散熱器采暖系統(tǒng)設計

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1、 目 錄 一、緒論 ....................................................... 1 二、 設計原始資料 ................................................ 3 （一） 設計題目 .......................................................................................................... 3 （二） 設計原始資料 .......

2、........................................................................................... 3 三、 采暖系統(tǒng)設計熱負荷計算 ...................................... 3 （一） 設計氣象資料的確定 ...................................................................................... 3 1 ． 設計氣象資料確定原則 .................

3、...................................................... 3 2 ． 具體氣象參數(shù)選取設 ........................................................................... 4 （二） 采暖設計熱負荷計算方法 .............................................................................. 5 （三） 圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量 .........................

4、......................................................... 6 1 ． 計算公式 ............................................................................................... 6 2 ． 圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù) ........................................................................... 6 3 ． 室內(nèi)計算溫度及溫差修正系數(shù) ......

5、..................................................... 7 4 ． 基本耗熱量的計算舉例 ....................................................................... 8 （四） 圍護結(jié)構(gòu)的附加耗熱量 .................................................................................. 8 1 ． 圍護結(jié)構(gòu)的附加 (修正 )耗熱量 ..................

6、........................................... 8 （五） 計算熱指標： ................................................................................................ 11 四、 采暖系統(tǒng)的選擇與確定 ....................................... 12 （一） 本次設計采用散熱器采暖，系統(tǒng)以 95℃/70℃的熱水為熱媒 .................. 12 （二） 系統(tǒng)形式的選擇與確定

7、 ................................................................................ 12 1 ． 重力循環(huán) ............................................................................................. 12 2 ． 機械循環(huán) .........................................................................................

8、.... 13 3 ． 系統(tǒng)確定 ............................................................................................. 15 五、 散熱器的選擇及計算 ......................................... 16 （一） 散熱器的選用 ................................................................................................ 16

9、 1 ． 散熱器的選用原則 ............................................................................. 16 2 ． 對散熱器的選用及使用的注意事項 16 3 ． 散熱器常見故障的排除 17 4 ． 鋼制散熱器與鑄鐵散熱器的比較 18 5 ． 散熱器的選取 18 （二） 散熱器的計算 19 1 ． 散熱器的計算方法 19 （三） 散熱器的布置 23 六、 管道布置 24 （一） 管材選用 24 （二） 管道布置 24

10、 七、 系統(tǒng)水力計算 25 （一） 繪制系統(tǒng)圖 25 （二） 水力計算方法 25 1 ． 本設計選用方法 25 2 ． 計算原理 25 3 ． 計算方法 26 4 ． 涉及公式 26 5 ． 水力計算舉例 27 結(jié) 論 錯誤 ! 未定義書簽。 摘 要 本次進行了西寧市某中學實驗樓采暖系統(tǒng)設計。采用散熱器采暖，系統(tǒng)以 95℃/70℃的熱水為熱媒，采用機械循環(huán)上供下回垂直單管順流式系統(tǒng)進行采暖。 首先計算出系統(tǒng)的熱負荷，總熱負荷為 326.2KW。在此基礎(chǔ)上，通過

11、對散熱 器的比較 ,選擇性能好且經(jīng)濟的四柱 760 及型散熱器和鋼制高頻焊翅片管散熱器。 由于采用上供下回單管系統(tǒng)，根據(jù)各房間熱負荷可以計算出每間房屋所需的散熱 片數(shù)量。進行系統(tǒng)管路設計，繪制各層的平面圖及系統(tǒng)圖。進行水力計算，求出 并聯(lián)環(huán)路的不平衡率，對于不平衡率較大的并聯(lián)管路用立管閥門進行節(jié)流。在水 力計算的基礎(chǔ)上選擇合理的選取排氣閥、除污器等其他附件設備。 關(guān)鍵詞：采暖；熱負荷計算；散熱器選型和計算；系統(tǒng)設計；水力計算 一、緒 論 在人類很長的歷史時期中，人們以火的形式利用能源。后來人們?yōu)榱巳〉脽崃浚_始用原

12、始的爐灶獲得熱能取暖、做飯和照明。這種局部的取暖裝置至今還保留和使用著，如火爐、火墻、火坑等。 蒸汽機的發(fā)明，促進了鍋爐制造業(yè)的發(fā)展。十九世紀初期開始出現(xiàn)了以蒸汽 或熱水作為熱媒的供暖系統(tǒng)。在供暖系統(tǒng)中，由一個鍋爐產(chǎn)生的蒸汽或熱水，通 過管路供給一座建筑物各房間取暖。 1877 年在美國建成了區(qū)域供熱系統(tǒng)，由一個 鍋爐房供給全區(qū)許多座建筑物和生產(chǎn)與生活所用的熱能。 二十世紀初期一些工業(yè)發(fā)達的國家開始利用發(fā)電廠中汽輪機的廢汽，供給生活與生產(chǎn)用熱。其后逐漸發(fā)展為現(xiàn)代化的熱電廠，聯(lián)合生產(chǎn)電能與熱能，顯著地提高了燃料利用率。 二次大戰(zhàn)后，特別是六十年代，世界能源的消

13、耗，隨著城市工業(yè)的發(fā)展和城 市人口的增加而迅速地增加， 1950~1965年間，聯(lián)邦德國、 捷克斯洛伐克等國熱能消耗量增長了 2 倍，日本增長了 3.7 倍。巨大的熱能消耗，不僅要求有足夠的供應能力，而且要求提高供熱效率和降低成本。此外，鍋爐房多建于城市人口稠密區(qū)，煤煙粉塵和鍋爐排出的二氧化硫氣體是造成城市環(huán)境污染的主要原因。 在區(qū)域供熱系統(tǒng)中采用大型現(xiàn)代化鍋爐，燃燒效率高，尤其是綜合生產(chǎn)熱能 與電能的熱電廠可以大量節(jié)省能源、大型區(qū)域供熱系統(tǒng)供熱半徑長、熱源可以遠離城市中心人口稠密區(qū)，并可裝設有效的排煙除硫和除塵設備以防止城市環(huán)境的污染。因此，近

14、30 年來區(qū)域供熱事業(yè)的發(fā)展極為迅速。 蘇聯(lián)和東歐各國的區(qū)域供熱的熱源以熱電廠為主。美國和西歐各國的區(qū)域供熱的熱源，多以區(qū)域鍋爐房為主，早期以蒸汽作為主要熱媒，二次世界大戰(zhàn)以后，以高溫水為熱媒的區(qū)域供熱系統(tǒng)發(fā)展很快。近年來，在法國、瑞士等國出現(xiàn)了一些城市區(qū)域供熱鍋爐，以城市垃圾作為主要燃料。 在舊中國，僅只是在一些大城市的個別建筑和特殊區(qū)域內(nèi)設置有集中供熱設 備。以北京為例，當時的六國飯店（現(xiàn)北京飯店老樓） 、清華大學圖書館、體育館、東單的德國醫(yī)院（現(xiàn)北京醫(yī)院）等都裝有功能完善的暖氣系統(tǒng)。甚至冬季很短、 氣溫不太低的上海的某些賓館，如國際飯店、沙遜大廈（現(xiàn)和平飯店）和個

15、別高檔公寓，如華山公寓、霞飛公寓等也裝有可隨氣候調(diào)節(jié)溫度的真空式蒸汽采暖系統(tǒng)。當時這些系統(tǒng)基本上由洋人設計，所用設備由國外運來。顯然那時的集中供熱只是達官貴人和顯要們的專利，與廣大老百姓無緣。 隨著經(jīng)濟建設的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國的供熱事業(yè)也得到迅速發(fā)展。北方地區(qū)的絕大多數(shù)公共建筑和工業(yè)企業(yè)都裝設了集中供暖設備，居民住宅也陸續(xù)裝設了供暖系統(tǒng)，居住的舒適、衛(wèi)生與環(huán)境條件得到很大的改善。 建國初期， “三北 ”地區(qū)（東北、西北、華北）居民住宅以平房為主，冬季采用火爐、火炕或火墻取暖。自 1951 年我國第一座城市熱電站 —— 北京東郊熱電站投 入運行，到改革開放前，全國只

16、有哈爾濱、沈陽等 8 個城市有集中供熱。改革開放后發(fā)展迅速， 1956 年增加到 151 個城市，到 1961 年這 5 年中有集中供熱的城市猛增到 516 個，供熱面積也從 1956 的年的 91 億 m2 猛增到 5 年的 292 億 m2。 此外，從 80 年代開始，我國已經(jīng)能夠自行設計大、中、小型的成套設備，各型鍋爐，設計與制造多種鑄鐵、鋼材和鋁合金的散熱設備。特別是近年來拓寬了國際技術(shù)交流的渠道，大量先進技術(shù)陸續(xù)引進，國內(nèi)供熱技術(shù)的開發(fā)力度也不斷增強，城鎮(zhèn)供熱在設計標準、工藝水平和技術(shù)性能、自動化程度等方面都有長足的進步。 二、設計原始資料

17、 （一）設計題目 西寧市某中學實驗樓采暖系統(tǒng)設計 （二）設計原始資料 1、建筑物所在地點：西寧； 2、建筑物周圍環(huán)境：市內(nèi)，無遮擋； 3、建筑資料：詳見建筑施工圖紙； 4、熱源：集中供熱鍋爐房； 5、熱媒參數(shù)： 95/70℃熱水，引入口處資用壓差 100kPa； 6、建筑面積： 6878.7m2 占地面積： 2540.16m2； 7、層數(shù)：五層；總高度 24.10m 米； 8、結(jié)構(gòu)形式：框架結(jié)構(gòu)； 9、耐火等級：二級； 10、屋面防水等級：二

18、級； 11、設計年限：二級 50~100 年； 12（其他土建資料詳見圖紙） 。 三、采暖系統(tǒng)設計熱負荷計算 （一）設計氣象資料的確定 1 ．設計氣象資料確定原則 （1）冬季室外計算溫度： 采暖室外計算溫度，應采用歷年冬季平均不保證 5 天的日平均溫度，這主要 用于計算采暖設計熱負荷。 在采暖熱負荷計算中，如何確定室外計算溫度是非常重要的。從氣象資料中就可以看出，最冷的天氣并不是每年都會出現(xiàn)。如果采暖設備是根據(jù)歷年最不利條件選擇的，即把室外計算溫

19、度定得過低，那么，在采暖運行期的絕大多數(shù)時間里，會顯得設計能力富余過多，造成浪費；反之，如果把室外計算溫度定得過高，則在較長的時間內(nèi)不能保證必要的室內(nèi)溫度，達不到采暖的目的和要求。因此， 正確地確定和合理的采用采暖室外計算溫度是一個技術(shù)與經(jīng)濟統(tǒng)一的問題。 《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》 [GB50019— 2003]所規(guī)定的采暖室外設計溫度，適用于連續(xù)采暖或間歇時間較短的熱負荷計算。 （2）冬季室外平均風速： 冬季室外平均風速應采用累年最冷 3 個月各月平均風速的平均值， “累年最冷 3 個月，系指累年逐月平均氣溫最低的 3 個月，主要用來計算風力附加耗熱量和冷 風滲透

20、耗熱量。 （3）冬季主導風向 冬季 “主導風向 ”即為 “雖多風向 ”，采用的是累年最冷 3 個月平均頻率最高的風向，風向的頻率指在一個觀測周期內(nèi)，某風向出現(xiàn)的次數(shù)占總數(shù)的百分數(shù)，主要 用來計算冷風滲透耗熱量。用四個字母 ESWN 分別表示東南西北四個方向，其它方位用這四個字母組合表示風的吹向， 即風從外面刮來的方向。 當風速小于 0.3 米／秒時，用字母 c 來表示，各地區(qū)冬季主導風向可參見《供熱手冊》 ，如哈爾濱主導風向為 SSW，安達主導風向為 NW ，即分別表示為南西南風和西北風。 （4）冬季日照率 冬季日照率 (冬季日照百分率 )，采用歷年最冷 3 個月

21、平均日照率的平均值， 系指在一個觀測周期 (全月 )內(nèi)，實測日照總時數(shù)占可照總時數(shù)的百分率， 用來確定朝向修正率。 2 ．具體氣象參數(shù)選取 （1）計氣象資料建筑物所在城市：西寧 （2）查出當?shù)氐臍庀筚Y料如下： 地理位置： 北緯 36.43 度； 東經(jīng) 101.45 度； 海拔 2295.2 米； 大氣壓力： 冬季 Pb=773.4hPa； 夏季 Pb=770.6hPa； 冬季供暖室外計算溫度： -11.4℃； 冬季最低日平均： -17.1℃； 冬季室外平均風速：

22、 0.9m/s； 冬季通風： -10℃； 冬季日照率： 66%； 設計計算用采暖期天數(shù)及平均溫度 供暖期： 日平均溫度： <+5℃，天數(shù)： 149 天。 （二）采暖設計熱負荷計算方法 采暖設計熱負荷包括圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量和圍護結(jié)構(gòu)的附加耗熱量，利用 下式計算： Q' Q1' j Q1' x Q2' Q3' (3-1) 式中： Q1' j —— 圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量， W； Q1' x —— 圍護結(jié)構(gòu)的附加 (修正 )耗熱量， W

23、； Q2' —— 冷風滲透耗熱量， W； Q3' —— 冷風侵入耗熱量， W； Q' —— 供暖總耗熱量， W。 其中， Q1' j 為圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量，圍護結(jié)構(gòu)附加耗熱量為 Q2' 、 Q3' 、 Q1' x 之 和。 說明：圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量是在穩(wěn)定條件下計算得出的。實際耗熱量會受 到氣象條件以及建筑物因素等各種影響而有所增減。所以要對房間圍護結(jié)構(gòu)的基 本耗熱量進行修正。修正后的耗熱量即為附加耗熱量。通常按基本耗熱量的百分 率計算。包括朝向修正，風力附加和高度附加等。基本耗熱

24、量還不是建筑物圍護 結(jié)構(gòu)的全部耗熱量，因為建筑物圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量還與它所處的地理位置及它的 形狀等因素 (如朝向、風速、高度等 )有關(guān)，這些因素在計算它的基本耗熱量時并沒 有考慮進去。在附加耗熱量中，應按其占基本耗熱量的百分率確定。 （三）圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量 1 ．計算公式 圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量按照下式計算： Q' KF (tn tw' )a W (3-2) 式中： K —— 圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)， W/( m 2 ·℃)；

25、 F—— 圍護結(jié)構(gòu)的面積， m 2 ； a —— 圍護結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)； tn —— 冬季室內(nèi)計算溫度，℃； tw —— 供暖室外計算溫度，℃。 2 ．圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù) 屋面：加氣混凝土保溫屋面 ， II 型， k＝0.83W/m2·k 外墻：磚＋泡沫混凝土 + 木絲板＋白灰粉刷 ， II 型墻， k＝ 0.9 W/m2·k 外窗：采用塑鋼窗，中空玻璃， k＝3.9 W/m2·k 門：根據(jù)用途不同查有關(guān)資料確定傳熱系數(shù)值； 內(nèi)墻：采用 200 厚 KP1 型空心磚， k＝ 0.

26、58W/m2·k，兩側(cè)各抹 20 厚水泥砂漿； 樓板： 120 厚鋼筋混凝土樓板， 40 厚水泥珍珠巖砂漿墊層， k ＝2.0W/m2·k 樓梯間：為不使用空調(diào)區(qū)域，內(nèi)抹 30 厚保溫砂漿； 地面：采用地帶劃分方法 表 3-1 地面劃分地帶傳熱系數(shù) 地帶 0 W/( m 2 K ·℃ ) 第一地帶 0.47 第二地帶 0.23 第三地帶 0.12 第四地帶 0.07 3 ．室內(nèi)計算溫度及溫差修正系數(shù) （1）室內(nèi)計

27、算溫度 民用建筑的主要房間，室內(nèi)計算溫度宜采用 16～24℃，當工藝或使用條件有 特殊要求時，各類建筑物的室內(nèi)溫度可按國家現(xiàn)行有關(guān)專業(yè)標準、規(guī)范執(zhí)行。 輔助建筑物及輔助用室，不應低于下列數(shù)值： 1、浴室 24℃； 2、更衣室 24℃； 3、辦公室休息室 18℃； 4、食堂 18℃； 5、走廊及門廳 16℃； 6、盥洗室及廁所 16℃。 （2）溫差修正系數(shù)： 當圍護結(jié)構(gòu)外側(cè)直接對大氣時， =1。但是，在計算圍護結(jié)構(gòu)時，還常遇到 圍護結(jié)構(gòu)外側(cè)不直接與室外空氣接觸，它的外側(cè)是不供暖的房間或空間（如頂棚 或地下室等），而這

28、些房間或空間通常是有與外側(cè)相通的門或窗。為了便于計算， 規(guī)定仍利用溫差（ tn-tw′）計算耗熱量，而用系數(shù) 進行修正。溫差修正系數(shù)是根 據(jù)經(jīng)驗確定的，可查表 3-2。 還有一種情況，有時采暖房間圍護結(jié)構(gòu)的另一側(cè)也是采暖房間，但兩側(cè)室溫 不同，與相鄰的房間溫差大于或等于 5℃時，應該算通過隔墻或樓板等的傳熱量。 與相鄰房間的溫差小于 5℃時，且通過隔墻和樓板的等的傳熱量大于該房間的 10% 時，也應計算傳熱量。 表 3-2 圍護結(jié)構(gòu)的溫差正系數(shù) 序號 圍護結(jié)構(gòu)特征 1 外墻、屋頂、地面以及與室外相通的樓板等 1.00

29、 2 悶頂和與室外空氣相通的非采暖地下室上面的樓板等 0.90 3 與有外門窗的不采暖樓梯間相鄰的隔墻（ 1~6 層建筑） 0.60 4 與有外門窗的不采暖樓梯間相鄰的隔墻（ 7~30 層建筑） 0.50 5 非采暖地下室上面的樓板，外墻上有窗時 0.75 6 非采暖地下室上面的樓板，外墻上無窗且位于室外地坪以上時 0.60 7 非采暖地下室上面的樓板，外墻上無窗且位于室外地坪以下時 0.40 8 與有外門窗的非采暖房間相鄰的隔墻、防震縫墻 0.70 9 與無外門窗的非采暖房間相鄰的隔墻 0.40 10 伸縮縫墻

30、、沉降縫墻 0.30 4 ．基本耗熱量的計算舉例 首先將房間編號，編號應簡單明了且有層次，編號詳見平面圖。 以 101 房間為例。 已知的圍護結(jié)構(gòu)條件 : 1、房間高 3.9m，長 12m，寬 8.4m，含一扇外通窗和一面外墻，無外門 2、采暖室外計算溫度： tw =-11.4℃，該房間為化學實驗室，室內(nèi)計算溫度為 t n 18℃； 3、外窗傳熱系數(shù)為 K wc =3.9W/(m2. ℃)，外墻傳熱系數(shù)為 K wq =0.9W/(m2. ℃)， 地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)按照地帶劃分為 1、2、3、4 四個地帶，

31、傳熱系數(shù)分別為 0.47W/(m2.℃) 0.23W/(m2. ℃) 0.12 W/(m2.℃) 0.07W/(m2.℃ ) 代入公式 (3-2)得： Q Qwch Qwq Qd 7083.165W （四）圍護結(jié)構(gòu)的附加耗熱量 1 ．圍護結(jié)構(gòu)的附加 (修正 )耗熱量 （1）朝向修正耗熱量 朝向修正耗熱量是考慮建筑物受太陽照射而對外圍護結(jié)構(gòu)傳熱損失的修正。 1、不同朝向的圍護結(jié)構(gòu)所得的太陽輻射熱是不同的，如為連續(xù)采暖時，朝向 修正率應按規(guī)定的數(shù)值選用。 2、

32、需要減少 (或附加 )的耗熱量等于垂直的外圍結(jié)構(gòu) (門、窗、外墻及屋頂?shù)拇? 直部分 )基本耗熱量乘以相應的朝向修正率。 3、建筑物被遮擋時不進行朝向修正，此要了解所設計建筑物的周邊環(huán)境。本 設計建筑物不被遮擋。 4、一般情況下，課程設計提供的建筑圖上都有指南針，在進行朝向修正時要 按建筑物的方位進行設計，如圖中無指南針，仍按上北下南來考慮。 朝向修正耗熱量的修正率為： 東： -5％； 西： -5％； 南： -20％； 北： 5％。 （2）風力附加耗熱量 風力附加是考慮室外風速變化而對外圍結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量的修正。 《設計規(guī)范》

33、 規(guī)定：在一般情況下，不必考慮風力附加，只對建筑在不避風的高地、河邊、海 岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內(nèi)特別高出的建筑物，垂直的外圍護結(jié)構(gòu) 附加 5％～ 10％。 風力附加率，是指在采暖耗熱量計算中，基于較大的室外風速會引起圍護結(jié) 構(gòu)外表面換熱系數(shù)增大即大于 23w/(㎡．℃)而增加的附加系數(shù)。 由于我國大部份地區(qū)冬季平均風速不大，一般為 2~3m/s，僅個別地區(qū)大于 5m/s，影響不大，為簡化計算起見，一般建筑物不必考慮風力附加，僅對建筑在不避風的高地、河邊、海 岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內(nèi)特別高出的建筑物的風力附加系數(shù)做了規(guī)定。 本次

34、設計不做附加計算。 （3）高度附加耗熱量 民用建筑和工業(yè)企業(yè)輔助建筑 (樓梯間除外 )的高度附加率，房間高度大于 4m 時，每高出 lm 應附加 2％，但總的附加率不應大于 15％。 高度附加率，是基于房間高度大于 4m 時，由于豎向溫度梯度的影響導致上部空間及圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量增大而加的附加系數(shù)。由于圍護結(jié)構(gòu)耗熱作用等 影響，房間豎向溫度的分布并不總是逐步升高的．因此對高度附加率的上限值做 了不應大于 15％的限制。 對于多層建筑物樓梯間的耗熱量計算不考慮高度附加，因為樓梯間的空氣和 各樓層相通，只是在布置散熱器時，盡量放

35、在底層。這就已考慮豎向溫度梯度了。 本次設計辦公樓層高最高 3.9m,無高度附加。 注意：高度附加率，應附加于圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量和其他附加耗熱量上。 （4）冷風滲透耗熱量 由于本設計選取縫隙長度不便，所以按照換氣次數(shù)法計算，公式如下： Q' 0.278n V c p w (t n t ) W (3-3) 2 k n w 式中： Vn —— 房間內(nèi)部體積， m3 ； nk —— 房間的換氣次數(shù) ,次 /h； —— 采暖室外計算溫度下的空氣密度 (kg/m3)； 本設計取 1.

36、35kg/m3 Vn—— 采暖房間的體積 (m3)； tn—— 采暖室內(nèi)計算溫度 (℃ )； tw—— 采暖室外計算溫度 (℃)。 nk 可以按表 3-3 選取： , nk 取 1 ，外墻含兩面以上外窗的 , nk 取 本次設計外墻有一面外窗和兩面外窗的 1。 2 表 3-3 概算換氣次數(shù) 房間外墻暴露情況 一面有外窗或外門 1/4 — 2/3 兩面有外窗或外門 1/2 —1 三面有外窗或外門 1— 1.5 門廳

37、 2 （5）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(nèi)。把這部分冷空 氣加熱到室內(nèi)溫度所消耗的熱量稱為冷風侵入耗熱量。 冷風侵入耗熱量較大，占熱負荷比例不容忽視。 例如：設樓層數(shù) n=5， 一道門的附加 65％ n 為： 4.65*65 ％*5=15.11 兩道門的附加 80％ n 為： 2.33*80 ％*5=9.32 按照下列公式計算： Q3'  NQ1' jm  (3-4) 式中：  Q1' jm —— 外門的基本耗

38、熱量，  W ； Q3' —— 冷風侵入耗熱量， W； N—— 考慮冷風侵入的外門附加率。 表 3-4 外門附加率 N 值（注： n 為建筑物的樓層數(shù)） 外門布置狀況 附加率 一道門 65n% 兩道門（有門斗） 80n% 三道門 60n% 供暖建筑和生產(chǎn)廠房的主要出口 500% 以一樓走廊為例： 設計建筑物 5 層，一樓走廊一側(cè)有一道外門，故冷風侵入的外門附加率 N=5×65%=3.25 一側(cè)走廊外門基本耗熱量為 6779.29W（計算見附錄 1） 所以 Q3' =3.25

39、 ×6779.29=22032.7W （五）計算熱指標： 1、房間的負荷面積熱指標計算公式： X Q （ 3-5） F 式中： X —— 面積熱指標； F —— 建筑物面積； 2、物總的供暖熱負荷及采暖熱指標 根據(jù)本建筑物的特點知 : 建筑面積 F=6878.7m2 所以供暖面積熱指標，按式（ 3-5）： X=326.2x1000/6878.7=47.4W/㎡其它房間的熱負荷計算結(jié)果見附錄表中。 表 3-5 民用建筑的面積熱指標 建筑類型 qAn （ W / ㎡） 建筑類

40、型 qAn （ W / ㎡） 住 宅 50 ～ 70 圖書館 65～90 別墅（ 1～ 2 層建 100 ～ 125 幼兒園、托兒所 75 ～ 120 筑） 58 ～ 81 學 校 60～80 辦 公 65 ～ 95 商 店 65 ～ 100 醫(yī) 院 68 ～ 98 禮 堂 100 ～ 160 試驗樓 60 ～ 85 食 堂 85 ～ 140 旅 館 90 ～ 120 體育館 80 ～ 150 影劇院 按照

41、規(guī)范規(guī)定辦公樓的熱負荷指標為 60～85W/m2 . 而機房由于電腦本省還需要散熱，故提供的問題的溫度就更小，本設計所計 算的負荷、熱指標與規(guī)范規(guī)定存在偏差，分析其存在偏差的原因首先是建筑本身 存在的不一致性，其次由于所選用的保溫材料及材料厚度不同所致；同時由于計 算存在誤差而導致。 四、采暖系統(tǒng)的選擇與確定 （一）本次設計采用散熱器采暖，系統(tǒng)以 95 ℃/70 ℃的熱水為熱媒 熱水熱媒具有以下優(yōu)點： 1、熱能利用效率高； 2、可以改變供水溫度來進行供熱調(diào)節(jié)，既能減少熱網(wǎng)熱損失，又能較好地

42、滿 足衛(wèi)生要求； 3、蓄熱能力高； 4、可以遠距離輸送，供熱半徑大。 （二）系統(tǒng)形式的選擇與確定 可供選擇的系統(tǒng)形式 按系統(tǒng)循環(huán)動力的不同，可分為重力循環(huán)系統(tǒng)和機械循環(huán)系統(tǒng)。 1、重力循環(huán)：靠水的密度差進行循環(huán)的系統(tǒng)，稱重力循環(huán)系統(tǒng)。 表 4-1 供暖系統(tǒng)型式表 形式名 序號 適用范圍 特點 稱 升溫慢、作用壓力小、管徑大、系統(tǒng)簡單、 單管上 作用半徑不超過 50m 的多 不消耗電能 1 供下回 式 層建筑 水力穩(wěn)定性好

43、 可縮小鍋爐中心與散熱器中心距離 升溫慢、作用壓力小、管徑大、系統(tǒng)簡單、 雙管上 作用半徑不超過 50m 的三 不消耗電能 2 供下回 層（≯ 10m ）以下建筑 易產(chǎn)生垂直失調(diào) 式 室溫可調(diào)節(jié) 一般鍋爐與散熱器在同一平面， 故散熱器安 3 單戶式 單戶單層建筑 裝至少提高到 300~400mm 高度 盡量縮小配管長度減少阻力 2、機械循環(huán)：靠機械（水泵）力進行循環(huán)的系統(tǒng)，稱機械循環(huán)系統(tǒng)。機械循

44、環(huán)熱水供暖系統(tǒng)常用的幾種型式： 表 4-2 供暖系統(tǒng)型式表 序號 型式名稱 適用范圍 特點 室溫有調(diào)節(jié)要求的 1、常用的雙管系統(tǒng)做法 2、排氣方便 1 雙管上供下回式 四層 3、室溫可調(diào)節(jié) 以下建筑 4、易產(chǎn)生垂直失調(diào) 1 、緩和了上供下回式系統(tǒng)的垂直失 室溫有調(diào)節(jié)要求且 調(diào)象 2 雙管下供下回式 頂層不能敷設干管 2、安裝供回水干管需設置地溝 時的四層以下建筑 3、室內(nèi)無供水干管，頂層房間美觀 4、排氣不便 頂層供水干管無法 1、

45、可解決一般供水干管擋窗問題 3 雙管中供式 敷設或邊施工邊使 2、解決垂直失調(diào)比上供下回有利 用的建筑 3、對樓層擴建有利，排氣不利 熱媒為高溫水， 室溫 4 雙管下供上回式 有調(diào)節(jié)要求的四層 以下建筑 5 垂直單管順流式 一般多層建筑 頂層無法敷設供水 6 垂直單管雙線式 干管的多層建筑 垂直單管下供上 熱媒為高溫水的多 7 回式 層建筑 垂直單管上供中 不易設置地溝的多 8 回式 層建筑

46、 垂直單管三通閥 多層建筑和高層建 9 跨越式 筑 10 單雙管式 八層建筑以上 單層建筑或不能敷 11 水平單管串聯(lián)式 設立管的多層建筑 單層建筑串聯(lián)散熱  1、解決垂直失調(diào)有利 2 、排氣方便，能適應高溫水熱媒，可降低散熱器表面溫度 3 、降低散熱器傳熱系數(shù)，浪費散熱 器 1、常用的一般單管系統(tǒng)做法 2 、水力穩(wěn)定性好，排氣方便，安裝構(gòu)造簡單 1 、當熱媒為高溫水時可降低散熱器表面溫度 2、排氣閥的安

47、裝必須正確 1、降低散熱器的表面溫度 2、降低散熱器傳熱量、浪費散熱器 1、節(jié)約地溝造價，系統(tǒng)泄水不方便 2 、影響室內(nèi)底層房屋美觀，排氣不 便 1 、可解決建筑層數(shù)過多垂直失調(diào)的問題 1、避免垂直失調(diào)現(xiàn)象產(chǎn)生 2 、可解決散熱器立管管徑過大的問 題 3、克服單管系統(tǒng)不能調(diào)節(jié)的問題 1 、常用的水平串聯(lián)系統(tǒng)，經(jīng)濟、美觀、安裝簡便 2、散熱器接口處易漏水，排氣不便 12 水平單管跨越式 器組數(shù)過多時 1、入口設換熱裝置造價高 13 分層式 高溫水熱源 1、入口設換熱裝置造價高 14

48、 雙水箱分層式 低溫水熱源 1、管理較復雜 2 、采用開式水箱，空氣進入系統(tǒng)， 易腐蝕管道 注： 1.無論系統(tǒng)大小，有條件時，盡量采用同程式，以便壓力平衡。 2.水平供水干管敷設坡度不應小于 0.003。坡度應與水流方向相反，以利排氣。 3、系統(tǒng)確定：本設計采用機械循環(huán)上供下回垂直單管順流異程式系統(tǒng) 綜上各種系統(tǒng)形式的特點，結(jié)合本工程實際情況（本工程為西寧市某中學實 驗樓，建筑高度 21.4m，共 5 層，采用外網(wǎng)集中供熱，入口處壓力 100kp），并考 慮到本工程的實際規(guī)模和施工的方便性，根據(jù)經(jīng)濟節(jié)約并滿

49、足設計要求的原則， 本設計采用機械循環(huán)上供下回垂直單管順流異程式系統(tǒng)，該系統(tǒng)水力穩(wěn)定性好， 排氣方便，安裝構(gòu)造簡單，對本建筑的采暖、經(jīng)濟、安裝等綜合要求相對比較適 合。 以下做本對系統(tǒng)的說明： 1.采用機械循環(huán)垂直單管系統(tǒng)，上供下回，異程式系統(tǒng)，這樣可以使作用壓頭 達到可能的最大值，而散熱器面積和管道的安裝工作量都最小。 2.把總供水立管布置在建筑建筑中間， 供水在此分出了兩支， 使環(huán)路竟可能小， 保證了不平衡率保持在一個較低水平，立管數(shù)量按照最少原則布置，這樣也利于 系統(tǒng)平衡，盡量使每一路環(huán)路承擔的符合相近。 3.每根立管每層可以各

50、大多數(shù)帶兩個散熱器， 這樣對管道較經(jīng)濟， 而且有利于 提高水力穩(wěn)定性。 4.在系統(tǒng)地最高處，在主立管的頂端，接了一個膨脹水箱，安放在悶頂或?qū)Ｓ? 水箱內(nèi)。它的作用在于儲存或補充系統(tǒng)里的水熱脹冷縮的水量。此外，當系統(tǒng)沖 水時，以及當冷水被逐漸加熱時，系統(tǒng)里的空氣和從水中析出的溶解空氣可以通 過膨脹水箱排掉。為此，供水水平干管在安裝時要保持 0.003 的坡度。系統(tǒng)的最高 點設立集氣罐。 5.供水水平干管安裝在樓面下，這避免了管道暴露在屋面，直接日曬雨淋，使 用時間長，管道保溫層外的保護層和防水層不易破損，不會造成因保溫層吸水而 使管道的熱損失增

51、加，故在使用中要保溫措施不必經(jīng)常維修。 6 回水水平干管也應有 0.003 的坡度，它的坡向應該保證系統(tǒng)的水能通過回水 管完全排空。本設計將回水干管放在了底層室內(nèi)地溝里。 7.在每個分環(huán)的供水及回水總管上各安裝一個閥門， 便于分環(huán)調(diào)節(jié)和檢修。 在 每根立管的上下端，各安裝一個閥門。 8.回水干管沿地溝敷設，水平高度為 -0.63m。 五、散熱器的選擇及計算 （一）散熱器的選用 1 ．散熱器的選用原則 1、 按產(chǎn)品標準中的規(guī)定選用散熱器的工作壓力，會更準確

52、和適應散熱器行 業(yè)發(fā)展的需要。 2 、散熱器的散熱性、清掃和裝飾要求 3 、采用鋼制散熱器時，必須注意防腐，結(jié)垢的問題。 4、熱工性能方面的要求是散熱器的傳熱系數(shù)越高， 說明散熱器散熱性能越好。 5、經(jīng)濟方面的要求， 散熱器傳給房間的單位熱量所需金屬耗量越少成本越低， 其經(jīng)濟性越好。 6、面的要求散熱器應具有一定機械強度和承壓能力，散熱器的結(jié)構(gòu)形式應便 于組合成所需要的散熱面積，結(jié)構(gòu)尺寸要小，少占房間面積和空間。 7、衛(wèi)生和美觀方面的要求散熱器外表光滑，不積灰易于清洗，散熱器裝設應 影響房間美觀。 8、使用壽命要求散熱器應不易于

53、被腐蝕和破壞，使用年限長。 2 ．對散熱器的選用及使用的注意事項 1、具有腐蝕性氣體的工業(yè)建筑或相對濕度較大的房問，應采用耐腐蝕的散熱 器。 2、采用鋼制散熱器時，必須注意防腐問題。應采用閉式系統(tǒng)，并滿足產(chǎn)品對 水質(zhì)的要求，在非采暖季節(jié)采暖系統(tǒng)應充水保養(yǎng)。 3、鋁制散熱器的腐蝕問題日益突出，造成的腐蝕主要是堿腐蝕，采用鋁制散 熱器時．應選用內(nèi)防腐性鋁制散熱器，并滿足產(chǎn)品對水質(zhì)的要求。 4、安裝熱量表和恒溫閥的熱水采暖系統(tǒng)不宜采用水流通道內(nèi)含有粘砂的鑄鐵 等散熱器。 5、熱水采暖系統(tǒng)選用散熱器時，鋼制散熱

54、器與鋁制散熱器不應在同一熱水采 暖系統(tǒng)中使用。 8、購買前一定要了解自己所居住地區(qū)的水質(zhì)情況、供暖系統(tǒng)的供暖方式（如 分戶供熱還是小區(qū)供熱） ，供暖系統(tǒng)是開式系統(tǒng)還是閉式系統(tǒng)。購買時一定要弄清 產(chǎn)品的使用條件，如一些企業(yè)在產(chǎn)品說明書上明確標注，產(chǎn)品適用于閉式系統(tǒng)、 循環(huán)水質(zhì)需為中性、非采暖期時散熱器要滿水保養(yǎng)等使用條件。 9、購買一家企業(yè)的產(chǎn)品時，一般同時購買其配件，以避免其它廠家的配件與 散熱器不匹配而造成安裝或使用中的意外，或出現(xiàn)意外時，責任無法界定。 10、安裝時要請生產(chǎn)廠指定的人員進行安裝、維護。

55、 3 ．散熱器常見故障的排除 （1）散熱器主體局部不熱： 主要集中在下進下出的安裝方式上，原因為散熱器內(nèi)部有氣體不能排出。 解決方式為將排氣閥開啟，將散熱器內(nèi)部氣體排出。 或檢查系統(tǒng)是否壓差過小或流量過低。 （2）散熱器整體不熱： 下進下出的安裝方式，檢查散熱器安裝時是否將導流閥上下位置安裝顛倒；上進下出的安裝方式，檢查散熱器安裝時是否未將流閥開啟?；蛘呤窍到y(tǒng)否 存在問題。 （3）散熱器有水聲： 主要集中在上進下出的安裝方式上，原因為散熱器內(nèi)部有氣體不能排出。 解決方式為將散熱器供水閥門關(guān)閉，將排氣閥開啟，將散熱器

56、內(nèi)部氣體排出，關(guān)閉排氣閥，將供水閥門開啟即可。 如不能排除應檢查系統(tǒng)是否流量過低或系統(tǒng)循環(huán)水含氣量過大。 （4）散熱器震動： 檢查散熱器掛件是否松動，如掛件未松動應檢查系統(tǒng)上是否存在震源導致散 熱器 4 ．鋼制散熱器與鑄鐵散熱器的比較 （1）鑄鐵散熱器主要特點： 鑄鐵散熱器是目前應用最廣泛的散熱器，它結(jié)構(gòu)簡單，耐腐蝕，使用壽命長， 造價低，但其金屬耗量大，承壓能力低， （2）鋼質(zhì)散熱器的主要特點： 1、金屬耗量少。鋼制散熱器多由薄鋼板壓制焊接而成，散出同樣熱量時，金 屬耗量少而且重量輕

57、。 2、承壓能力高。 3、外形美觀整潔，規(guī)格尺寸多，少占有效空間和使用面積，便于布置。 4、除鋼制柱型散熱器外，其他鋼制散熱器的水容量少，持續(xù)散熱能力低，熱 穩(wěn)定性差，供水溫度偏低而又間歇采暖時，散熱效果會明顯降低。 5、鋼制散熱器易腐蝕，使用壽命短。 因鋼制散熱器易腐蝕，對水質(zhì)要求高，使用壽命短，鋼制板式散熱器在我國 已基本上不采用。 5 ．散熱器的選取 本次設計 1~4 層選用 四柱 760 SC(WS)TZ4— 6—5 型散熱器 5 層選用鋼制高 頻焊翅片管散熱器 GRD/280-Ⅱ-20 型。

58、 四柱 760 為柱型散熱器，柱型散熱器是單片的柱狀連通體，每片各有幾個中空的立柱相互連通，可根據(jù)散熱面積的需要，把各個單片組對成一組。 四柱 760 型散熱器的寬度是 143mm，兩邊為柱狀．中間有波浪形的縱向肋片。 四柱散熱器的規(guī)格以高度表示，如四柱 740 型，其高度為 740mm。四拄散熱 器有帶足片和不帶足片兩種片形，可將帶足片作為端片，不帶足片作為中間片， 組對成一組，可以直接落地安裝。本次設計直接落地安裝，距離窗臺為 140mm 該散熱器傳熱系數(shù)高，散出同樣熱量時金屬耗量少．易消除積灰，外形也比較美觀。每片散熱面積少，易組成所需散熱面積。 鋼

59、制高頻焊翅片管散熱器是近年類使用頻率比較高的新型散熱器，體積小，散熱量大。 本設計五層采用落地窗，窗間距離 1.3m，GRD/280-Ⅱ-20 型鋼制高頻焊翅片 管散熱器長 0.4m，款 0.12m，每片散熱面積 4.51w，符合選用要求。 采用 GRD/280-Ⅱ -20 型鋼制高頻焊翅片管散熱器 表  5-1  四柱  760 型散熱器數(shù)據(jù)表 項目  規(guī) 高  寬 長 同側(cè)進  重 量  水 容 量  散 熱 面  傳熱系  散熱量  工 作 壓

60、格 度  度 度 出口中  （  kg/  （L/片）  積（㎡  /  數(shù)（ W/  力 熱水 心距  片）  片）  ㎡·℃）  計算式  普  高 T=64.5  ℃  壓 壓 時 四柱  足  760 14 60 600  6.4  10.5 0.235  8.79  133.3  0.5 0.8 760  3 表  5-2  GRD/280-  Ⅱ -

61、20 型鋼制高頻焊翅片管散熱器數(shù)據(jù)表 規(guī)格（ mm ） 同側(cè)進出口中 翅片管數(shù) 翅片管規(guī)格 散熱面積 散 熱 量 型號 心距（ mm ） （口徑 mm ） （㎡ /片） 長 x 高 x 寬 量（根） T=64.5 ℃（ W/ 片） GRD/280- Ⅱ -20 400120 280 4 20 4.51 1549 （二）散熱器的計算 1 ．散熱器的計算方法 （1）散熱器內(nèi)熱媒平均溫度 t 的確定 1、本課程設計在計算時，不考慮管道散熱引

62、起的溫降。 2、對于雙管熱水供暖系統(tǒng)，為系統(tǒng)計算供、回水溫度之和的一半，而且對所 有散熱器都相同。 3、對于單管熱水供暖系統(tǒng)， 由于每組散熱器的進、 出口水溫沿流動方向下降， 所以每組散熱器的進、出口水溫必須按公式逐一分別計算。 4、本設計采用等溫降法計算管路，系統(tǒng)中各立管的供、回水溫度都取相同的 數(shù)值。布置完散熱器和立管后即可進行詳細計算。 5、、用不等溫降法計算管路時，各立管供水溫度相同，回水溫度不同．只有 在管道水力計算完畢得出每根立管的溫降之后，才能根據(jù)各立管的溫降去計算散 熱溫度相同，回水溫度不同．只器

63、面積和片數(shù)。 6、散熱器的傳熱系數(shù)是否正確， 直接影響散熱器的數(shù)量， 要注意它的準確性。 7、散熱面積的計算應該在布置完散熱器和立管后進行。 8、設計中，為簡化計算，散熱器的熱負荷中不扣除管道的散熱量。 （2）散熱器片數(shù)計算方法 散熱器片數(shù)的計算可按下列步驟進行： 1、利用散熱器散熱面積公式求出房間內(nèi)所需總散熱面積 ; 2、根據(jù)每片散熱器的面積得出所需散熱器總片數(shù)； 3、確定房間內(nèi)散熱器的組數(shù) m； 4、將總片數(shù) n 分成 m 組，得出每組片數(shù) n`，若均分則 n`=n／ m(片／組 )； 5、對每組片數(shù) n`進行片數(shù)修正，乘以 1

64、 ，即得到修正后的每組散熱器片數(shù)， (1)對柱型及長翼型散熱器，散熱面積的減少不得超過 0.1 ㎡； (2)對圓翼型散熱器散熱面積的減少不得超過計算面積的 10﹪。 （3）散熱器的計算公式 散熱器散熱片數(shù) n（片）計算 n(QJ QS ) 1 2 3 4 （5-1） 式中 ： QJ ——房間的供暖熱負荷， w； QS ——散熱器的單位（每片或每米長）散熱量， w/ 片或 w/m 1 ——柱型散熱器的組裝片數(shù)修正系數(shù)及扁管型，板型散熱器長度修正系數(shù)，見表 5-1； 2 ——散熱器支管連接方式修正系數(shù)見《供熱工程》表 5.5-2；由

65、于系統(tǒng)采用的為同側(cè)進出式，故 2 =1.0 3 ——散熱器安裝形式修正系數(shù)， 見《供熱工程》表 5.5-3；本設計取 1.02，明裝但散熱器上部有窗臺板覆蓋，散熱器據(jù)窗臺 140mm； 4 ——進入散熱器流量修正系數(shù)，見《供熱工程》表 5.5-4 表 5-3 散熱器片數(shù)修正值 每組片數(shù) <6 6~10 11~20 >20 0.95 1.00 1.05 1.10 計算散熱器面積時，先取 1 =1.00，但算出 F 后，求出總片數(shù)，然后再根據(jù) 片數(shù)修正系統(tǒng)的范圍乘以 1 對應的值，其范圍如《供熱工程》表 5.5-1：

66、 另外，還規(guī)定了每組散熱器片數(shù)的最大值，對此系統(tǒng)的四柱 760 型散熱器每 組片數(shù)不超過 25 片。 在熱水供暖系統(tǒng)中， tpj 散熱器進出口水溫的算術(shù)平均值： t pj (t sg tsh ) 95 70 2 ℃ 2 82.5 （ 5-2） ℃ 式中： tsg —— 散熱器進水溫度，℃； tsh —— 散熱器出水溫度，℃。 （4）散熱器的計算 計算：本設計采用等溫降法計算 1、計算各層散熱器進、出口水溫 ti ： N Qi t i t g i (

67、tg th ) ℃ （ 5-3） Q 代入公式，得： t5 143490.96 (95 70) 95 85.1 ℃ 362215.48 （ ） (95 70) t4 143490.96 48076.33 81.78 95 362215.48 ℃ （ 48076.33 ） (95 70) t3 143490.96 48076.33 95 362215.48 79.46 ℃ （