【正文】 ： 集中供熱 ， 熱負荷， 單管順流 系統(tǒng) ， 水力計算 3 目 錄 目的是過設計靈活運用所學基礎理論、基本知識及實驗技能，理論聯(lián)系聯(lián)系實際，做到學以致用。 我國城市集中供熱是從北京開始的，上世紀八十年代以來，得到了很大的發(fā)展。 隨著我國經濟的發(fā)展，人民生活水平的提高，在我國南方冬季較冷地區(qū)也開始實行供暖。 預采暖建筑 地上十四層，地上高度五十七米 。通過資料收集，設計參數(shù)確定，負荷計算，供熱系統(tǒng)設計，水力計算幾大步驟較好的實現(xiàn)建筑的采暖要求。從而較好的培養(yǎng)了從事設計研究的基本功和解決實際問題的技能。 2 1 概述 本工程為 陜西銀聯(lián)科工貿發(fā)展公司 一棟 地下一層地上十四層的電子大廈 ， 地處 西安市經濟開發(fā)區(qū)。 設計范圍 本設計內容包括該 大廈地上十四層 的采暖系統(tǒng)，以熱水為熱媒， 城市熱力管網為熱源 ， 定壓水泵定壓， 為 大樓 供暖。 C，壓力 30kpa。 17′ ,東經 117176。中華人民共和國國家標準《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》規(guī)定：民用建筑的主要房間，宜采用 16℃ ～ 20℃ 。 屋面資料 屋面為 100 厚 加氣混凝土砌塊 65 厚聚苯乙烯泡沫塑料板 （ 20厚混凝土板、 200厚架空層、 5 厚防水層、 15 厚水泥砂漿找平層、 30 厚輕集料混凝土找坡層、 100 厚加氣混凝土砌塊、 65厚聚苯乙烯板） 4 門窗資料 外門窗 ：東、西、北外門窗用間隔層 12mm 厚 LOWE在線中空玻璃（輻射率— ），鋁合金框料；南外門窗用 9mm 厚 LOWE 在線中空玻璃、斷橋鋁合金框料?！? 鋁合金外門 M3 1000 2100 東西北外門窗 南外門窗 M5 1500 2100 M6 1500 2400 鋁合金窗 LOWE C3 1800 1750 C4 2400 2350 C5 1200 2350 塑鋼窗 中空玻璃 BLMC1 2100 21300 BLMC2 2400 21300 BLMC4 5700 3000 BLMC5 5700 4000 BLMC7 5700 11400 孔洞和構槽 土建已經為暖通預留孔洞和構槽?！?) （ 31） 摘自于《供熱工程》式 式中： RR wn, 圍護結構的內、 外表面熱阻 , （㎡℃） /W； ?? wn, 維護結構的內、 外表面換熱系數(shù) ， W/（㎡℃ ）?！妫?/W； si 各層材料的蓄熱系數(shù) , W/（㎡ 摘自于《供熱工程》式 圍護結構傳熱系數(shù) 及熱惰性指標 的計算過程 （ 1） 外墻 6 1） 傳熱系數(shù)： 查得： ?n =（㎡℃） 、 外粉刷 ?i =、內粉刷 ?i =、 加氣混凝土泡沫混凝土 ?i =、 聚苯乙烯泡沫板 ?i = 將數(shù)據(jù)和以上數(shù)據(jù)帶入公式可 知 鋼筋混凝土外墻的傳熱系數(shù) ： 111in i wK ?? ? ?? ??? =1/[+（ ) ??? +] =（㎡ k) R1=δ 1/λ 1 =（㎡ k) R2=δ 2/λ 2 =（㎡ k) R3=δ 3/λ 3 =（㎡ k) R4=δ 4/λ 4 =（㎡ （ 2） 內墻 同理可得： 加氣混凝土砌塊混凝土 墻的傳熱系數(shù) K=0. 77 W/（㎡ （ 3） 屋面 同理可得： 屋面的傳熱系數(shù) K= W/（㎡ （ 4） 地板 同理可得 ： 地板的傳熱系數(shù) K= W/（㎡ 校核外圍護結構最小傳熱阻 （ 1） 外墻 該圍護結構屬于 Ⅰ 型（見《供熱工程》表 16），圍護結構冬季室外計算 tew. 溫度，應采用 ： tew. =tw39。℃） /W （ 33） 式中： —— 圍護結構最小傳熱阻，（㎡ 摘自于《供熱工程》式 根據(jù)已知條件及查得數(shù)據(jù)， 以 tn =18℃ ， ewt? = ℃ ， yt? =6℃ ， Rn = = 11 6 )(18 ????=（㎡℃） /W 可見 R， 該外墻 滿足 保溫 要求。 =℃ 同理， 將所有的相關數(shù)據(jù)代入可得 ： =（㎡℃） /W 可見 R， 該屋面 滿足 保溫 要求。 ?? ?? pwew ttt =℃ 同理，將所有的相關數(shù)據(jù)代入可得 ： = )(18 ???? =（㎡℃） /W 可見 R， 該 地板 滿足 保溫 要求。℃） 圍護結構名稱 傳熱系數(shù)（ W/（㎡在工程設計中，計算兩部分的設計熱負荷時，通常把它分為圍護結構的基本耗熱量和附加（修正）耗熱量兩部分進行計算。附加（修正 ）耗熱量是 指考慮氣象條件和建筑結構特點的影響而對基本耗熱量的修正 ， 包括風力附加、高度附加和朝向附加等耗熱量。 圍護結構的基本耗熱量 在工程設計中，圍護結構的基本耗熱量是按一維穩(wěn)定傳熱過程進行計算的，即假設在計算時間內，室內、外空氣溫度和其它傳熱過程參數(shù)都不隨時間變化。但對于不穩(wěn)定的傳熱計算復雜，所以對室內溫度允許有一定波動幅度的一般建 10 筑來說，采用穩(wěn)定傳熱計算可以簡化計算方法并能滿足要求。39?！?） ； F —— 圍護結構的 傳熱 面積， 2m ； nt —— 冬季室內計算溫度，℃； 39。 整個建筑物的基本耗熱量 39。q 的總和 ： 39。 39。 表 32 溫差修正系數(shù) 序號 圍護結構特征 ? 1 外墻、平屋頂、地面以及與室外相通的樓板等 2 與有外墻的不供暖 樓梯間相鄰的隔墻 高層建筑的底層部分 高層建筑的頂層部分 3 與有外門窗的非采暖房間相鄰的隔墻 4 與無外門窗的非采暖房間相鄰的隔墻 5 封閉陽臺 南向 北向 東 、 西向 注：根據(jù)《 采暖通風設計規(guī)范 》 第 條 “ 與相鄰房間的溫差大于 或等于 5℃ 時，應計算通過隔墻或樓板等的傳熱量。 圍護結構的附加（修正）耗熱量 圍護結構的基本耗熱量，是在穩(wěn)定條件下得出的，實際耗熱量會受到氣象條件以及建筑物情況等各種因素影響而有所增減。這些修正耗熱量稱為圍護結構附加（修正）耗熱量。附加（修正）耗熱量有朝向修正、風力附加和高度附加耗熱量等。當太陽照射建筑物時，陽光直接透過玻璃，使室內得到熱量。采用修正方法是按圍護結構的不同朝向，采用不同的修正率。 在本設計中，各朝向修正系數(shù)如下表： 表 33 朝向修正系數(shù) xch 朝向 東 南 西 北 修正系數(shù) xch 5% 20% 5% 5% 風力附加耗熱量 風力附加耗熱量是考慮室外風速的變化而對建筑物圍護結構基本耗熱量的修正。我國大部分地區(qū)冬季平均風速一般為 2～ 3m/s。只對建在不避風的高地、河流、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內特別突出的建筑物才考慮垂直外圍護結構附加 5 %～ 10 %。 12 高度附加耗熱量 高度附加耗熱量是考慮房屋高度對圍護結構耗熱量的影響而附加的耗熱量。注：高度附加率，應附加于房間圍護結構基本耗熱量和其它附 加（修正）耗熱量的總和上。 綜合上述，建筑物或房間在室外供暖計算溫度下，通過圍護結構的總耗熱量，可用下式綜合表示： )1()()1( 39。.139。 在風力和熱壓造成的室內外壓差作用下，室外的冷空氣通過門、窗縫隙滲入室內，被加熱后逸出。 計算冷風滲透耗熱量的常見方法有縫隙法、換熱次數(shù)法和百分數(shù)法。2 wnpw ttcVq ?? ? （ 38） 式中： V —— 經門、窗隙入室內的總空氣量， m3/h； —— 單位換算系數(shù)， 1kJ= w? —— 供暖室外計算溫度下的空氣密度， kg/m3； pc —— 冷空氣的定壓比熱，這里為 1kJ/kg 13 其中 冷風滲透 量 根據(jù)不同的朝向按下式計算 ： mb*l*LV 0? （ 39） 式中 ： 0L —— 在基準高度單純風壓下，不考慮朝向修正和建筑物尾部隔斷情況時，通過每米門窗縫隙進入室內的理論滲透空氣量 ,m3/(m*h)； M—— 冷風滲透壓差綜合修正系數(shù)； B—— 門窗縫隙滲風指數(shù)， b=~,當無實測數(shù)據(jù)時，可取 b=。 查實用通風空調設計手冊得到西安 14層高層的 m 值 列于 下表 ： 表 34 西安地區(qū) m 值 朝向 朝向修正系數(shù)n 計算所在層 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 N 1 S 0 0 0 0 W 0 0 0 0 通過每米門窗縫隙滲入室內的理論空氣量，計算如下： ）（ 20L 20 vwb??? （ 310） 式中： ? —— 外門窗縫隙滲風系數(shù)； 0v —— 基準高度冬季室外最多風向的平均風速， m/s,見《暖通規(guī)范》 冷風侵入耗熱量 在冬季受風壓和熱壓作用下，冷空氣由開啟的外門侵入室內。冷風侵入耗熱量可采用外門基本耗熱量 乘以《供熱工程》表 110 的 百分數(shù)的簡便方法進行計算。..1339。 本設計一層外門 按 一道門計算 ，故取 N=65n%。 因此各個房間的熱負荷可用下式表示： 321 ??? 熱負荷計算 先給各層房間 字西北角 開始按順時針方向 圖 31 1301房間位置 依 次編號。2 wnpw ttcV ?? ? （ 312） 其中 ： l= m； m=0； V =0m/s； ?? 。 h) mb*l*LV 0? 0 ??? =0 m3/h 從而 7 . 6 712 8 . 2 ????? =0 W （ 4） 冷風侵入耗熱量： 本房間 無外門 ， 因此 39。 mjN ? =0 則圍護結構的總 熱負荷 ： 北外窗）（ 321 ??? 北外墻）（ 321 Q ??? 西外墻）（ 321 Q ??? = +(+0)+ ≈ W 其他房間計算方法與過程同上 ，全部房間的 熱負荷計算 列 表 見 附錄 1?？砂聪率龇椒ǚ诸悾? 1）按系統(tǒng)循環(huán)動力不同，可分為重力（自然）循環(huán)系統(tǒng)和機械循環(huán)系統(tǒng)。 3）按管道敷設方式不同，可分為垂直和水平 式系統(tǒng)。室內熱水供暖系統(tǒng) ,大多采用低溫水作為熱媒。供水溫度不超過 95℃ ，可確保熱媒在常壓條件下不發(fā)生汽化；適當降低熱媒溫度，有利于提高舒適度，但要相應增加散熱器數(shù)量。 C 熱水為熱媒 。 根據(jù)實際情況熱源選用城市供熱管網。 方案 2：機械循環(huán)、上供下回、雙管垂直異程 式 系統(tǒng)。 技術可行性及經濟可行性比較 1） ：若采用方案 1， 水平串聯(lián)的散熱器組數(shù)過多，末端幾組散熱器會出現(xiàn)片數(shù)過多不易布置的情況 。該方案施工安裝方便，切造價一般別 18 垂直式系統(tǒng)低 。 2） ： 若采用方案 2，由于機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)由鍋爐房設備、室外管網和室內供暖系統(tǒng)三部分組成，是靠循環(huán)水泵驅動熱水循環(huán)，所以水在管道內流速大，管徑小、升溫快 ，在系統(tǒng)中循環(huán)時的冷卻溫降小，而系統(tǒng)的作用面積可相當大。但可在靠近總立管最近的立管，選用較小管徑，消除一些剩余壓力，剩下的可以在立管加調節(jié)閥來達到水力平衡的目的。 3） ： 若采用方案 3，通過各個立管的循環(huán)環(huán)路的總長度相等，壓力損失易于平衡，雖然不會出現(xiàn)遠近立管處出現(xiàn)流量失調而引起的水平方向上冷熱不均現(xiàn)象，但是會比較浪費管材，對于作用半徑較小的建筑會造 成不必要的浪費，且系統(tǒng)阻力基本相同，但各層之間的自然壓差難以克服，易造成系統(tǒng)垂直失調。也可 通過對各個系統(tǒng)的管長 L、管徑 D以及厚度 △ D進行估算，并進行比較 。 方案 的確定 高度超過 30m 的建筑物，由于靜壓較大，不宜采用高溫水供暖。豎向分區(qū)應考慮散熱 器的承壓能力、管材特性、室外管網壓力和系統(tǒng)水力計算的平衡情況，決定每區(qū)的極 限樓層數(shù)。 通過 分析 建筑的特點，以及以上方案的技術可行性與經濟可行性比較，本設計 分高低兩個區(qū)，均 采用 單管 順流 上供下回 的 同程式系統(tǒng)，這樣壓力損失易于平衡，不會出