三层办公楼供暖设计毕业论文

时间：2007-07-20 18:33:45 来源：相关网站作者：本站收集

三层办公楼供暖设计毕业论文　　本文首先根据基本设计资料计算了三层办公楼的热负荷，然后根据热负荷及建筑物的形式等条件，提出了三种供暖系统设计方案——重力循环双管式系统、机械循环单管异程式系统、机械循环单管同程式系统，并进行经济比较分析，选择布置了供暖管网系统——机械单管同程式系统。绘制出了该系统的平面图和轴测图，还对该系统进行了水力计算，选择管径和流速，使管网系统较好地符合了水力平衡要求。最后还计算了散热器的片数，并布置了散热器。

一、基本设计资料

1、建筑物各层平面图见附图。

　　建筑物各层计算层高：一层：3.2m 二层：3.0m 三层：3.2m

2、围护结构条件

　　①、外墙：2砖（490mm）内抹灰 K=1.27 W/㎡℃

　　②、内墙：两面抹灰一砖内墙 K=1.72 W/㎡℃

　　③、顶棚：上面为有望板的瓦屋面

查设计手册有, W/㎡℃ W/㎡℃

W/㎡℃

　　④、地板：直接铺在土壤上的不保温地面

　　根据划分地带法计算

=0.47 W/㎡℃ =0.23 W/㎡℃ =0.12 W/㎡℃ =0.07 W/㎡℃

　　⑤、外窗：C—2型双层木窗

　　外窗传热系数：K=2.67 W/㎡℃

　　外窗缝隙的计算长度：L=12m

　　⑥、外门：M—2 上部为不可开启的双层玻璃上亮子，f1=0.75㎡,下部为双层木门，

　　f2=3.12㎡ M—4 无上亮子，其它同M—2

　　外门传热系数：K=2.33 W/㎡℃

　　外门缝隙的计算长度：L=9.12m

3、气象条件

　　北京市供暖室外计算温度 = -9℃

　　北京市冬季室外平均风速 = 2.8m/s

4、设计要求

　　室内计算温度办公室： =18℃ 走廊：=14℃ 楼梯 =14℃

二、热负荷计算

1、围护结构传热耗热量计算

2、冷风渗透耗热量计算

　　冷风渗透耗热量：

3、外门冷风侵入耗热量计算

　　外门冷风侵入耗热量： W

4、耗热量修正

　　先进行朝向和风向修正，在进行高度修正

5、房间总耗热量计算

　　计算结果在附表中。

6、备注

　　热负荷计算中，相邻房间温差小于5℃时不计算隔墙和楼板的传热量（如没有计算房间之间、房间和走廊、房间和楼梯间之间的传热）。因为，在实际中，走廊里由于房间通过内墙的传热使之可以保持热平衡，并且对走廊的温度要求不高，同时为了计算的简便，在走廊里没有布置散热器。

三、供暖系统选择

　　在此提出三种系统设计方案：

　　方案一：重力循环双管式系统。（如附图所示）

　　方案二：机械循环单管异程式系统。（如附图所示）

　　方案三：机械循环单管同程式系统。（如附图所示）

　　根据以下原则进行技术和经济比较：

　　原则一、热媒的选择：热水供暖与蒸汽供暖的比较。

　　蒸汽供暖系统的设计和布置都比较复杂且其维护和维修费用较大。对该三层办公楼，只需要设计一个小型的供暖系统，选用热水供暖系统比较经济合理。

　　原则二、热媒温度的选择。

=95℃ =70℃

　　原则三、供暖管网布置形式

　　根据建筑物平面图，考虑到管网布置的经济合理并且易于设计计算，便于维护管理。该系统的管网布置如附图中的平面图和轴测图所示。

　　原则四、供暖系统动力的选择

　　由于楼梯间的热负荷相对于其它立管很小，选用重力循环系统很难达到水力平衡，因此采用将管道接到室外机械供暖管道上的形式。

　　原则五、考虑到设计计算的方便，将供暖系统布置成单管顺流上进下出同程式系统。

　　原则六、经济比较

　　通过对各个系统的管长L、管径D以及厚度△D进行估算，并进行比较

Y=2∏D×△D×∑L

　　计算出各个系统的Y值，取其最小值。

　　最后综合考虑三种方案的技术和经济，最终选择方案三——机械循环单管同程式系统。

四、系统水力计算

1、在系统轴测图上进行管段编号，并标注各管段的热负荷和管长。

2、首先计算通过最远立管Ⅴ的的环路，确定出供水干管各管段、立管Ⅴ和回水总干管的管径及其压力损失。

　　本设计采用推荐的平均比摩阻大致为60~120 Pa/m来确定最不利环路各管段的管径。首先根据公式确定各各管段的流量。根据G和选用的值，查设计手册，将查出的各管段d 、R 、v值列入水力计算表格中。最后算出最不利环路的总压力损失。入口的剩余循环压力，用调节阀节流消耗掉。

3、用同样的方法，计算通过最近立管Ⅰ的环路，从而确定出立管Ⅰ、回水管各管段的管径及压力损失。

4、求并联环路立管Ⅰ和立管Ⅴ的压力损失不平衡率，使其不平衡率在5%以内。

5、根据水力计算结果，利用节点压力平衡原理，表示出系统的总压力损失及各立管的资用压力值。

　　注意：

　　①、如果个别立管供、回水节点间的资用压力过小或过大，则会使下一步选用该立管的管径过粗或过细，设计很不合理。此时，应调整第一、二步骤的水力计算，适当改变个别供、回水干管的管段直径，使易于选择各立管的管径并满足并联环路不平衡率的要求。

　　②、针对本系统，由于楼梯间的立管上压力损失不易平衡，采用将个别管段管径调小和在个别管段上加截止阀的方法使之平衡。

6、确定其它立管管径。根据各立管的资用压力和立管各管段的流量选用合适的立管管径。

7、求各立管的不平衡率。根据各立管的资用压力和立管的计算压力损失，求各立管的不平衡率。不平衡率应在10%以内，若不平衡率过大，则应调整管径使之平衡。

8、水力计算结果如表所示。

9、南环路的水力计算和北环路类似。

机械循环同程式单管热水供暖系统管路水力计算表（北环路）

管段号												供水管起点到计算管段末端压力损失
管段号	W	kg/h	m	mm	m/s	Pa/m	Pa		Pa	Pa	Pa	供水管起点到计算管段末端压力损失
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
通过立管Ⅴ的环路
1	53094	1826	15	40	0.40	6.0	900	1.5	78.66	118	1018	1018
2	31281	1076	8.7	32	0.31	43.96	382.5	4.5	47.25	213	596	1614
3	23057	793	7.2	25	0.39	104	749	1.0	74.78	75	824	2438
4	16963	584	7.2	20	0.47	200	1440	1.0	108.6	109	1549	3987
5	14318	493	3.6	25	0.25	42	151	1.0	30.73	31	182	4169
6’	8224	283	7.5	20	0.23	50	375	1.0	26.01	26	401	4570
6	8224	283	9.9	20	0.23	50	495	7.0	26.01	182	677	5247
7	——	142	12	15	0.21	63.1	757	33	21.68	715	1472	6719
8	31281	1076	40	32	0.31	43.96	1758	8	47.25	378	2136	9035
9	53094	1826	3	40	0.4	60	180	0.5	78.66	39	219	9254

通过立管Ⅰ的环路
10	8224	283	9.4	20	0.23	50	470	5	26.01	130	600	2214
11	——	142	12	15	0.21	63.1	757	33	21.68	715	1472	3686
10’	8224	283	7.7	20	0.23	50	385	5.0	74.78	374	759	4445
12	14318	493	7.2	25	0.24	42	302	1.0	14.21	28	330	4775
13	16964	584	3.6	25	0.29	57.89	208	10.0	75	414	622	5397
14	23058	793	7.2	25	0.39	104	749	10.0	26.01	748	1497	6894
管段3~7与管段10~14并联不平衡率= 系统总压力损失为9249剩余作用压力在引入口处用阀门节流
立管Ⅳ 资用压力=5397-4169=1228Pa
15	6094	210	6.2	20	0.17	28.55	177	3.5	14.21	50	227
16	——	105	12	15	0.15	35.82	430	33	11.06	365	795
15’	6094	210	3.7	20	0.17	28.55	106	4.5	14.21	64	170
不平衡率=
立管Ⅲ 资用压力=4775-3987=788Pa
17	2646	91	9.4	15	0.13	27.51	259	19.5	8.31	162	421
18	——	91	4	15	0.13	27.51	110	19	8.31	158	268
18’	2646	91	0.5	15	0.13	27.51	14	4.5	8.31	37	53
不平衡率=
立管Ⅱ 资用压力=4445-2438=2007Pa
19	6094	210	6.2	15	0.31	132.5	822	3.5	47.25	165	987
20	——	105	12	15	0.15	35.82	430	33	11.06	365	795
21	6094	210	3.7	20	0.17	28.55	106	4.5	14.21	64	170
不平衡率=

机械循环同程式单管热水供暖系统管路水力计算表（南环路）

管段号	Q	G	l	d	v	R	△Py =Rl	∑ζ	△Pd	△Pj	△P	供水管起点到计算管段末端压力损失
管段号	W	kg/h	m	mm	m/s	Pa/m	Pa	∑ζ	Pa	Pa	Pa	供水管起点到计算管段末端压力损失
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
通过立管Ⅹ的环路
1	53094	1826	15	40	0.40	60	900	1.5	78.66	118	1018	1018
22	21283	750	8.7	25	0.38	93.5	813	4.5	70.99	319	1132	2150
23	15832	545	7.2	25	0.28	50.75	365	1.0	38.54	39	404	2554
24	11956	411	7.2	20	0.34	102.4	737	1.0	56.83	57	794	3348
25	9857	339	3.6	20	0.27	71.57	258	1.0	35.84	36	294	3642
26’	5981	206	7.5	20	0.17	27.53	206	1.0	14.21	14	220	3862
26	5981	206	9.9	20	0.17	27.53	273	7.0	14.21	100	373	4235
27	——	103	12	15	0.15	34.58	415	33	11.06	365	780	5015
28	21283	750	40	25	0.38	93.5	3740	8	70.99	568	4308	9323
9	53094	1826	3	40	0.40	60	180	0.5	78.66	39	219	9542

通过立管Ⅵ的环路
30	5981	206	9.4	20	0.17	27.53	259	5.0	14.21	71	330	2480
31	——	103	12	15	0.15	34.58	415	33	11.06	365	780	3260
30’	5981	206	7.7	20	0.17	27.53	212	5.0	14.21	71	283	3543
32	9857	339	7.2	25	0.17	21.1	152	10	14.21	142	294	3837
33	11956	411	3.6	25	0.21	30	108	10	21.68	217	325	4162
34	15832	545	7.2	25	0.28	50.75	365	10	38.54	385	750	4912
管段23~27与管段30~34并联不平衡率= 系统总压力损失为9439剩余作用压力在引入口处用阀门节流
立管Ⅸ 资用压力=4162-3642=520Pa
35	3876	133	6.2	20	0.10	12.24	76	3.5	4.92	17	93
36	——	67	12	15	0.10	15.75	189	33	4.92	162	351
35’	3876	133	3.7	20	0.10	12.24	45	4.5	4.92	22	67
不平衡率=
立管Ⅷ 资用压力=3837-3348=489
37	2099	72	9.4	15	0.11	17.93	169	19.5	5.95	116	285
38	——	72	6	15	0.11	17.93	108	21	5.95	125	233
38’	2099	72	0.5	20	0.06	4.06	2	4.5	1.77	8	10
不平衡率=
立管Ⅶ 资用压力=3543-2554=989
39	3876	133	6.2	15	0.20	55.7	345	3.5	19.66	69	414
40	——	67	12	15	0.10	15.75	189	33	4.92	162	351
41	3876	633	3.7	15	0.20	55.7	206	4.5	19.66	88	294
不平衡率=

五、散热器片数计算

1、根据公式计算各散热器的进、出水温度，如图表示图中标注各点的水温

2、选用M—132型散热器

　　传热系数为 W/㎡℃

　　散热面积为 F=0.24 ㎡/片

3、选用同侧上供下回安装方式，=1.0

4、散热器安装在壁内，上顶距窗台板40mm，=1.11。

5、散热器片数计算

　　说明：在计算散热器片数的时候，n的取值按四舍五入的原则选取的，楼梯间里只在一、二层间和二、三层间各布置一个散热器，由于楼梯间底层的散热器片数应该布置的比上面的要多，因此在计算楼梯间底层散热器片数时采取只入不舍的原则，而上部散热器的片数计算采取只舍不入的原则。

6、计算结果如下表所示。

散热器片数计算表

编号	热负荷									面积	片数
1,2,7,8	1416	78.61	70	74.3	56.3	7.68	1.05	1.0	1.11	0.24	16
18,25	1485	85.63	78.61	82.12	64.12	7.97	1.05	1.0	1.11	0.24	14
19,24	823	85.63	78.61	82.12	64.12	7.97	1.0	1.0	1.11	0.24	8
35,36,41,42	1542	95	85.63	90.32	72.32	8.25	1.05	1.0	1.11	0.24	13
3~6	1004	78.24	70	74.12	56.12	7.68	1.05	1.0	1.11	0.24	11
20~23	823	84.99	78.24	81.62	63.62	7.96	1.0	1.0	1.11	0.24	8
37~40	1220	95	84.99	90.00	72.00	8.24	1.0	1.0	1.11	0.24	8
52	1323	82.5	70	76.25	62.25	7.91	1.05	1.0	1.11	0.24	13
53	1323	95	82.5	88.75	74.75	8.33	1.05	1.0	1.11	0.24	11
16,17,10,9	1040	78.45	70	74.23	56.23	7.68	1.05	1.0	1.11	0.24	12
26,34	1107	85.08	78.45	81.77	63.77	7.96	1.05	1.0	1.11	0.24	11
27,33	456	85.08	78.45	81.77	63.77	7.96	0.95	1.0	1.11	0.24	4
43,44,50,51	1169	95	85.08	90.04	72.04	8.24	1.0	1.0	1.11	0.24	9
11,12,14,15	633	78.17	70	74.09	56.09	7.67	1.0	1.0	1.11	0.24	7
13	794	79.46	70	74.13	56.73	7.70	1.0	1.0	1.11	0.24	8
28, 9,31,32	456	84.05	78.17	81.11	63.11	7.94	0.95	1.0	1.11	0.24	4
30	456	84.89	79.46	82.18	64.18	7.98	0.95	1.0	1.11	0.24	4
45,46,48,49	849	95	84.05	89.53	71.53	8.23	1.0	1.0	1.11	0.24	7
47	849	95	84.89	89.95	71.95	8.24	1.0	1.0	1.11	0.24	7

六、系统优缺点评价

　　本供热系统设计采用机械单管同程式系统，系统结构简洁，热负荷计算准确，水力计算也基本符合平衡要求。水力计算还不够精确，在楼梯间立管上为了平衡压力损失，加装了几个截止阀，使得系统初投资费用增大。并且由于所学知识有限，没有绘制出该系统的具体施工图。本系统还有很多地方有待改进！

七、参考文献

1、王志勇、刘振杰主编《暖通空调设计资料便览》中国建筑工业出版社 1993

2、贺平、孙刚主编《供热工程》中国建筑工业出版社 1993

局部阻力系数计算表

管段号	局部阻力	个数	∑ζ	管段号	局部阻力	个数	∑ζ
1	乙字弯弯头	1 1	1×0.5 1×1.0	10,30	弯头合流三通	1 1	1×2.0 1×3.0
		∑ζ=1.5				∑ζ=5.0
2,22	弯头	3	3×1.5	10’, 30’	乙字弯弯头	1 2	1×1.0 2×2.0
		∑ζ=3.5				∑ζ=5.0
3,4,5,6’,23,24,25,26’	乙字弯	1	1×1.0	32	乙字弯截止阀	1 1	1×1.0 1×9.0
		∑ζ=1.0
6,26	排气阀弯头乙字弯	1 2 1	1×3.5 2×1.0 1×1.5			∑ζ=10.0
				13,14, 33,34	乙字弯截止阀	1 1	1×1.0 1×9.0
								∑ζ=7.0		∑ζ=10.0
		7,11,16, 20,27, 31,36, 40	合流三通分流三通散热器			4 3 6	4×3.0 3×3.0 6×2.0	15,35	旁流三通乙字弯	1 1	1×1.5 1×2.0
∑ζ=3.5
∑ζ=33.0				15’,35’ ,38’	合流三通乙字弯	1 1	1×3.0 1×1.5
8,28	弯头乙字弯斜杆截止阀	3 1 1	3×1.5 1×1.0 1×21.5
				∑ζ=4.5
				17,37	旁流三通乙字弯截止阀	1 1 1	1×1.5 1×2.0 1×16
		∑ζ=8.0
9,29	乙字弯	1	1×0.5
		∑ζ=0.5				∑ζ=19.5
18’	合流三通乙字弯截止阀	1 1 1	1×3.0 1×1.5 1×16.0	18	合流三通分流三通散热器	3 2 2	3×3.0 2×3.0 2×2.0
		∑ζ=20.5				∑ζ=19
38	合流三通分流三通散热器	4 3 3	3×3.0 2×3.0 3×2.0
		∑ζ=21