10.50 3

20、.2 散熱器的入口溫度與出口溫度分別為95℃/70℃； （2）散熱器片數(shù)選擇 以104房間為例，計算散熱器片數(shù) 由計算得知，tpj=95℃,tn=70℃ 取則 片 ，， 經修正后，n=7片 其余散熱器片數(shù)見附表（3、4與5和2層的數(shù)量相同未列出）。 五、水力計算 水力計算圖如圖-1 圖-1 水力計算圖 （1）取位于立管Ⅲ的第二層散熱器及1-14管段為最不利環(huán)路，根據(jù)參考文獻[5]，可根據(jù)各管段熱負荷求出各管段流量，公式如下：

21、 式中，Q——管段的熱負荷，W； tg′——系統(tǒng)的設計供水溫度，℃； th′——系統(tǒng)的設計供水溫度，℃。 根據(jù)上式，得各管段流量，根據(jù)G和選用的經濟比摩阻Rmj值及文獻[2]，可得各管段管徑DN、比摩阻Rm、流速v值及壓力損失，見附錄-3。 （2）同理，進行次不利環(huán)路水力計算，即通過立管Ⅲ的三層散熱器所在的環(huán)路，即管段17、18、2~13，確定各管段的管徑DN、比摩阻Rm、流速v值及其壓力損失，見表17。 它和最不利環(huán)路的壓力損失不平衡率為： ，不滿足要求，所以用閥門調節(jié)。 （3）同理，進行立管Ⅲ的頂層散熱器所在環(huán)路水力計算，確定各管段的管徑DN、比摩

22、阻Rm、流速v值及其壓力損失，見附錄-3。 它和最不利環(huán)路的壓力損失不平衡率為： ，不滿足要求，所以用閥門調節(jié)。 （5）立管Ⅰ首層散熱器所在環(huán)路的平均比摩阻為 根據(jù)流量G和平均比摩阻Rmp值及文獻[2]，可得各管段管徑DN、比摩阻Rm、流速v值及其壓力損失，見附錄-3。 它和最不利環(huán)路的壓力損失不平衡率為： ，不滿足要求，所以用閥門調節(jié)。 該采暖系統(tǒng)作用壓力富裕率，所以在引入口安裝孔板節(jié)流閥。 6、 設計總結 為期兩周的課程設計很快就要結束了，這次的供熱課程設計讓我有了新的領悟。其中我認為最重要的是把所學的東西應用到實踐中去。如果不進行采暖課程

23、設計，水力計算將永遠不會徹底掌握，上課的時候聽老師將水力計算，只能略懂皮毛，所以說實驗是檢驗真理的唯一標準，只有通過實踐，才能將所學的知識融會貫通。 其次，我會更加細心、有條不紊的進行接下來的課程設計。在計算熱負荷的時候，過于追求速度，而忽略了質量，從而導致在接下來的計算中反復修改，得不償失，因此我懂得了細心的重要性。這之間同學間的互相討論問題，加深了雙方的理解，促進友誼，我認為課程設計也是一個溝通的良好平臺。我們應該好好利用它們盡量做到西區(qū)別人的優(yōu)點改正自己的缺點。最后我想說的是老師非常耐心地給我們講解，每當?shù)阶詈?，老師總是口干舌燥，但仍不耐其煩，通過這次課程設計，加深了我們與老師之間的

24、感情，也深化了我們的求知欲望。謝謝孫老師這兩周的悉心指導。 七、計算附表 附表-1 全部房間的熱負荷 房間號 房間名稱 負擔的熱負荷（W） 總熱負荷（W） 101 男淋浴間 2106 2106 102 男衛(wèi)生間 250 250 103、108 盥洗室 442 884 104、107 管理員室 493 986 105、106 四人宿舍 392 784 109 女衛(wèi)生間 271 271 110 女淋浴間 1792 1792 111 四人宿舍 232 232 112-121 四人宿舍 278 2780 122

25、四人宿舍 238 238 —— 門廳、走廊、樓梯間 5557 5557 201 男衛(wèi)生間 451 451 202-210 四人宿舍 290 2610 211 四人宿舍 267 267 212 女衛(wèi)生間 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、樓梯間 1024 1024 601 男衛(wèi)生間 631 631 602-610 四人宿舍 499 4491 611 四人宿舍

26、 493 493 612 女衛(wèi)生間 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、樓梯間 2374 2374 房間號 散熱器片數(shù) 房間號 散熱器片數(shù) 房間號 散熱器片數(shù) 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、10

27、7 7（6） 212 5 612 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） 門廳、走廊 14 門廳、走廊 32 122 3 門廳、走廊 76 附表-2 散熱器片數(shù) 附表-3 水力計算表 管段號 設計熱負荷 流量 管長 管徑 流速 比摩阻 摩擦阻力損失 局部阻力系數(shù) 局部阻力損失

28、 總阻力損失 Q M L DN v R RL ∑ζ Z ΔH W Kg/h m mm m/s Pa/m Pa Pa Pa 立管Ⅲ 第二層散熱器環(huán)路 總壓力損失 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 4 102

29、78 218.27 4 25 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

30、304.45 3.5 44.00 348.45 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

31、1.43 5.72 3 0.78 6.50 14 1024 52.84 4 25 0.04 1.38 5.52 3 0.78 6.30 立管Ⅲ 第三層散熱器環(huán)路 總壓力損失 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 第六層散熱器環(huán)路 總壓力損失 15 1187 40.83 4 25 0.04 1.4 5.6 0.5 0.78 6

32、.38 16 1699 58.45 4 25 0.04 1.51 6.04 3 0.78 6.82 立管Ⅰ 第一層散熱器環(huán)路 總壓力損失 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

33、.93 11.72 3 1.22 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 管段號 管道規(guī)格 90o煨彎 90o彎頭 截止閥 分流三通 合流三通 乙字彎 散熱器 集氣罐 分流四通 ∑ζ 1 25 0 1 1 1 0 0 1 0

34、 0 6 2 25 1 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

35、 0 0 0 4.5 10 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

36、 0 1 0 0 0 0 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

37、 0 1 0 0 0 0 0 1 3.5 八、參考文獻 李岱森 主編.簡明供熱設計手冊.中國建筑工業(yè)出版社，1999，571，126，135 民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范 陸耀慶 主編.實用供熱空調設計手冊（第二版）.中國建筑工業(yè)出版社，2008， 231，264 中華人民共和國建設部 主編.民用建筑節(jié)能設計標準.中國建筑工業(yè)出版社，2005，4.2.1 付祥釗、肖益民 主編.流體輸配管網（第三版）.中國建筑工業(yè)出版社，2011，85 路亞俊 主編 暖通空調 （第二版） 中國建筑工業(yè)出版社