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1、课程设计计计算说说明书设计名称称：供热热、锅炉炉综合课课程设计计学校院系系：湖南南大学土土木工程程学院专业班级级：建筑筑环境与与设备工工程专业业指导老师师：学 生：日 期： 前言摘 要人们在日日常生活活和社会会生产中中都需要要使用大大量的热热能。将将自然界界的能源源直接或或间接地地转化为为热能，以以满足人人们需要要的科学学技术，称称为热能能工程。供供暖就是是用人工工方法向向室内供供给热量量，使保保持一定定的室内内温度，以以创造适适宜的生生活条件件或工作作条件的的技术。所所有供暖暖系统都都由热媒媒制备（热热源）、热热媒输送送和热媒媒利用（散散热设备备）三个个主要部部分组成成。热源源和散热热设备分
2、分别设置置，用热热媒管道道连接起起来，由由热源向向各个房房间或者者各个建建筑物供供给热量量的供暖暖系统，称称为集中中式供暖暖系统。按按人体生生理条件件对气温温环境的的要求，人人们活动动的环境境温度在在12以上较较为适宜宜，集中中供热的的标准温温度1882是根据据人们的的生理需需求而确确定的。 在寒冷冷的冬季季，由于于房屋的的保温作作用，室室内的温温度一般般要比室室外高出出5左右，当当室外温温度在88时，室室内就不不能保证证温度在在12以上，人人体便产产生寒冷冷感，所所以我国国把采暖暖的室外外界线温温度定为为8。 本本次设计计对象为为郑州市市某师范范学院冬冬季供暖暖系统，设设计任务务如下：五层教
3、教学楼热热负荷计计算、教教学楼采采暖管网网选择布布置、散散热器计计算和布布置、整整个校区区外网管管路设计计及水力力计算、锅锅炉房设设计计算算等。目 录录第一章 :设计任任务书1. 设计题目目32. 设计任务务和目的的33. 设计原始始资料 4第二章 :室内采采暖工程程设计1. 设计参数数52.建筑筑维护结结构的校校核53.房间间热负荷荷的计算算884.系统统形式的的选择125.散热热器的选选择计算算及散热热器的布布置1556.室内内的水力力计算及及水压图图18第三章:室外供供热管网网设计1.供热热管网的的布置252.供热热管网水水利计算算253.系统统定压方方式选择择及水压压图3114.管道道
4、的敷设设与保温温3335.集中中供热调调节34第四章:锅炉房房工艺设设计1.锅炉炉型号及及台数的的选择352.水处处理设备备的选择择3353.给水水设备和和主要管管道的选选择和计计算3774.气水水系统主主要管径径的确定定338 5.燃气气及排烟烟系统396.排污污系统407.热工工控制和和测量仪仪器400第五章:参考文文献、附附件及附附图1.参考考文献2.所有有房间的的热负荷荷列表3.室内内水力计计算表4.室外外水力计计算表5.室内内采暖系系统图、平平面图6.室外外供热管管网平面面布置图图、水压压图7.锅炉炉房热力力系统图图第一章、设设计任务务书一、设计计题目：1. 某某北方某某师范学学院供
5、热热工程、锅锅炉房工工艺课程程设计。二、设计计任务和和目的本设设计由北北方地区区某市某某师范学学院的室室外热水水供热管管网设计计、学生生公寓采采暖设计计和锅炉炉房工艺艺设计三三部分组组成。全院院分教学学区和生生活区两两个区域域。生活活区包括括教师宿宿舍、学学生宿舍舍、食堂堂、和浴浴室等，在在采暖期期间全天天供热。教教学区包包括教学学楼、图图书馆、体体育馆、大大礼堂和和行政办办公等建建筑。教教学区晚晚上100点以后后停止供供热，维维持值班班温度。根根据全院院总平面面图；按按图中各各建筑物物的使用用功能、建建筑面积积、高度度等，完完成能满满足全院院各建筑筑物热负负荷的供供热管网网设计。根根据学生生
6、公寓建建筑图，完完成学生生公寓的的采暖设设计。根根据全院院各建筑筑物总热热负荷，完完成锅炉炉房工艺艺设计。全全院地势势平坦，地地下水位位较低。全全院各建建筑物的的建筑面面积详见见总图。学生生根据所所学基础础理论和和专业知知识，结结合实际际工程，按按照工程程设计规规范、标标准、设设计图集集和有关关参考资资料，在在老师的的指导下下，独立立完成建建筑所要要求的工工程设计计，并通通过设计计过程，使使学生比比较系统统地掌握握暖通设设计规则则、方法法、步骤骤，了解解相关专专业的配配合关系系，培养养学生分分析问题题和解决决问题的的能力，为为今后的的毕业设设计打下下良好的的基础。为为将来从从事建筑筑环境与与设
7、备工工程专业业设计工工作和施施工、验验收调试试、运行行管理和和有关应应用科学学的研究究及技术术开发等等工作，奠奠定可靠靠的基础础。三、设计计原始资资料1.设计工工程所在在地区: 由指指导老师师指定 2.气象资资料（从从设计手手册中查查找）：供暖、空空调室外外计算干干、湿球球温度，冬冬季室外外平均风风速及主主导风向向供暖天天数（ttw+5），供供暖期日日平均温温度，室室外温度度的延续续时间最最大冻土土层深度度等。3. 建筑筑资料总平平面图、学学生公寓寓建筑平平面图和和立面图图。图中中包括建建筑尺寸寸、维护护结构及及门窗做做法、建建筑层高高、建筑筑用途等等。4. 燃煤煤资料 Cy=58.38% H
8、yy=4.05% Sy=0.777% Oy=5.881% Nyy=0.85% AAy=224.661% Wyy=5.53% Vyy=388.455%Qddwy =2118455kJ/kg 5. 水质质资料总硬度永久硬度度暂时硬度度总碱度溶解固形形物pH4.5 me/L2.1 me/L2.4 me/L2.5 me/L460 me/L8.06. 室内内设计参参数：按按照采采暖通风风与空气气调节设设计规范范GBB500019-20003要求求确定。7. 其他他要求：应根据据当地的的资源情情况，优优先考虑虑新能源源的应用用。四、设计计内容设计内容容由：室室内采暖暖工程设设计、室室外供热热管网设设计和锅
9、锅炉房工工艺设计计三部分分组成。二、室内内采暖工工程设计计一、设计计参数 1.建筑筑地址：河南省省郑州市市 2.气气象资料料及设计计条件北纬344度433分；东东经1113度339分 海拔拔1400.4mm大气压力力：冬季季Pb =110122.8 hPaa；夏季季Pb =9991.7 hhPa； 冬季供暖暖室外计计算温度度：-55 冬季季空气调调节： -7 冬季季最低日日平均温温度： -111.4冬季室外外平均风风速： 4.33 m/s冬季通风风： 0 空调调相对湿湿度： 600%冬季日照照率： 53% 最大冻冻土深度度： 27ccm 室内内计算温温度 = 188 供暖暖楼梯间间温度112
10、走廊廊温度 12 供暖厕厕所温度度16 供暖大大厅温度度 1663.土建建资料：建筑平面面图及剖剖面图、立立面图。图图中包括括建筑尺尺寸、维维护结构构及门窗做法法、建筑筑层高、建建筑用途途等。二、 建建筑围护护结构的的校核 1、围围护结构构的热工工性能外门：实实体木质质外门（双双层）KK=2.33WW/(mm)；外窗：金金属框双双层玻璃璃，K=3.226 WW/(mm)外墙：一一砖半厚厚（3770mmm），内内面抹灰灰砖墙。 K=11.577 W/() D =5.006 。屋面：220mmm水泥砂砂浆 1500mm混混凝土 550mmm 加气气泡沫混混凝土 4mmm沥青青油毡2、校核核围护结结
11、构传热热热阻是是否满足足最小传传热热阻阻的要求求 为了同同时满足足人们热热工和卫卫生方面面的要求求，在稳稳定传热热条件下下可得出出围护结结构的最最大传热热系数和和最小传传热热阻阻，建筑筑物围护护结构采采用的传传热阻值值。应大大于最小小传热阻阻。 (1)外外墙传热热热阻和和最小传传热热阻阻的校核核： 外墙的传传热系数数K=11.577 WW/() ;则传热组组为 =11/K = 0.664 /WW 外墙已已给为3370mmm的砖砖墙，根根据该外外墙的DD可知，为为II型型围护结构,根据下下列公式式围护结结构冬季季室外计计算温度度：=0.6*(-5)+0.4*(-111.4)=-77.6 (22-
12、2)其中：累年年最低日日平均温温度，-11.4； (22-3)式中：围护护结构的的最小传传热热阻阻，； 围护结结构内表表面的传传热热阻阻，；其中： =0.1155 ； 允允许温差差,； =66.0 ； 围护护结构温温差修正正系数。 对于于外墙、平平屋顶及及直接接接触室外外空气的的楼板，=1.0 把把查得的的数据代代入式(2-33)得: = 00.4669经检验： 满满足要求求（2）屋屋顶的传传热热阻阻和最小小传热阻阻的校核核屋顶的组组成及参参数为： 水水泥沙浆浆=200mm =0.93 =111.266= R11*S1= *S1/1=0.02*11.26/0.993=00.244混凝土:=15
13、50mmm =11.744 =117.220 D2=R2*S2=*S2/2=0.15*17.2/11.744=1.48沥青油毡毡: =4 mm =0.17 =3.33 D3=R3*S3=*/=0.0044*3.33/0.117=00.0778屋顶的热热惰性指指标: 所以以 D=0.224+11.488+0.0788=1.7784属于IIII型围围护结构构 则冬冬季该围围护结构构室外计计算温度度:=0.33 +00.7 =0.3*（-5）+0.77*（11.4） = -99.488 屋顶顶的最小小传热阻阻: = (-)* / =1.00*（118-（-9.448）*0.111/66.0 =0.5
14、504 房顶的的传热阻阻: = + + +=0.002/00.933+0.15/1.774+00.0004/00.177+0.1155+0.04=0.2286 经检验经经检验： 不满足足要求所以，加加一层1100mmm厚加加气泡沫沫混凝土土加气泡沫沫混凝土土:=1000 mmm =00.222 =3.56 D4=R4*S4= */ =00.055*3.56/0.222=00.8009再次计算算得到=0.7741， ，满足要求其中：屋屋顶内表表面的换换热阻=0.1115 屋顶外表表面的换换热阻 =0.04 所以：屋屋顶K=1/=1.335 WW/()3、房间间热负荷荷的计算算 房房间内的的热损失
15、失包括： 11、围护护结构的的耗热量量； 22、加热热由门窗窗缝隙渗渗入室内内的冷空空气的耗耗热量； 33、加热热由门、孔孔洞及相相邻房间间侵入的的冷空气气的耗热热量； 44、水分分蒸发的的耗热量量； 55、加热热由外部部运入的的冷物料料和运输输工具的的耗热量量； 66、通风风耗热量量； 77、最小小负荷班班的工艺艺设备散散热量； 88、热管管道及其其他热表表面的散散热量； 99、热物物料的散散热量； 110、通通过其他他途径散散失或获获得的热热量。 所所以 - 供暖暖系统设设计热负负荷； -围护结结构基本本耗热量量； 围护结结构附加加耗热量量 冷风风渗透耗耗热量 冷风侵侵入耗热热量 首首先对
16、5501（编编号在已已在图纸纸中标出出）房间间进行计计算过程程如下： (11)根据据房间的的不同用用途，来来确定房房间的室室内计算算温度； 室内计计算温度度 = 18 供暖楼楼梯间温温度122 走廊温温度 112 供暖厕所所温度118 供暖大厅厅温度 16 (2)计算出出各部分分围护结结构的耗耗热量,并列列于附表表1中。 (3)计算出出附加耗耗热量，并并列于附附表1中中实际耗热热量受各各种环境境因素影影响,会会有所增增减,因因此要对对基本耗耗量进行修修正.附附加耗热热量有朝朝向修正正,风力力附加和和高度附附加.朝向修正正,采用用的方法法是按围围护结构构不同的的朝向,采用不不同的朝朝向修正率率.
17、需要要修正的的耗热量量等于外外围护结结构的基基本耗热热量乘以以相应的朝朝向修正正率. N NNE EE SSE SS SW WW NWW 1 00.5 00.155 00.1 00.155 0.115 0.4 11 按,选选用的朝朝向修正正率选为为:北0% 东,西-55% 南-220%,-155% 风力力附加是是考虑室室外风速速变化而而对围护护结构基基本耗热热量的修修正. 我国国大部分分地区冬冬季平均均风速一一般不大大.规定:在 一般般情况下下不考虑虑风力附附加.只只对建在在不避风风的高地地,河边边,海 岸,旷野上上的建筑筑物,以以及城镇镇,厂区区内特别别突出的的建筑物物才考 虑垂垂直外围围护
18、结构构附加55%-110%.因此郑郑州市的的建筑风风力附加加取 为00%. 高度度附加是是考虑房房屋高度度对围护护结构耗耗热量的的影响而而附加的的耗 热量量.规定:民用建建筑(楼楼梯间除除外)的的高度附附加率, 当房房间高度度大于44m时,第高出出一米应应附加11%.总总附加不不应大于于 155%.高高度附加加率应附附加于房房间各围围护结构构基本耗耗热量和和风力附附 加,朝向附附加耗热热量的总总和上.(4)计计算冷风风渗透耗耗热量并列于于下表中中查相关数数据可以以得到，郑郑州市的的冷风朝朝向修正正系数：东向 nn=0.65 西向向 n=1.000 南向 n=00.2 北向 n=00.655.对
19、有相对对两面外外墙的房房间按最最不利的的一面外外墙计算算冷风渗渗透量。在冬季室室外平均均风速VVpj =33.4mm/s下下，双层层钢窗的的每米缝缝隙的冷冷风渗透透量L=2.116 mm3/mh. 对于北边边外窗来来说：V=Llln=22.1667.550.665=110.553m33/mh.对于南边边外窗来来说：V=Llln=22.1668.440.22=3.63 m3/mh取最不利利的一面面即北面面计算：V=110.553冷风渗透透量 所以= 0.278810.531.332123=89WW（5）外外门冷风风侵入耗耗热量的计算算 可按按开启时时间不长长的一道道门考虑虑。外门门冷风侵侵入耗热
20、热量为外外门基本耗热热量乘以以65nn%，即 = 0.66551077=3448W (6)则该寝寝室供暖暖设计热热负荷总总计为35799+899+3448=440166W讲上述各各计算数数据列入入下表中中。其他他各层各各房间的的计算方方法同上上，数据据依次列列入附表表1中。4、系统统形式的的选择：室内管网网采用机机械循环环同程式式布置（通过各个立管的循环环路的总长度相等），减轻了在远近立管处出现的流量失调而引起在水平方向冷热不均的现象（水平失调），但缺点是金属耗量较大。单管式系统各层散热器的进出口水温不相等，越在下层进水温度越低，因而在下层的散热器片数或组数要相对比上层的多。若采用双管系统，由
21、于各层散热器与锅炉的高差不同，虽然进入和流出各层散热器的供回水温度相同，也将形成上层作用力大，下层作用力小的现象，从而导致流量不均而上下层冷热不匀的现象（垂直失调）。在本设计计中，采采用单管管顺流式式，上供供下回式式系统。室内管道道系统的的展开布布置如下下图：其中管段段1为供供水立管管，管段段2至111为供供水干管管，管段段12至至23为为回水干干管，而而管段AA至K为为通往各各层的立立管。5、散热热器的选选择计算算及散热热器的布布置： 11、根据据算出的的室内各各房间的的耗热量量，我们们可估算算出每个个房间大大概 需要要布置几几个散热热器。一一般宿舍舍只需要要一个散散热器即即可，外外墙 与室
22、室外接触触的宿舍舍一般布布置两散散热器，而而大厅布布置四到到五个散散 热器器既可。 下表为为各根立立管各层层散热器器所需要要提供的的热负荷荷：立管热负荷(W)五层四层三层二层一层A2403313544135441354414577B2403313544135441354414577C（左）2743314666146661466616400C（右）2743314666146661466616400D（左）2008814666146661466616400D（右）2743311533115331153312400E2008811533115331153312400F（左）2215518077180
23、771301115011F（右）184554694691301115011G157774694691301115011H007781166619444I182779699691301113800J（左）874559559802882J（右）182779699691219912988K（左）8745595591301115011K（右）1827796996913011150112.按照照上表所所算出的的各个散散热器上上提供的的热负荷荷，计算算流过各各根 立管管各层散散热器的的供回水水温度： 根根据公式式算出通过过各个立立管各层层散热器器的进出出水温度度，结果果如下表表：各立管供供回水温温度（）5
24、层4层3层2层1层立管ATg9587.4483.1178.9974.66Th87.4483.1178.9974.6670立管BTg9587.4483.1178.9974.66Th87.4483.1178.9974.6670立管CTg9587.2283.0078.8874.77Th87.2283.0078.8874.7770立管DTg9587.3383.1178.9974.66Th87.3383.1178.9974.6670立管ETg9587.5583.2278.9974.66Th87.5583.2278.9974.6670立管FTg9587.9983.9979.9975.3375.7Th87.
25、9983.9979.9975.3370立管GTg9587.6685.4483.2277.11Th87.6685.4483.2277.1170立管HTg95959590.0082.55Th95959082.5570立管ITg9587.9984.2280.4475.44Th87.9984.2280.4475.4470立管JTg9588.2284.4480.5575.55Th88.2284.4480.5575.5570立管KTg9590.4487.5584.6677.88Th90.4487.5584.6677.88703. 散热器的的选择计计算。我我们选择择M1332型散散热器，根根据散热热器的一一
26、些性 能参参数、散散热器的的进回水水温度和和散热器器需要提提供的负负荷，我我们可算算 出每每个散热热器的片片数。 如AA立管五五层上的的散热器器，其所所需提供供负荷为为：Q=24003W 进水水温度：Tg=95，Tgg=877.4 Tppj=（995+887.44）/22=911.2 tt=911.2-18=73.2 对于于M1332型散散热器： K=2.4426t0.2286=8.228 修正正系数： 散热热器组装装片数修修正系数数：先假假设1=1.0； 散热热器连接接形式修修正系数数：2=1.0； 散热热器安装装形式修修正系数数：3=1.03； M1132型型散热器器每片散散热器面面积为0
27、0.244 计算算片数：n=FF/f=4.008/00.244=177片 得1=1.05；实际片片数：nn=F1/f=4.0081.005/00.244=188； 所以以应选118片。其其余散热热器所需需散热器器片数详详细计算算过程略略，其片片数见下下表：立管散热器片片数五层四层三层二层一层A1812131416B1812131416C（左）2013141518C（右）2013141518D（左）1510101214D（右）2013141617E1510101214F（左）1715161316F（右）14441316G12441216H005918I14881215J（左）645810J（右）
28、12881214K（左）6441216K（右）64412166、室内内的水力力计算：1.首先先计算通通过最远远立管KK的环路路。（1） 根据各管管段的热热负荷，求求出各管管段的流流量，计计算公式式如下： （2） 在干管的的水力计计算中推推荐经济济比摩阻阻Rpjj=600-1220paa/m 确定其其 管径径，由经经济比摩摩阻和热热流量从从表中查查出最接接近经济济比摩阻阻的 管径径，从而而确定出出供水干干管各个个管段、立立管K和和回水总总干管的的管 径，再再根据所所得管径径确定其其压降和和流速。如如1号管管段根据据其流量量 G=52333.66kg/h,查查出其管管径D=50mmm，然然后再查查
29、表可以以确定出出其比 摩阻阻R=1122.55PPa/mm,流速速v=00.677m/ss. 将所所得数据据列于管管路水力力计算表表（详见见附表22）。 （3）确确定各管管段的局局部阻力力损失。用用“动压头头法”进行管管内的局局部 阻阻力计算算。根据据室内管管路的实实际情况况，列出出各管段段的局部部阻力 管管件名称称，并查查出各个个局部阻阻力管件件的阻力力系数，列列于下面面的 局局部阻力力系数计计算表。 （4）计计算各管管段的压压力损失失。2. 用同样方方法，计计算通过过其它立立管的环环路，从从而确定定出各立立管与供供回水干干管的管管径及其其压力损损失，并并将所得得数据列列于管路路水力计计算表
30、。 管管路水力力计算表表管段编号号 热负荷荷 Q （WW）流量 GG kg/h 管长长 LL (mm)管径 d (mm)流速 v (m/ss)比摩阻 pm (Pa/m)局部阻力力系数 动压头 (mm)长度损失失局部损失失 压力损损失pp (PPa)110499973612216.55500.46659.551.5104.0981.8 156.0 11377.8 210499973612225.774500.46659.551.5104.015311.5 156.0 16877.6 39709923340010.662500.43351.114390.990 543.1 272.7 815.8
31、489177030677.47.6500.39943.339174.778 329.8 74.88 404.5 571600824633.37.2400.522106.961132.9770.1 132.9 903.1 656122019300.512.66400.42266.771286.772 840.5 173.4 10144.0 749411316999.828.774320.488102.46113.329433.0 679.6 36222.6 835199712100.87.6320.34455.001456.883 418.1 227.3 645.4 929888010277.9
32、3.4320.29940.226441.335 136.9 165.4 302.3 10225992894.12.2250.444131.06595.118 288.3 475.9 764.2 11195446672.414.99250.34475.774556.883 11288.5 284.2 14122.7 1295888329.88.0200.26666.777833.223 534.2 265.8 800.0 1379222272.510.662150.222218778.77 23155.2 550.6 28655.8 141584445456.9200.277174.7193.0
33、0 12055.4 93.00 12988.5 1533400611499.27.2320.32249.99150.33 359.3 50.33 409.6 164889941682212.66320.477103.833108.6 13088.3 325.8 16344.1 1755600119122.728.774400.41165.8883.582.66 18933.4 289.2 21822.6 1869811724011.77.6400.511101.82.5127.9 773.7 319.7 10933.4 1975133425844.63.4400.566117.454.5154
34、.2 399.3 693.8 10933.1 2079022227188.42.2400.588129.543165.4 285.0 496.2 781.2 2185466829299.814.99400.388149.93195.1 22333.5 585.4 28188.9 2295422632822.78.0500.41149.445382.66 395.6 247.9 643.5 231049997361228.6500.46659.553.5104511.7364.1875.8A79222272.516.55200.22246.4474521.668766.76975.617422.4 B79222272.516.55200.21146.4474521.668766.76 975.617422.4C175662604.116.55250.30061.776844.22510188.130088.8 40266.9 D154888532.816.55250.27748.5576835.884801.4 24377.2 32388.6 E67077230.716.55200.18833.9974515.993560.5 716.8 12777.3 F142116489.016.55320.14441.442689.644163.35 655.26