1、河北建筑工程学院课程设计计算说明书课程名称： 室内采暖 系： 能源与环境工程学院专 业： 给水排水工程 班 级： 水 122 学 号： 2012306221 学生姓名： 郭俊涛 指导教师： 马宏雷 职 称： 副教授 2012年 12月 24日目录一 室外参数二 热负荷计算及其依据三 散热器四 管道的布置五 管道的水利计算六 参考资料一.室外参数采暖计算温度 空调计算温度 冬季平均风速 m/s 相对湿度% 大气压(Pa)-6.2 -8.8 1.8 55% 101720二热负荷计算依据1.通过围护结构的基本耗热量计算公式Qj = aFK(tn - twn)Qj 基本耗热量,WK 传热系数,W/()
2、F 计算传热面积,tn 冬季室内设计温度,twn 采暖室外计算温度, 温差修正系数2.附加耗热量计算公式Q = Qj(1 + ch + f + lang ) (1 + fg) (1 + jan)Q 考虑各项附加后，某围护的耗热量,WQj 某围护的基本耗热量,W ch 朝向修正 f 风力修正 lang 两面外墙修正 fg 房高附加 jan 间歇附加率3.冷风渗透计算Q = 0.28CPpwnV(tn - twn)Q 通过门窗冷风渗透耗热量，WCp 干空气的定压质量比热容=1.0056kJ/(kg)pwn 采暖室外计算温度下的空气密度，kg/m 3V 渗透冷空气量，m 3/htn 冬季室内设计温度
3、，twn 采暖室外计算温度，（1）通过门窗缝隙的冷风渗透耗热量计算V = L0l1mbL0 在基准高度单纯风压作用下，不考虑朝向修正和内部隔断的情况时,每米门窗缝隙的理论渗透冷空气量，m 3/(mh)L0 = a1 (pwn v02/2)ba1外门窗缝隙渗风系数，m3/(mhPab)当无实测数据时，可根据建筑外窗空气渗透性能分级标准采用v0基准高度冬季室外最多方向的平均风速，m/sl1 外门窗缝隙长度，应分别按各朝向计算，mb 门窗缝隙渗风指数，b 0.560.78。当无实测数据时，可取 b=0.67m 风压与热压共同作用下，考虑建筑体型、内部隔断和空气流通因素后，不同朝向、不同高度的门窗冷风
4、渗透压差综合修正系数m = CrCf(n1/b + C)chCr热压系数Cf风压差系数，当无实测数据时，可取 0.7n渗透冷空气量的朝向修正系数Ch高度修正系数ch = 0.3h0.4h计算门窗的中心线标高C作用于门窗上的有效热压差与有效风压差之比，按下式计算：C = 70 (hz - h) / (cfv02h0.4) (tn- twn) / (273 + tn)hz单纯热压作用下，建筑物中和界标高（m），可取建筑物总高度的二分之一tn建筑物内形成热压作用的竖井计算温度（楼梯间温度），（2）忽略热压及室外风速沿房高的递增，只计入风压作用时的渗风量V = (lLn) l 房间某朝向上的可开启门、
5、窗缝隙的长度，mL 每米门窗缝隙的渗风量，m 3/(mh)，见表 5.1-7（详见实用供热空调设计手册）n 渗风量的朝向修正系数，见表 5.1-8（详见实用供热空调设计手册）（3）换气次数法L = KVf L 房间冷风渗透量，m 3/hK 换气次数，1/h,见表 5.1-13（详见实用供热空调设计手册）Vf 房间净体积，m 3（4）百分比法计算冷风渗透耗热量Q = QonQ 通过外门窗冷风渗透耗热量，WQo 围护结构总耗热量，Wn 渗透耗热量占围护结构总耗热量的百分率，%4.外门开启冲入冷风耗热量计算公式Q = Qj kqQ 通过外门冷风侵入耗热量，WQj 某围护的基本耗热量，W kq 外门开
6、启外门开启冲入冷风耗热量附加率三 散热器考虑到散热器耐用性和经济性，本工程选用铸铁柱型散热器。结合室内负荷，选择铸铁 M132 散热器。结合室内负荷，散热片主要参数如下，散热面积0.24m2，水容量 1.32L/片，重量 7Kg/片，工作压力 0.5MPa。多数散热器安装在窗台下的墙龛内，距窗台底 80mm，表面喷银粉。1、散热器的计算本设计采用 M-132 型散热器。(1)、散热器散热面积的计算散热面积的计算可按供热手册的计算公式进行计算。散热器内热媒平均温度 t 的确定。本设计在计算时，不考虑管道散热引起的温降。对于双管热水供暖系统，为系统计算供、回水温度之和的一半，而且对所有散热器都相同
7、。(2)、散热器片数的计算散热器片数的计算可按下列步骤进行：1) 利用散热器散热面积公式求出房间内所需总散热面积 (由于每组片未定，故先按 1 计算)；2) 得出所需散热器总片数或总长度 H；3) 确定房间内散热器的组数 m；4) 将总片数 n 分成 m 组，得出每组片数 n，若均分则 n=nm( 片组) ；5) 对每组片数 n进行片数修正，乘以 b，即得到修正后的每组散热器片数，可根据下述原则进行取舍；6) 对柱型及长翼型散热器，散热面积的减少不得超过 0.1 ；2m7) 对圆翼型散热器散热面积的减少不得超过计算面积的 10。2、散热器数量的计算确定了供暖设计热负荷、供暖系统的形式和散热器的
8、类型后，就可进行散热器的计算，确定供暖房间所需散热器的面积和片数。3、散热器的散热供暖房间的散热器向房间供应热量以补偿房间的热损失，根据热平衡原理，散热器的散热量应等于房间的供暖设计热负荷。散热器散热面积的计算公式为：F=Q /K( - ) 123pjtn式中： 散热器的散热面积（m） ；F散热器的散热量（ W） ；Q散热器的传热系数W/(m)；K散热器内热媒平均温度（） ；pjt供暖室内计算温度（） ；n散热器组装片数修正系数；1散热器连接形式修正系数；2散热器安装形式修 正系数；3片数修正系统的范围乘以 对应的值，其范围如下：1片数修正系数每组片数 2010.95 1 1.05 1.1另外
9、，还规定了每组散热器片数的最大值，对此系统的 M-132 型散热器每组片数不超过 20 片。1、 散热器的传热系数 K 2、 散热器的传热系数 表示当散热器内热媒平均温度 tpj 与室内空气温度 tn 的差为 1时，每平方米散热面积单位时间放出的热量，单位为 W/（m） 。选用散热器时希望散热器的传热系数越大越好。通过实验方法可得到散热器传热系数公式为()bnpjKat式中： 在实验条件下，散热器的传热系数， ；K2/()WmC由实验确定的系数，取决于散热器的类型和安装方式；a、 b从上式可以看出散热器内热媒平均温度与室内空气温差 越大，散热器的nt传热系数 K 值就越大，传热量就越多。2、散
10、热器内热媒平均温度 1pt散热器内热媒平均温度 应根据热媒种类（热水或蒸汽）和系统形式确定。j1）热水供暖系统 tpj= （t j-tc）/2 式中： 散热器内热媒平均温度（ ） ；pjt散热器的进水温度（） ；散热器的出水温度（） ；ct对于单管热水供暖系统，各组散热器是串联关系，所以各组散热器的进出口水温不同，应用以下公式计算：式中： = ( + )/2mtoutin散热器内热媒平均温度（） ；散热器的进水温度（） ；int散热器的出水温度（） ；ou4、散热器的布置布置散热器应注意以下规定l、散热器宜安装在外墙窗台下，这样能迅速加热室外渗入的冷空气，阻挡沿外墙下降的冷气流，改善外窗对人体
11、冷辐射的影响，使室温均匀。当安装或布置管道有困难时，也可靠内墙安装。如设在窗台下时，医院、托幼、学校、老弱病残者住宅中，散热器的长度不应小于窗宽度的 75；商店橱窗下的散热器应按窗的全长布置，内部装修要求较高的民用建筑可暗装。2、为防止冻裂散热器，两道外门之间，不准设置散热器。在陋习建或其它有冻结危险的场合，应由单独的立，支管供热，且不得装设调解阀。3、散热器在布置时，不能与室内卫生设备、工艺设备、电气设备冲突。暖气壁龛应比散热器的实际宽度多 350400 毫米。台下的高度应能满足散热器的安装要求，非置地式散热器顶部离窗台板下面高度应50 毫米，底部距地面不小于 60mm，通常为 150mm
12、毫米，背部与墙面净距不小于 25mm。4、在垂直单管或双管供暖系统中，同一房间的两组散热器可以串联连接；贮藏室、盥洗室、厕所和厨房等辅助用室及走廊的散热器，可同临室串联连接。5、公共建筑楼梯间的散热器，宜分配在底层或按一定比例分配在下部各层，住宅楼梯间一般可不设置散热器。把散热器布置在楼梯间的底层，可以利用热压作用，使加热了的空气自行上到楼梯间的上部补偿其耗热量。6、在楼梯间布置散热器时，考虑楼梯间热流上升的特点，应尽量布置在底层。住宅建筑分户计量的散热器选用与布置还应注意：（1）安装热量表和恒温阀的热水采暖系统宜选用铜铝或钢铝复合型、铝制或钢制内防腐型、钢管型等非铸铁类散热器，必须采用铸铁散
13、热器时，应选用内腔无黏砂型铸铁散热器；（2）采用热分配表计量时，所选用的散热器应具备安装热表的条件；（3）采用分户热源或供暖热媒水水质有保证时，可选用铝制或钢制管形、板式等各种散热器；（4）散热器的布置应确保室内温度分布均匀，并应可能缩短户内管道的产度；（5）散热器罩会影响散热器的散热量和恒温阀及配表的工作，安装在装饰罩内的恒温阀必须采用外置传感器，传感器应设在能正确反映房间温度的位置。四、管道的布置1、干管的布置供回水干管设置在管道井中，每个用户都从干管上接出一个支管，而形成各自的独立环路以便于分户计量。2、支管的布置本设计入户的支管均设置在户内垫层内，垫层的厚度不应小于 50mm,本系统散
14、热器支管的布置形式有供、回水支管同侧连接和供、回水支管异侧连接两种形式，且支管均保证为 0.01 的坡度，以便于排出散热器内积存的空气，便于散热。3、管道支架的安装管道支架的安装，应符合下列的规定：位置应准确，埋设应平整牢固；与管道接触应紧密，固定应牢靠，对活动支架应采用 U 形卡环。支架的数量和位置可根据设计要求确定，若设计上无具体要求时，可按下表的规定执行：表 3-5 支架间距的选择公称直径mm 15 20 25 32 40 50 70 80 100 125 150 200 250 300保温管 1.5 2 2 2.5 3 3 4 4 4.5 5 6 7 8 8.5支架的最大间距不保温管
15、2.5 3 3.5 4 4.5 5 6 6 6.5 7 8 9.5 11 12五 管道的水利计算1、绘制系统图根据暖气片组装片数的最大值将其分为几组后，确定总的立管数，绘制系统图，标明各段干管的负荷数，以及每组暖气片的片数和负荷数，并对各个管段进行标注（见系统图） 。2、供暖系统水力计算的任务在满足热负荷所要求的热媒流量条件下，确定系统的管段管径，以及系统的压力损失。水利计算应具备的条件是，必须首先确定供暖系统的设备及管道布置，已知系统各管段的热负荷及管段的长度。（1）按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力(压头)。确定各管段的管径；（2）按已知系统各管段的流量和各管段的管径，确定系统所必
16、需的循环作用压力(压头 )；（3）按已知系统各管段的管径和该管段的允许压降，确定通过该管段的水流量。室内热水供暖管路系统是由许多串联或并联管段组成的管路系统。管路的水力计算从系统的最不利环路开始，也即从允许的比摩阻最小的一个环路开始计算。由 n 个串联管段组成的最不利环路，它的总压力损失为 n 个串联管段压力损失的总和。热水供暖系统的循环作用压力的大小，取决于：机械循环提供的作用压力，水在散热器内冷却所产生的作用压力和水在循环环路中困管路散热产生的附加作用压力。各种供暖系统型式的总循环作用压力的计算原则和方法。进行水力计算时，可以预先求出最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻Rpj，即Rpj=
17、(a P) / L （4-1）式中: P 最不利循环环路或分支环路的循环作用压力，Pa；L最不利循环环路或分支环路的管路总长度， m；a 沿程损失约占总压力损失的估计百分数。根据式中算出的及环路中各管段的流量利用水力计算图表，可选出最接近的管径并求出最不利循环环路或分支环路中各管段的实际压力损失和整个环路的总压力损失值。 当系统的最不利循环环路的水力计算完成后，即可进行其它分支循环环路的水力计算。 暖通规范规定，热水供暖系统最不利循环环路与各并联环路之间(不包括共同管段) 的计算压力损失相对差额，不应大于15。在实际设计过程中，为了平衡各并联环路的压力损失，往往需要提高近循环环路分支管段的比摩
18、阻和流速。但流速过大会使管道产生噪声。目前， 暖通规范规定最大允许的水流速不应大于下列数值：民用建筑 1.2m/s生产厂房的辅助建筑物 2m/s， 整个热水供暖系统总的计算压力损失，宜增加 10附加值，以此确定系绕必需的循环作用压力。3、确定最不利环路水力计算方法本设计的计算过程是同程式单管热水供暖系统管路的水力计算过程，在整个系统中每一个户内环路构成一个独立的系统分别计算，计算步骤如下：（1）首先在系统图上，对各管段进行编号，并注明管段长度和热负荷。（2）计算通过最远立管的环路的总阻力，根据所选值 R（60120 Pa/m） ，和每个管段的流量 G 的值，查阅 供暖通风设计手册 中初选各管段
19、的d、R、 v 的值，算出通过最远立管的环路的总阻力。流量 G 的值可用以下公式计算得出：G=0.86Q/( - ) gth（4-5）式中：Q管段的热负荷，W；系统的设计供水温度，；gt系统的设计回水温度，。h（3）计算通过最近立管环路的总阻力，计算方法同 1，2 两部。（4）求并联环路的压力损失不平衡率，使其不平衡率在 10%以内，以确定通过环路各管段的管径。（5）根据水力计算的结果，求出系统的的总压力损失，及各立管的供、回水节点间的资用压力。（6）根据立管的资用压力和立管的计算压力损失，求中间各并联立管的压力损失不平衡率，使其不平衡率在 10%以内，从而确定出各立管的管径。水力计算中应注意
20、的问题：（l）采暖系统水力计算必须遵守流体连续性定律，即对于管道节点 (如三通、四通等处) 热媒流入流量之和等于流出流量之和。热媒的流速是影响系统的经济合理程度的因素之一。为了满足热媒流量要求，对于机械循环热水采暖系统，增大热水流速虽然可以缩小管径，节省管材，但流速过大，压力损失增加，会多消耗电能，甚至可能在管道配件(如三通、四通等)处产生抽力作用，破坏系统内热水正常流动，使管道发生振动产生噪音。因此， 采暖规范中规定：采暖管道中的热媒流速，应根据热水或蒸汽的资用压力、系统形式、防噪声要求等因素确定。（2）采暖系统水算必须遵守并联环路压力损失平衡定律。系统在运行中，构成并联环路的各分支环路的压
21、力损失总是相等的，并且等于其分流点与合流点之间的压力总损失。在设计时只能尽量的选择在保证热媒设计流量的同时使各个并联环路的压力损失接近于平衡的管径。只要保证并联环路各分支环路之间的计算压力损失差值在允许范围之内，则流量的变化是不大的。热水采暖系统的并联环路各分支环路之间的计算压力损失允许差值查表。在进行系统水力计算时，系统并联环路各分支环路之间的计算压力损失差值如果超过了允许差值，就必须调整一部分管道的管径，使之满足要求。并联环路备分支环路之间的压力损失允许差值查手册。表 4-1 并联环路各分支环路之间的压力损失允许差值系 统 形 式 允 许 差 值 （%）系 统 形 式 允 许 差 值（%
22、）双管同程式双管异程式1525单管同程式单管异程式1015（3）热水采暖系统最不利环路的单位长度沿程压力损失，除很小的系统外，一般以不超过 60120Pam 为宜。（4）由于计算、施工误差和管道结垢等因素的存在，采暖系统的计算压力损失宜采用 10的附加值。（5）供水干管末端和回水干管始端的管径不宜小于 DN20，以利于排除空气，并小数显著的影响热水流量。（6）采暖系统各并联环路，应设置关闭和调节装置。主要是为了系统的调节和检修创造必要的条件。 六、参考文献1、 实用供热空调设计手册陆耀庆主编，北京，中国建筑工业出版社2、 采暖通风空气调节设计规范 GB5001-2003，GB5001-2012，中国计划出版社.2003，20123、 供热工程贺平、孙刚编著，北京，中国建筑工业出版社。4、 供暖空调制图标准 ，GB/T50114-2001。暖通空调设计图集 ，刘宝林主编，中国建筑工业出版社。
