【正文】 摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是某廠區(qū)供暖系統(tǒng)網(wǎng)管的設(shè)計(jì)，主要的目的是通過設(shè)計(jì)供暖系統(tǒng)使房間在寒冷的冬天保持一種溫暖的環(huán)境。在設(shè)計(jì)中，首先簡(jiǎn)單的介紹了一下供暖系統(tǒng)，同時(shí)確定廠區(qū)供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原始資料和數(shù)據(jù)。其次進(jìn)行了采暖熱負(fù)荷的計(jì)算，并對(duì)戶型進(jìn)行自我設(shè)計(jì)。然后算出了廠區(qū)的生活熱水供應(yīng)熱負(fù)荷和熱負(fù)荷時(shí)間圖，根據(jù)這些數(shù)據(jù)選擇供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，最后方案確定為重力循環(huán)同程式熱水供暖系統(tǒng)。方案確定之后，進(jìn)行暖氣片散熱片數(shù)的計(jì)算，同時(shí)計(jì)算房間的供回水溫度計(jì)算，最后進(jìn)行管路的水力計(jì)算，管路管徑的確定以及局部阻力損失系數(shù)的選擇。通過本次廠區(qū)供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)使室內(nèi)溫度達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，并且采用熱水供暖，耗能低，經(jīng)濟(jì)效益好。關(guān)鍵詞： 供暖；熱負(fù)荷；散熱片；水力計(jì)算AbstractThe graduation design of content is a plant heating system design of network management. Main goal is to design the heating system keeps the room on a cold winter a warm environment.In design, first a brief account about heating systems, at the same time determine the factory original heating system design of information and of heating load calculation is done, type and design themselves. And then work out a factory supply of domestic hot water heat load and thermal load time, select design of heating systems based on these data, final programme determined for gravity recycling program with hotwater heating systems. After the programme, radiator fins for calculating and calculate supply and return water temperature of the room, finally for hydraulic calculation of pipe, pipe diameter determines selection and loss coefficient of local resistance.Through this factory heating system design make indoor temperature meets design requirements, and the hot water heating, low energy consumption, and the economic benefit is good. Key words: heating。 the heat load。 heat sink；hydraulic calculation 目 錄1 前言 1 選題的目的及意義 1 研究現(xiàn)狀 1 國(guó)內(nèi)集中供熱發(fā)展?fàn)顩r 1 國(guó)外集中供熱發(fā)展?fàn)顩r 1 研究的內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo) 22 供暖系統(tǒng) 3 供暖系統(tǒng)簡(jiǎn)介 3 心得體會(huì) 43 原始資料 5 設(shè)計(jì)內(nèi)容及平面圖 5 工程概況 5 設(shè)計(jì)參數(shù) 54 廠區(qū)供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷的計(jì)算 7 供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷 7 廠區(qū)熱負(fù)荷計(jì)算 7 廠區(qū)熱負(fù)荷總計(jì)算 8 住宅區(qū)熱負(fù)荷計(jì)算 8 辦公樓熱負(fù)荷計(jì)算 95 生活用熱的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷 11 生活的供熱負(fù)荷 11 供暖熱負(fù)荷和生活用熱熱負(fù)荷的計(jì)算 12 供暖年熱負(fù)荷的計(jì)算 12 生活用熱年負(fù)荷的計(jì)算 12 熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖的繪制 13 繪制熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間的意義 13 供暖熱負(fù)荷延續(xù)圖 13 熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖的繪制 146 供熱方案的選擇 17 熱媒的選擇及參數(shù)確定 17 熱媒的分類 17 熱媒的優(yōu)缺點(diǎn)比較 17 熱媒參數(shù)的確定 18 單雙管系統(tǒng)的選擇 19 機(jī)械循環(huán)和重力循環(huán)供暖系統(tǒng)的選擇 19 同程式供熱系統(tǒng)和異程式供熱系統(tǒng)的選擇 20 最終供熱方案的選擇 207 散熱器的選型與計(jì)算 22 散熱器的要求 22 鋼制散熱器與鑄鐵散熱器的優(yōu)缺點(diǎn) 22 散熱器的布置 23 散熱器的選擇 23 供回水溫度的計(jì)算 24 計(jì)算實(shí)例 25 廠住宅區(qū)供回水溫度 26 辦公樓供回水溫度計(jì)算 27 附樓及廠區(qū)供熱回水溫度計(jì)算 28 散熱器片數(shù)計(jì)算 28 住宅區(qū)房間散熱器片數(shù)計(jì)算 28 辦公樓房間散熱器片數(shù)計(jì)算 29 附樓及廠區(qū)供暖散熱器片數(shù)計(jì)算 308 供熱管路的水力計(jì)算 31 確定系統(tǒng)原理圖 31 系統(tǒng)水力計(jì)算分析 31 選擇最不利環(huán)路 31 最不利環(huán)路的作用壓力 32 確定選擇環(huán)路的管徑 33 重力循環(huán)采暖管路水力計(jì)算 33 局部阻力系數(shù)統(tǒng)計(jì) 36結(jié) 論 41致 謝 42參考文獻(xiàn) 43附錄A 44附錄B 571 前言 選題的目的及意義隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，居民對(duì)生活水平程度越來越重視，因此不管是城區(qū)供熱還是城鎮(zhèn)供熱，對(duì)供熱都越來越重視。因此，研究供熱系統(tǒng)就顯得越來越重要。同時(shí)大學(xué)四年也接觸到了很多關(guān)于供熱，管網(wǎng)設(shè)計(jì)的知識(shí)，因此正可以借這次機(jī)會(huì)檢驗(yàn)一下自己的所學(xué)，為以后的工作和學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。 研究現(xiàn)狀隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展及人民生活水平的不斷提高，我國(guó)的供暖和集中供熱事業(yè)得到了迅速的發(fā)展。就目前情況來看，在東北、西北、華北地區(qū)，大部分民用建筑和工業(yè)企業(yè)都裝設(shè)了供暖設(shè)備和集中供熱系統(tǒng)，許多城鎮(zhèn)實(shí)現(xiàn)了集中供熱。因此能源的消耗量在不斷增加，能源緊缺的問題也日趨嚴(yán)重。所以我國(guó)已經(jīng)把能源與環(huán)境保護(hù)集中供熱列入發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)。 國(guó)內(nèi)集中供熱發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)集中供熱發(fā)展到今天，經(jīng)歷了從無到有、從小到大、從弱到強(qiáng)、艱苦奮斗、競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展的歷程。我國(guó)傳統(tǒng)的集中供熱主要采取熱電聯(lián)產(chǎn)、區(qū)域聯(lián)合供熱和小區(qū)鍋爐房供暖等幾種方式。從20世紀(jì)40年代至今, 近60年的歷史大致分為4個(gè)階段：?jiǎn)渭兝秒A段—單純管理階段—基礎(chǔ)建設(shè)階段—綜合發(fā)展階段。20世紀(jì)80年代以前，從北方采暖地區(qū)大城市來看，以分散鍋爐房供暖比重最大。據(jù)對(duì)29個(gè)大中城市集中供熱方式的統(tǒng)計(jì)顯示, 分散鍋爐房供熱占我國(guó)總供暖面積的84%，其中90%以上的鍋爐房的容量一般只維持在7MW以下的水平。20世紀(jì)80年代以后，進(jìn)入到綜合發(fā)展階段。熱電聯(lián)產(chǎn)、熱交換站以及相配套的尖峰鍋爐房等集中供熱系統(tǒng)在許多城市相繼建成。建設(shè)部綜合財(cái)務(wù)司2004年6月發(fā)布的“2003年城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)”顯示，2003年集中供熱取得新成績(jī)， 億m2，%。許多城市的大型熱源已不止一個(gè)， 如北京、沈陽等集中供熱系統(tǒng)較發(fā)達(dá)的城市，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)初級(jí)多熱源并網(wǎng)運(yùn)行[[] ]。 國(guó)外集中供熱發(fā)展?fàn)顩r國(guó)外的集中供熱發(fā)展大致分為4個(gè)階段：?jiǎn)渭児芾黼A段—基礎(chǔ)建設(shè)階段—綜合發(fā)展階段—自動(dòng)化控制階段。在綜合發(fā)展階段開始投入實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，人工調(diào)整配合，最后發(fā)展到遠(yuǎn)程控制、無人值守?zé)崃φ?，?shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。美國(guó)、日本、俄羅斯(包括前蘇聯(lián))、丹麥、瑞典、德國(guó)等國(guó)是集中供熱發(fā)展很快的國(guó)家，從設(shè)備、技術(shù)、管理等諸方面都居世界領(lǐng)先的水平，其中日本、丹麥、挪威將天然氣、油、垃圾、生物能、熱泵等作為集中供熱的主要熱源，社會(huì)效益、節(jié)能效益、經(jīng)濟(jì)效益明顯。美國(guó)是世界第一個(gè)冷熱聯(lián)供系統(tǒng)在Harford City 建成并投入運(yùn)行的國(guó)家。20世紀(jì)70年代紐約世界貿(mào)易中心采用新技術(shù)向建筑物群集中供冷供熱，成為當(dāng)時(shí)世界上規(guī)模最大的供冷供熱工程。目前美國(guó)有眾多的學(xué)者從事有關(guān)區(qū)域供冷供熱方面的研究， 并在多項(xiàng)技術(shù)上保持優(yōu)勢(shì)。近年來，日本集中供熱(冷)系統(tǒng)發(fā)展速度也較快，特別是以東京為中心的關(guān)東地區(qū)尤為明顯，已占日本全國(guó)的60% 。日本集中供熱(冷) 系統(tǒng)比較注重節(jié)能和環(huán)保， 如采用熱電供給系統(tǒng)、蓄熱槽及利用城市廢熱作為能源等，以提高能源的利用效率?？紤]到保證能源的穩(wěn)定供應(yīng)和應(yīng)對(duì)地球溫暖化等環(huán)境問題等，日本今后期望朝擴(kuò)大應(yīng)用、開發(fā)新能源等方向發(fā)展。俄羅斯(包括前蘇聯(lián))作為世界大國(guó)，由于受地理環(huán)境的影響,發(fā)展供熱系統(tǒng)較早，也比較完善。其集中供熱事業(yè)無論是從熱負(fù)荷量、熱網(wǎng)的規(guī)模、熱電廠的層次和效益，還是從供熱綜合技術(shù)各方面來衡量，在國(guó)際上都占有極其重要的地位，是世界上集中供熱最發(fā)達(dá)的國(guó)家之一，其中莫斯科有世界上最大的熱網(wǎng)、最大直徑的供熱管道、最大功率的熱電廠。德國(guó)集中供熱總熱量為1961萬GJ，也是集中供熱發(fā)展較好的國(guó)家。 研究的內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究的內(nèi)容為廠區(qū)供暖系統(tǒng)，主要目的是通過熱負(fù)荷的計(jì)算方案的選擇計(jì)算出所需的散熱片數(shù)量。通過對(duì)供熱管路的設(shè)計(jì)使冬天室內(nèi)溫度保持20℃。2 供暖系統(tǒng) 供暖系統(tǒng)簡(jiǎn)介眾所周如，供暖就是用人工方法向室內(nèi)供給熱量，保持一定的室內(nèi)溫度，以創(chuàng)造適宜的生活條件或工作條件的技術(shù)。所有供暖系統(tǒng)都有熱媒制備（熱源）、熱媒的輸送和熱媒利用（散熱設(shè)備）三個(gè)主要部分構(gòu)成。根據(jù)三個(gè)主要組成部分的相互位置關(guān)系來分，供暖系統(tǒng)可分為局部供暖系統(tǒng)和集中式供暖系統(tǒng)。熱媒制備、熱媒輸送和熱媒利用三個(gè)主要部分在構(gòu)造上都在一起的供暖系統(tǒng)，稱為局部供暖系統(tǒng)，如煙氣供暖，電熱供暖和燃?xì)夤┡?。熱源和散熱設(shè)備分別設(shè)置，用熱媒管道連接，由熱源向各個(gè)房間或各個(gè)建筑物供給熱量的供暖系統(tǒng)，稱為集中供暖系統(tǒng)[[] ]。圖21是集中式熱水供暖系統(tǒng)的示意圖。熱水鍋爐1與散熱器2分別設(shè)置，通過熱水1熱水鍋爐；2散熱器；3熱水管道；4循環(huán)水泵；5膨脹水箱圖21 集中式熱水供暖系統(tǒng)的示意圖Figure21 Schematic of the centralized heating system管道(供水管和回水管)3相連接。循環(huán)水泵4使熱水在鍋爐內(nèi)加熱，在散熱器冷卻后返回鍋爐重新加熱。圖21中的膨脹水箱5用于容納供暖系統(tǒng)升溫時(shí)的膨脹水量，并使系統(tǒng)保持一定的壓力。圖中的熱水鍋爐，可以向單幢建筑物供暖，也可以向多幢建筑物供暖。集中供暖系統(tǒng)主要由熱源、傳輸管網(wǎng)、散熱設(shè)備等部分組成。因此，在解決供暖系統(tǒng)存在的問題時(shí)應(yīng)全面考慮，任何單方的努力都將限制供暖行業(yè)的發(fā)展，只有供暖行業(yè)的管理部門、企業(yè)、設(shè)計(jì)單位、施工單位、運(yùn)行管理單位聯(lián)合起來，我國(guó)的供暖事業(yè)才能不斷地向前發(fā)展，才能滿足國(guó)家對(duì)熱改的要求。我國(guó)現(xiàn)有的城市集中供熱系統(tǒng)，由于技術(shù)和裝備水平低，加之管理體制的影響，存在很多問題，集中表現(xiàn)在下列方面：供熱質(zhì)量差，冷熱不均、運(yùn)行方式不合理，能源浪費(fèi)、規(guī)劃設(shè)計(jì)水平低，制約節(jié)能工作的落實(shí)、墻體保溫措施不好，造成能源流失。通過合理的設(shè)計(jì)可以減少這些問題。 心得體會(huì)畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)階段最后但同時(shí)也是最為重要的一項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容，是對(duì)四年中所學(xué)知識(shí)的總結(jié)與綜合運(yùn)用，也是對(duì)本專業(yè)基礎(chǔ)理論課和專業(yè)課內(nèi)容的深化與實(shí)踐。畢業(yè)設(shè)計(jì)還要求必須深刻理解并靈活運(yùn)用國(guó)家的有關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，結(jié)合設(shè)計(jì)題目這一具體實(shí)際，提出、分析并解決問題，系統(tǒng)的掌握設(shè)計(jì)步驟、方法等，為今后走上工作崗位，從事有關(guān)的設(shè)計(jì)、施工等具體實(shí)踐工作或者在學(xué)校繼續(xù)深造奠定良好的基礎(chǔ)。特別是設(shè)計(jì)題目中所涉及到的高層建筑采暖設(shè)計(jì)、熱網(wǎng)間接連接等具體問題，是以往的課程設(shè)計(jì)所未接觸過的，更應(yīng)引起高度重視。3 原始資料 設(shè)計(jì)內(nèi)容及平面圖所設(shè)計(jì)的的供熱廠區(qū)樓高6層，該廠區(qū)包括辦公樓四層（3000m2），副樓兩層（400m2），其中副樓一樓是餐廳，二樓是會(huì)議室。住宅六層4（4500m2）。工廠廠區(qū)2（1800 m2），總廠區(qū)面積為(9700 m2)。廠區(qū)平面圖如圖31所示。在整個(gè)設(shè)計(jì)中，以所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)為依據(jù)，對(duì)整個(gè)廠區(qū)進(jìn)行熱負(fù)荷及管道的布置、水力計(jì)算，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行確定。在設(shè)計(jì)中，遵守規(guī)范，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)圖集同時(shí)綜合考慮方案的合理性、經(jīng)濟(jì)型和實(shí)用性。圖31 廠區(qū)平面示意圖Figure31 The factory plane schemes 工程概況本設(shè)計(jì)為某廠區(qū)供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該廠區(qū)包括辦公樓、附樓、廠區(qū)住宅和原始廠區(qū)，為保證廠區(qū)的溫度達(dá)到滿足人們生活所需要的溫度，給居民提供一個(gè)舒適的環(huán)境，且保證節(jié)省資源，應(yīng)設(shè)計(jì)合理的供暖系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)參數(shù)1．供暖室外計(jì)算溫度 =–18℃；2．室內(nèi)計(jì)算溫度 =20℃；3．供暖天數(shù) =182天；4．供暖期日平均溫度 =–℃；5．最大凍土深度 138cm；6．冬季室外平均風(fēng)速及主導(dǎo)風(fēng)向 = m/s 西北風(fēng)；7．不同室外溫度的延續(xù)天數(shù):見熱負(fù)荷延續(xù)圖。4 廠區(qū)供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷的計(jì)算 供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷供暖熱負(fù)荷，就是在某一時(shí)間內(nèi)為了維持一個(gè)房間或一個(gè)建筑物的室內(nèi)溫度達(dá)到采暖設(shè)計(jì)所需要的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，散熱設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)需要補(bǔ)充給它的熱量。冬季，人們?yōu)榱藵M足生活和生產(chǎn)的需要往往要求室內(nèi)或者工作地區(qū)保持一定的溫度，為了使房間內(nèi)的空氣溫度，在某一段時(shí)間能達(dá)到要求的數(shù)值，必須有散熱設(shè)備補(bǔ)給熱量，此熱量稱為該房間的供暖熱負(fù)荷[[] ]。選擇熱負(fù)荷的計(jì)算的大小，主要與建筑物的結(jié)構(gòu)形狀以及層高有關(guān)，建筑物的維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)越大，采光率越高，則建筑物的熱損失越大，在這樣的情況下，熱負(fù)荷可取大值；反之熱負(fù)荷取小值。因此熱負(fù)荷的指標(biāo)選擇合適與否直接影響到計(jì)算熱負(fù)荷的計(jì)算值以及系統(tǒng)的總的耗