供熱工程畢業設計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 朝向修正耗熱量 朝向修正耗熱量是考慮建筑物受太陽輻射影響而對圍護結構基本耗熱量的修正。當太陽照射建筑物時，陽光直接透過玻璃，使室內得到熱量。同時由于受陽面的圍護結構較干燥，外表面和附近氣溫升高，圍護結構向外傳遞熱量減少。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。需要修正的耗熱量等于垂直的外圍護結構（門、窗、外墻及屋頂的垂直部分）的耗熱量乘以相應的朝向修正率 選用修正率時，應考慮當地冬季日照率、輻射度、建筑物使用和被遮擋等情況 ； 冬季日照率小于 35％的地區，東南、西南和南向的修正率， 宜采用－ 10％～ 0％， 東、西向可不修正。 在本設計中，各朝向修正系數如下表： 表 33 朝向修正系數 xch 朝向 東 南 西 北 修正系數 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。在計算圍護結構基本耗熱量時，外表面換熱系數是考慮 w? 是對應于風速約為 4m/s 的計算值。我國大部分地區冬季平均風速一般為 2～ 3m/s。因此，《 暖通規范》規定：在一般情況下，不必考慮風力附加。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、廠區內特別突出的建筑物才考慮垂直外圍護結構附加 5 %～ 10 %。 本設計地點在 西安市 內 ，所以 不 考慮風力附加。 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。《暖通規范》規定：民用建筑和工業輔助建筑物（樓梯間除外）的高度附加率，當房間的高度大于 4m時，每高出 1m應附加 2 %，但總的附加率不超過 15 %。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。 本設計的房間的一 到五 層高度大于 4m，考慮 每米 高度附加 2%；其它層高度小于 4m,所以不考慮高度附加。 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。39。.139。.11 fchwngxj xxttKFxQ ??????? ? ? W （ 37） 式中 ： chx —— 朝向修正率， %； fx —— 風力 修正率， %； gx —— 高度修正率， %。 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。把這部分冷空氣從室外溫度加熱到室內溫度所消耗的熱量，稱為滲透耗熱量。 計算冷風滲透耗熱量的常見方法有縫隙法、換熱次數法和百分數法。 本設計采用的是縫隙法， 冷風滲透耗熱量按下式計算： )( 39。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， 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； B—— 門窗縫隙滲風指數， b=~,當無實測數據時，可取 b=。 冷風滲透壓差綜合修正系數 m。 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 m 值 朝向 朝向修正系數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； 0v —— 基準高度冬季室外最多風向的平均風速， m/s,見《暖通規范》 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。把這部分冷空氣加熱 14 到室內溫度所消耗的熱量稱為冷風侵入耗熱量。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 百分數的簡便方法進行計算。亦即 39。..1339。 N mj ? W （ 311） 式中 ： mjQ..1 —— 外門基本耗熱量， W； N—— 考慮冷風侵入的外門附加率。 本設計一層外門 按 一道門計算 ，故取 N=65n%。 n 為建筑物的層高 。 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。 1301 房間負荷計算： （ 1） 基本耗熱量 ： 北外窗 ： F = = ㎡ , k =㎡℃ ??? ?tKFQ‘ 1 = W 北外墻： F= － = ㎡ , k = W/㎡℃ ??? ?tKFQ‘ 1 = W 西外墻： F= = ㎡ ,k=㎡℃ ??? ?tKFQ‘ 1 = W 15 （ 2） 圍護結構耗熱量： 北外窗 ： ????? )1)(1(Q1 gfch xxxQ ‘ （ 1++0） (1+0) = W 北外墻： ????? )1)(1(Q1 gfch xxxQ ‘ （ 1++0） (1+0) = W 西外墻： ????? )1)(1(Q1 gfch xxxQ ‘ （ +0） (1+0) = W （ 3） 冷風侵入耗熱量： 北外窗： )(2 7 39。2 wnpw ttcV ?? ? （ 312） 其中 ： l= m； m=0； V =0m/s； ?? 。 則 ）（ 20L 20 vwb???= ( ）（ ? = m3/(m 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。..1339。 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。 16 4 供暖系統的選擇 供暖系統的分類 以熱水作為熱媒的供暖系統，稱為熱水供暖系統。可按下述方法分類： 1）按系統循環動力不同，可分為重力（自然）循環系統和機械循環系統。 2）供回水方式不同，可分為單管系統和雙管系統。 3）按管道敷設方式不同，可分為垂直和水平 式系統。 4）按熱媒溫度不同，可分為低溫水供暖系統和高溫水供暖系統 在我國認為：水溫低于或等于 100℃的熱水，稱為低溫水，水溫超過 100℃的熱水，稱為高溫水。室內熱水供暖系統 ,大多采用低溫水作為熱媒。 供暖熱媒的選擇 熱水采暖系統的熱媒設計溫度，一般根據熱舒適度要求、系統運行的安全性和經濟性等原則確定。供水溫度不超過 95℃ ，可確保熱媒在常壓條件下不發生汽化；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量。所以 根據《實用供熱空調設計手冊》，本工程為 綜合性 建筑，宜采用 95/70176。 C 熱水為熱媒 。 供暖熱源的選擇 熱源是集中采暖的核心，主要有熱電廠、區域鍋爐房、地熱供熱等。 根據實際情況熱源選用城市供熱管網。 典型供暖系統型式的比較 重力循環上供下回單、雙管順流式系統和機械循環上供下回單、雙管順流式系統等 型式的比較如下表所示： 17 表 46 系統比較 系統型式 使用范圍 特點 重力循環、上供下回、單管順流式系統 作用半徑不超過 50m的多層建筑 升溫慢、作用壓力小、管徑大、系統簡單、不消耗電能， 水力穩定性好 可縮小鍋爐中心與散熱器中心距離 重力循環、上供下回、雙管順 流式系統 作用半徑不超過 50m的三層以下建筑 升溫慢、作用壓力小、管徑大、系統簡單、不消耗電能， 易產生垂直失調 室溫可調節 機械循環、上供下回、單管順流式系統 一般多層建筑 常用的一般單管系統做法 水力穩定性好 排氣方便 安裝構造簡單 機械循環、上供下回、雙管順流式系統 室溫有調節要求的四層以下建筑 最常用的雙管系統做法 排氣方便 室溫可調節 易產生垂直失調 供暖方案提出及比較 方案 1： 機械 循環、上供下回、 單管 水平 異程式系統。 方案 2：機械循環、上供下回、雙管垂直異程 式 系統。 方案 3：機械循 環、上供下回、單管垂直同程式系統。 技術可行性及經濟可行性比較 1） ：若采用方案 1， 水平串聯的散熱器組數過多，末端幾組散熱器會出現片數過多不易布置的情況 。 采用這種 系統要 考慮好空氣的排除問題，需在每組散熱器上設放氣閥排空氣或在同一樓層散熱器上部串聯水平空氣管。該方案施工安裝方便，切造價一般別 18 垂直式系統低 。 多應用于目前的居住建筑和公共建筑。 2） ： 若采用方案 2，由于機械循環熱水供暖系統由鍋爐房設備、室外管網和室內供暖系統三部分組成，是靠循環水泵驅動熱水循環，所以水在管道內流速大，管徑小、升溫快 ，在系統中循環時的冷卻溫降小，而系統的作用面積可相當大。機械循環系統供回水干管的總長度短，在此系統中，由于連接立管較多，通過各個立管環路的壓力損失較難平衡。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閥來達到水力平衡的目的。但系統很浪費管材，在系統的平衡上也不會有太大的改變，不易平衡。 3） ： 若采用方案 3，通過各個立管的循環環路的總長度相等，壓力損失易于平衡，雖然不會出現遠近立管處出現流量失調而引起的水平方向上冷熱不均現象，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，易造成系統垂直失調。 最后，通過觀察建筑的特點，系統的主供、回水應為異側上進下出式，從而同程式系統與異程式管路總長基本相當，管材的消耗相同。也可 通過對各個系統的管長 L、管徑 D以及厚度 △ D進行估算，并進行比較 。方法如下： 通過公式 Y=2∏D △ D∑L 計算出各個系統的 Y 值， 可知系統的 Y 值基本相同。 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。對高層建筑，可在垂直方向上分一至兩個區，豎向分區。豎向分區應考慮散熱 器的承壓能力、管材特性、室外管網壓力和系統水力計算的平衡情況，決定每區的極 限樓層數。根據經驗值《高規》中規定：一般高層建筑高于 50 米要分區。 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，均 采用 單管 順流 上供下回 的 同程式系統，這樣壓力損失易于平衡，不會出現遠近立管處出現流量失調而引起的水平方向上冷熱不均現象，并且水力計算也易于平衡。 供暖系統管路的布置 根據建筑物的具體條件，以及運行情況等因素來合理的布置方案，力求系統管道走 向布置合理，節省管材，便于調節和排除空氣 ，而且要求各并聯環路的阻力易于平衡。 19 考慮到本工程的實際 ，本設計采用機械循環、單管垂直式的上供下回系統。 分高 低兩個區，低區為一到五層，高區六到 十四層。 散熱片安裝形式為同側的上供下回。對于建筑 的三號四號樓梯間 ，散熱器集中布置在低區， 及 各 單設一根立管為其供水。 一號二號樓梯間由于層數較低散熱器又布置在底部，不再單獨設置立管。 供水立管之間為同程式，在底層設一根總的回水同程管。設計供回水溫度為 95/70℃。