1、哈尔滨通达6号楼采暖及换热站设计建环暖通说明书本科毕设论文毕业设计（论文）哈尔滨通达6号楼采暖及换热站设计Harbin Tongda Building 6, heating and heat transfer station design： 吴耀文 ： 本 科 ： 能源动力工程学院 ： 建筑环境与设备工程 ： 建环0941 ： 韩 晶 ： 副 教 授 ： 2013.6. 学生姓名学历层次所在系部所学专业所在班级指导教师教师职称完成时间长 春 工 程 学 院摘 要 现如今，随着经济的发展，人们生活水平的提高，大家对室内环境的要求也随之提高，集中供热被广泛地应用，采用集中供暖可以减少能量的浪费,提
2、高供热效率,减少环境污染,利于管理。我国的供暖设计、施工和运行管理工作，主要是以学习前苏联供暖技术为依据。经过了数十年供暖通风技术人员的努力，在1975年建设部颁布的设计规范基础上，1987年颁布了适合我国国情的总结了供暖通风技术经验的国家标准采暖通风与空气调节设计规范（GBJ19-87）。规范中对室外计算温度和供暖热负荷的确定以及计算原则和方法，进行了大量的研究和编制工作，其成果与世界先进国家的相比毫不逊色。3003年颁布了现行的采暖通风与空气调节设计规范（GBJ50019-2003）。在进行采暖设计的时候，系统大容易出现系统的垂直失调或者水平失调，无论出现何种的失调现象，都乎对采暖系统的预
3、期效果产生很大的影响，所以我们在进行设计的同时一定要注意这一点。为了防止失调的产生，本设计对建筑划分成六个采暖分区进行设计，这样就能有效的防止在本设计中出现水力失调的产生。 关键词：集中供热 规范 水力平衡 节能 AbstractNow, along with economic development, peoples living standards improve, people on the indoor environment requirements also will increase, central heating is widely used, the use of cent
4、ral heating can reduce energy waste, improve heating efficiency and reduce environmental pollution, which will help manage. The heating of the design, construction and operation management of the former Soviet Union, mainly to learn heating technology as the basis. After decades of heating, ventilat
5、ion efforts of technical staff, the Ministry of Construction issued in 1975 on the basis of the design specifications, in 1987 issued a summary suitable for Chinas national experience in the heating and ventilation technology standard heating, ventilation and air conditioning design specifications (
6、GBJ19-87). Specification of the outdoor temperature and heating load calculation to determine and calculate the principles and methods, a great deal of research and preparation, the results with the world advanced countries compared favorably. 3003 was enacted in the current heating, ventilation and
7、 air conditioning design specification (GBJ50019-2003).During heating design, the system is prone to large systems or horizontal vertical imbalance disorders, regardless of what kind of imbalances occur, are almost the expected result of the heating system have a huge impact, so we must at the same
8、time during the design attention to this point. In order to prevent the generation of offset, the design of the building is divided into six heating partition design, this can effectively prevent the water appears in the design of the generation of imbalance.Keywords：Central heating specification hy
9、draulic balancing energy 目 录 前 言 1第一章 工程概况 21.1 设计题目 21.2 原始资料 2第二章 供暖热负荷计算 42.1 通过维护结构的温差传热量作用下的基本耗热量 42.2 维护结构的附加（修正）耗热量 42.3 冷风渗透耗热量 52.4 冷风侵入耗热量 62.5 举例一层前室负荷计算表 7第三章 散热器的选型 83.1 散热器的选型原则 83.2 散热器的传热系数 93.3 散热器的计算 93.3.1 散热器面积的计算 93.3.2 散热器片数的计算 103.4 散热器的布置 103.5 散热器举例计算 11第四章 供暖系统的选择 144.1 供暖系
10、统的分类 144.2 供暖系统的选择 144.3 采暖管道的布置 14第五章 水力计算 155.1 热水供暖系统水力计算的基本公式 155.2 水力计算的主要任务 155.3 水力计算的方法步骤 155.4 水力计算的举例计算 16第六章 热力站设备的选择 186.1 换热器的选择 186.1.1 常见的几种换热器形式及特点 186.1.2 换热器的计算 186.2 循环泵的选择 196.2.1 循环水泵的流量 196.2.2 循环水泵的扬程 206.3 补水泵的选择 206.3.1 补水泵的流量 206.3.2 补水泵的扬程 206.3.3 补水泵的计算 21第七章 供暖系统的安装及其他问题
11、 227.1 管道的保温 227.2 管道的防腐 227.3 固定支架的安装 22参考文献 24致 谢 25前 言 我国幅员辽阔，随着纬度的升高，我国北方的地带也越发的寒冷，所以在冬季暖气是取暖的主要方式。但是由于系统设计不合理，经常会出现建筑中一部分温度过高，但是其他地方却没有达到国家规定的温度要求，这样的现象叫做水里失调，这样不但没有达到供热要求，而且还浪费了很多能源。随着经济的发展，我国的城市化进程越来越迅速，人民的生活水平的日益提高，冬季城镇为人民提供一个舒适的室内环境温度已经是一种必然，所以在设计的过程当中，系统的确定一定要严格的遵循国家的规范规定，这样做出来的设计才会能够保证建筑内
12、部人居住、工作环境的舒适，才是一个成功的设计。集中供热的换热站是供热网路与热用户的连接场所，它的作用是根据热网工况和不同的条件，采用不用的连接方式，将热网输送的热媒加以调节、转换、向热用户分配热量以满足用户的需求，并根据需求，进行集中计量、检测供热热媒的参数和数量。根据输送热媒的不同，可分为热水供热换热站和蒸汽供热换热站。根据制备热媒的用途不同可分为采暖换热站、空调换热站和生活热水换热站或根据它们间的互相与共同组合。管路的保温非常重要，不进行保温就是对资源的浪费，根据经验表明，热水管网即使有良好的保温，其热损失仍占总输热量的5%-8%，保温工作对保证热质量，节约投资和燃料都有很大影响。目前常用
13、的管道保温材料有石棉、膨胀珍珠岩、岩棉、矿渣棉、玻璃纤维及玻璃棉等。在选用保温材料的时候要因地制宜，就地取材，力求节约。 第一章 工程概况1.1 设计题目哈尔滨通达6号楼采暖及换热站设计1.2 原始资料（1）气象资料:本工程位于哈尔滨市, 地上十一层为商业办公楼，经纬度为12542, 4454。海拔高度127.95m，冬季大气压力996.5hPa。供暖室外计算干球温度-22.6，供暖期天数为183天，供暖期日平均温度是-8.0。最大冻土深度是200cm4。供热冬季平均风速为4.7m/s，冬季主导风向SW,供热冬季室外计算温度是-26 ，室内计算温度：办公室，休息区20，门厅，楼梯间，库房，卫生
14、间，监控室，配电室16，日均温度+5的天数为183天,供热期为10月20日到4月20日5。 (2)维护结构:外墙：0.000以下为300厚或400厚MU10煤矸石多孔砖，0.000以上为200厚或300厚MU5.0陶粒混凝土空心砌块，外抹5厚1:3水泥砂浆，外贴60厚EPS保温板，外抹20厚保温浆料。传热系数：0.6w/m2外窗：双色共挤断桥铝，采用中空玻璃，玻璃为平板浮法玻璃，厚度为5mm，中间空气层9mm厚，传热系数：1.7w/m2；内墙：200厚MU5.0陶粒混凝土空心砌块；屋面：钢筋砼板(140厚聚苯板)；传热系数：0.3w/m2门：入口门为白钢玻璃门，传热系数：1.5w/m2（3）图
15、纸资料：本设计建筑地点位于哈尔滨通达街，建筑面积为17743.28平方米，是一个高层办公楼，其周边交通发达，设施齐全、配套资源完善，建筑高度为至主体屋面结构板面46.500米，层数为地上12层， 地下1层，主要功能为停车库，战时作为人员掩蔽所、人防、设备用房。水源取自城市自来水，热源供回水温度为85/60热水，由锅炉提供。防火建筑设计等级为一级，耐火等级为一级，抗震设防烈度为八度，屋面防水等级为二级，地下室防水等级为二级。 （4）热力温度资料：根据资料和实际，城市热电站的供回水温度为 130/70，室内供暖系统大多采用低温水作为热媒，设计中所涉及建筑为公用建筑，选用供、回水温度80/65。本设
16、计采用型水质：总硬度5.3mmol/L，碳酸盐硬度1.4mmol/L，总碱度2.2mmol/L，PH值7.5，溶解固形物446mg/L，溶解氧8.9 mg/L。第二章 供暖热负荷计算 供暖系统的设计热负荷是指在某一室外温度tw下，为了达到要求的室内温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑供给的热量。它随着建筑物得失热量的变化而变化。供暖系统的设计热负荷，是指在设计室外温度下tw下，为了达到要求的室内温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量Q。它是设计供暖系统的最基本年依据。2.1 通过维护结构的温差传热量作用下的基本耗热量 (2-1)式中维护结构基本耗热量，W； 围护结构的传热系数,W/(
17、m2）； 围护结构的面积，m2； 冬季室内计算温度，； 供暖室外计算温度，； 维护结构的温差修正系数。2.2 维护结构的附加（修正）耗热量实际耗热量会受到象条件以及建筑物情况等各种因素影响而有所增减。由于这些因素影响，需要对房间维护结构基本耗热量进行修正。这些修正耗热量称为维护结构附加（修正）耗热量。通常按基本耗热量的百分率进行修正。附加（修正）耗热量有朝向修正、风力附加和高度附加耗热量等。朝向修正耗热量是考虑建筑物受太阳照射影响而对维护结构基本耗热量的修正。暖通规范规定：宜按下列规定的数值，选用不同的朝向修正率： 北、东北、西北 010； 东南、西南 -10-15 东、西 -5； 南 -15
18、-30 选用上面朝向修正率时，应考虑当地冬季日照率、建筑物使用和被遮挡情况。对于冬季日照率小于35%的地区，东南、西南和南向修正率，宜采用-10%-0，东西方向可不修正。风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对维护结构基本耗热量的修正。在计算维护结构基本耗热量时，外表面换热系数是对应风速约为4m/s的计算值。我国大部分地区冬季平均风速为23m/s。因此暖通规范规定：在一般情况下，不考虑风力附加。只有建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇厂区内特别突出的建筑物才考虑垂直外维护结构附加510。高度附加耗热量是考虑房屋高度对维护结构耗热量的影响而附加的耗热量。暖通规范规定：民用建筑和工业
19、辅助建筑物（楼梯间除外）的高度附加率，当房间高度大于4m时，高度每高出1m应附加2，但总的附加率不应大于15。但应注意的是：高度附加率，应附加于房间各维护结构的基本耗热量和其他附加（修正）耗热量的总和上。所以该建筑的外维护结构的耗热量： (2-2)式中高度附加率，150； 朝向修正率，； 风力附加率，0。 2.3 冷风渗透耗热量 在风力和热压造成的室内外压差作用下，室外的冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内，被加热后逸出。把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量，称为冷风渗透耗热量。 影响冷风渗透耗热量的因素有很多，如门窗的构造、门窗朝向、室外风向和风速、室外空气温差、建筑物高低以及建筑内
20、部的通道状况等。总的来说，对于多层的建筑物，由于房屋不高，在工程设计中，冷风渗透耗热量主要考虑风压的作用，可忽略热压的影响。计算冷风渗透耗热量的常用方法有缝隙法、换气次数法和百分数法。本设计采用换气次数法计算冷风渗透耗热量。 (2-3)式中 房间的换气次数，次/h,按表1-1选用； 房间的内部体积，m3 ； 冷空气的定压比热，cp=1kJ/(kg)； 供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3； 0.278 单位换算系数，1kJ/h=0.278W。 概算换气次数 表2-1 房间外墙暴露情况 nk 一面有外窗或外门 1/42/3 二面有外窗或外门 1/21 三面有外窗或外门 11.5 门厅 22.
21、4 冷风侵入耗热量在冬季受风压和热压作用下，冷空气由开启的外门侵入室内。把这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量称为冷风侵入耗热量。 (2-4)式中 外门的基本耗热量，W； 考虑冷风侵入的外门附加率，按表2-2采用。 外门附加率N值 表2-2 外门布置状况 附加率 一道门 65n 两道门（有门斗） 80n 三道门（有两个门斗） 60n 公共建筑和生产厂房的主要出入口 5002.5 举例一层前室负荷计算表 房间编 号名称及方向长高个数面积传热系数温差修正系数修正后耗热量高度修正维护结构耗热量冷风渗透耗热量外门冷风侵入耗热量总的采暖热负荷朝向风向修正后耗热量1423.6前室1西外墙3.53.751
22、50.61-5095126.06119.76西外门0.952.8538.121.71-595579.95550.95463.96房间小计室内温度16室外温度-26670.71463.960其他各房间负荷结果汇总见附表1第三章 散热器的选型3.1 散热器的选型原则 对于选择散热器的基本要求，主要按以下几点进行考虑： 1.热工性能方面的要求散热器的传热系数值越高，说明其散热性能越好。提高散热器的散热量，增大散热器传热系数的方法，可以采用增加外壁散热面积（在外壁上加肋片）、提高散热器周围空气的流动速度和增加散热器向外辐射强度等途径。2.经济方面的要求 散热器传给房间的单位热量所需金属耗量越少，成本越
23、低，其经济性越好。3.安装、使用和工艺方面的要求 散热器应具有一定机械强度和承压能力；散热器的结构形式应便于组合成所需要的散热面积，结构尺寸要小，少占房间面积和空间；散热器的生产工艺应满足大批量生产的要求。4.卫生和美观方面的要求 散热器外表光滑，不积灰和易于清扫，散热器的装设不应影响房间观感。5.使用寿命的要求 散热器应不易被腐蚀和破损，使用年限长。在本次设计中，综合多方面原因，选用细四柱725型散热器，其型号为SC(WS)TX4-6-6(8/10)(725)。这种散热器金属热强度及传热系数高，外形美观，易于清除积灰。如前所述，选用散热器类型时，应注意在热工、经济、卫生和美观等方面的基本要求
24、。但是要根据具体情况，有所侧重。设计选择散热器时，应当符合下列原则性规定： 1.散热器的工作压力，当以热水为热媒时，不得超过制造厂规定的压力值。对高层建筑使用热水供暖时，首先要求保证承压能力，这对系统的安全运行，至关重压。2.在民用建筑中，应采用外形美观，易于清扫的散热器。3.在放散粉尘或者防尘要求较高的生产厂房，应采用易于清扫的散热器。4.在具有腐蚀性气体的生产厂房或者相对湿度较大的房间，宜采用耐腐蚀的散热器。5.采用钢制散热器时，应选用闭式系统，并满足产品对水质的要求，在非采暖季节采暖系统应充水保养；蒸汽采暖不得采用钢制柱形、板型和扁管等散热器。6.采用铝制散热器时，应采用内防腐型铝制散热
25、器，并满足产品对水质的要求。7.安装热量表和恒温阀的热水采暖系统不宜采用水流通道内含有粘砂的铸铁等散热器。3.2 散热器的传热系数散热器传热系数K值的物理概念，是表示当散热器内热媒平均温度tpj与室内气温tn相差1时，每1m散热器面积所散出的热量,单位为W/ （m.）。它是散热器散热能力强弱的主要标志。本次设计所选用的散热器传热系数通过实用供热空调设计手册查得。3.3 散热器的计算3.3.1 散热器面积的计算散热器散热面积F按下式计算： （3-1） 散热器内热媒平均温度，； 供暖室内计算温度，； 散热器的传热系数，W/(m2)； 散热器组装片数修正系数； 散热器连接形式修正系数； 散热器安装形
26、式修正系数。为散热器进出口水温的算术平均值 （3-2） 式中 散热器进水温度，； 散热器出水温度，。此外，一些实验表明，在一定的连接方式和安装形式下，通过散热器的水流量对某些形式的散热器K值和Q值也有一定的影响。如闭式钢串片散热器中，当流量减少较多时，肋片的温度明显降低，传热系数K值和散热量Q值下降。对不带肋片的散热器，水流量对传热系数K值和散热量Q值影响较小，可不修正。散热器表面的涂料不同，对K值和Q值也有影响，银粉的辐射系数低于调和漆，散热器表面涂调和漆时，传热洗漱比涂银粉时高10%左右。3.3.2 散热器片数的计算在确定所需的散热器面积后（由于每组片数或总长度未定，先按11计算）计算，可
27、按下式计算所需散热器的总片数或总长度。 （3-3）式中 每片或每1m长的散热器散热面积，m2/片或m2/m。然后根据每组片数或长度乘以修正系数，最后确定散热器面积。暖通规范规定，柱型散热器面积可比计算值小0.1m2（片数n只能取整数）。3.4 散热器的布置布置散热器时，应注意下列的一些规定：1.散热器一般应安装在外墙的窗台下，这样，沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响,使流经室内的空气比较暖和舒适。2.为防止冻裂散热器，两道外门之间，不准设置散热器。在楼梯间或其他有冻结危险的场所，其散热器应有单独的立、支管供热，且不得装设调节阀。3.散热器一般应明装，布置
28、简单。内部装修要求较高的的民用建筑可采用暗装。托儿所和幼儿园应暗装或加防护罩，以免烫伤儿童。4.在垂直单管或双管热水供暖系统中，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，可同邻室串联连接。两串联散热器之间的串联管直径应与散热器接口直径相同，以便水流畅通。5.在楼梯间布置散热器时，考虑楼梯间热流上升的特点，应尽量布置在底层或按一定比例分布在下部各层。6.铸铁散热器的组装片数，不宜超过下列数值：粗柱型（M132）20片；细柱型（四柱）25片；长翼型7片。3.5 散热器举例计算以一层卫生间为例 （3-4）根据公式（3-4）可计算出一层供水温度，Q=3501
29、W，Q1=1624W，Q2=1877W,tn=16,t1=85-1877/3501(85-60)=71.6,tpj=(71.6+65)/2=68.3,K=8.69W/(m2),t=tpjtn=68.3-16=52.3。修正系数：散热器组装片数修正系数，先假定1=1.0；散热器连接形式修正系数，查表3-2，2=1.009；散热器安装形式修正系数，查表3-3，3=0.95；根据式（3-1）椭柱翼645型散热器每组散热器散热面积为0.211m2，计算n，为： 片查表（3-4）当散热器片数在11-20片时，1=1.05，因此，实际所需的散热面积为： 实际采用的片数为： 片取整数，应采用椭柱翼645型散热器18片。 散热器连接形式修正系数2 表3-1连接方式 各类柱型1.01.009 铜铝复合柱翼型1.00.961.011.141.08连接方式各类柱型1.251 1.391.39 铜铝复合柱翼型1.101.381.39 散热器组装片数修正系数3 表3-2安装形式3 装在墙体的凹槽内（半暗装）散热器上部距墙距离为100mm1.06明装但散热器上部有窗台板覆盖，散热器距离台
