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1、毕业设计（论文）兰州市黄河5号楼采暖及换热站设计Heating and heat transfer station design ofthe Yellow River Building No. 5，Lanzhou： 陈 志 远 ： 1003421143 ： 能源动力工程学院 ： 建筑环境与设备工程 ： 建环1041 ： 韩 晶 ： 副 教 授 ： 2013年6月15日 ： 学生姓名学 号所在系部所学专业所在班级指导教师教师职称完成时间成 绩长 春 工 程 学 院 摘 要随着我国城市建设事业的发展，以及国家对于能源与环境保护的要求，供暖系统的规模从单幢采暖系统发展成为中大型区域集中供暖系统，出现
2、了大量住宅，公共建筑的集中供暖系统。集中供暖在节能和坏境保护方面都有很大的优势，发展速度很快。本设计为兰州市市一栋办公楼的供热及换热站设计。采暖部分为二十二层，高84米。设计用城市热力管网提供的95热水为热源，定压水泵定压。根据办公楼的结构、各房间用途及经济性和技术可行性比较，采用了竖向分三区，各区又分两个环路，采用双管顺流下供下回同程式热水采暖系统。通过围护结构的传热系数计算、各采暖房间热负荷计算、房间散热器的选择与计算、系统管路的水力计算，同时还考虑了安全可靠、经济合理、节能等方面的要求，使该建筑较好的满足了采暖要求。换热站的设计主要包括设备的布置，定位尺寸确定，换热器的计算选型，循环水泵
3、和补水泵的计算选型以及辅助设备的选择计算。关键词 ： 集中供热，热负荷，水力计算,换热器Abstract With the development of city construction in our country, and national requirements for energy and environmental protection, heating system scale from a single building heating system developed into large regional central heating system, the emerg
4、ence of a large number of residential, central heating system of public buildings. The central heating has a lot of advantages in energy saving and environmental protection, the development speed is very fast.The design for the design of heating Lanzhou City office buildings and heat exchange statio
5、n. The heating part is divided into twenty-two layers, 84 meters high.Design of city heating network with 95 hot water as a heat source of constant pressure, constant pressure pump. Comparison of structure,according to the office of each room use and the economic and technical feasibility, the verti
6、cal divided into three zones, the district is divided into two loops, the double pipe next time for the next program with hot-water heating system. Hydraulic calculation of the heat transfer coefficient of building envelope, the calculation of heating the room heat load calculation, selection and ca
7、lculation of the room radiators, the pipeline system, but also considering the safety, economical, energy-saving and other requirements, so that the building can meet the heating requirements.Design of heat exchange station including equipment layout, location size determination, calculation and sel
8、ection of heat exchanger, the calculation and selection of circulating water pump water pump and auxiliary equipment selection.Keywords: Calculation of central heating, heat load, hydraulic, heat exchanger目 录前 言 1第一章 设计资料 21.1 设计题目 21.2 设计任务和目的 21.3 设计原始资料 21.3.1 工程概述 21.3.2 气象资料 21.3.3 墙体资料 21.3.4
9、屋面资料 21.3.5 门窗资料 2第二章 设计参数的计算与确定 32.1设计温度的确定 32.2传热系数的确定 3第三章 供暖系统的设计热负荷 43.1 采暖系统的分类 43.2 通过围护结构的耗热量 43.2.1 采暖系统的分类 53.2.2 采暖系统的分类 53.2.3 通过围护结构的耗热量 53.3 计算冷风渗透耗热量 53.4 外门冷风侵入耗热量的计算 63.5 供暖房间热负荷计算示例 6第四章 供暖系统的选择 8 4.1 采暖系统的分类 84.2 供热热媒的选择 84.3 供暖热源的选择 84.4 供热系统形式的比较选择 8第五章 供暖系统的散热设备 10 5.1 散热器的选择 1
10、05.2 散热器的布置 115.3 散热器的计算 115.3.1 散热器计算参数的确定 115.3.2 散热器的计算 13第六章 水力计算 14 6.1 热水供暖系统管路水力计算 146.1.1 室内热水供暖系统管路水力计算的基本原理 146.1.2 室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务 146.2 热水供暖系统管路水力计算的方法 156.3 各管路的局部阻力系数的确定 166.4 水力计算的计算步骤 166.5 水力计算 176.6 室内热水供暖系统管路不平衡率校核计算 20第七章 换热站设计 217.1 工程概述 217.2 换热器的计算选型 217.2.1 换热器的选型 217.2.2
11、 换热器的计算 217.3 水泵的选择计算 227.3.1 循环水泵的计算选型 227.3.2 补水泵的计算选型 237.4 补水箱的选择计算 247.5 除污器的选择 247.6 软化水设备的选择 25 第八章 管道的保温防腐 268.1 管道的保温 268.2 管道的防腐 26第九章 设计总结 27参考文献 28谢辞 29附表1 附表2 附表3 附表4 前 言毕业设计是大学生在大学四年课堂学习的总结，同时也是为进入工作岗位前专业能力的训练。 目的是过设计灵活运用所学基础理论、基本知识及实验技能，理论联系联系实际，做到学以致用。本采暖设计供暖就是要把所学的采暖方面理论知识论用到高层建筑采暖的
12、实习问题之中。供暖系统都由热媒制备（热源）、热媒输送和热媒利用（散热设备）三个主要部分组成。热源和散热设备分别设置，用热媒管道连接起来，由热源向各个房间或者各个建筑物供给热量的供暖系统，称为集中式供暖系统，由热源、供热管网和热用户组成。随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，在我国南方冬季较冷地区也开始实行供暖。本设计为兰州市黄河5号楼采暖及换热站的设计。预采暖建筑地上二十二层，地上高度84米。拟用城市集中热力网进行集中供热。通过资料收集，设计参数确定，负荷计算，供热系统设计，水力计算几大步骤较好的实现建筑的采暖要求。由于本人知识水平有限，实践经验不足，设计中难免存在一些错误和不妥之处，恳请老
13、师们批评指正，并再次表示衷心的感谢。第一章 设计资料1.1 设计题目兰州市黄河5号楼采暖及换热站设计1.2 设计任务和目的本设计包括了二十二层办公楼供暖设计和换热站设计，主要涉及到房间 耗热量的计算、散热器的计算、系统形式的设计、管网的布置、水力计算和设备选型等。要求运用学过的基础理论和专业知识并结合工程实际，参考国家有关的规范、标准、工程设计图集及其它参考资料，独立地完成所要求的设计任务。培养学生分析、解决问题的能力，为毕业后的专业工作奠定必要的基础。1.3 设计原始资料1.3.1 工程概述本工程为兰州市黄河5号楼采暖及换热站设计。本工程占地面积为3010建筑层数22层。总建筑高度为84米。
14、前四层楼高为4.2米，5到22层楼高为3.5米。1.3.2 气象资料1采暖室外计算温度-11、 冬季主导风向 C-NE 最大冻土层厚度：103cm冬季室外平均风速 0.5m/s 冬季室外大气压力 85140pa1.3.3 墙体资料外墙采用200厚MU5.0混凝土空心砌块，外抹20厚水泥砂浆，外贴80厚缝合玻璃丝棉保温板。1.3.4 屋面资料40mm厚细石砼内配6双向150钢筋、10mm厚M2.5水泥砂浆、两道4mm厚SBS改性沥青防水卷材防水层、20mm厚1:3水泥砂浆找平层、120厚EPS板保温层、隔气层 2mm厚SBS卷材、54mm钢筋混凝土板。1.3.5 门窗资料外门 单层金属框玻璃门
15、宽1500mm 高3750mm 外窗采用单框二层玻璃金属窗，塑钢窗嵌中空玻璃，玻璃厚度为5mm，中间空气层12mm厚。第二章 设计参数的计算与确定2.1 设计温度的确定1查询由张治江主编的 供热通风与空调工程设计资料大全得以下室内设计参数。门厅 15 开敞式办公 18 食堂 16 卫生间 18走廊 15 商铺 15 配电间 182.2 传热系数的确定2查询供热通风与空调工程设计资料大全得窗的传热系数K=3.5 W/(.门传热系数K= 6.4 W/(外墙内表面换热系数 供热工程表2.3外墙外表面换热系数 供热工程2.4外墙传热系数为： K=0.58 W/(第三章 供暖系统的设计热负荷3.1 房间
16、内的热损失21、围护结构的耗热量；2、加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量；3、加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量；4、水分蒸发的耗热量；5、加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量；6、通风耗热量；7、最小负荷班的工艺设备散热量；8、热管道及其他热表面的散热量；9、热物料的散热量；10、通过其他途径散失或获得的热量。所以， （3-1）-供暖系统设计热负荷；围护结构基本耗热量；围护结构附加耗热量；冷风渗透耗热量；冷风侵入耗热量。3.2通过围护结构的耗热量通过围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量，其中附加耗热量包括：a.朝向修正耗热量b.风力附加耗热量c.高度附加耗热量3.2.
17、1通过围护结构的基本耗热量2 （3-2）3.2.2通过围护结构的朝向修正耗热量通过围护维护结构的朝向修正耗热量是考虑建筑物受太阳辐射的影响而对围护结构基本耗热量的修正，由基本耗热量乘以朝向修正率而得出。东 -0.05 西 -0.05 南 -0.2 北 0.053.2.3通过围护结构的风力附加耗热量风力附加耗热量是考虑建筑物室外风速变化而对围护结构基本耗热量的修正。一般情况下不考虑风力附加，只对建筑物在不避风的高地或者特别突出的建筑物才附加，因此甘肃省兰州市的建筑风力附加取为0%，本设计中此项不用计算。3.2.4通过围护结构的高度附加耗热量暖通规范规定:民用建筑(楼梯间除外工业辅助建筑物的高度附
18、加率,当房间高度超过4m时，每高出1m,附加围护结构基本耗热量和其他围护耗热量的2%，但总的附加小于等于15%。综上所述，围护结构的总耗热量等于三者之和。即：2 （3-3） 高度附加率，%，； 朝向修正率，%； 风力附加率，%；3.3计算冷风渗透耗热量用换气次数法计算冷风渗透量冷风渗透量 Q=n*Vn2Vn: 房间的内部体积N: 房间的换气次数，次/h 按供热工程表1-7选用3.4外门冷风侵入耗热量的计算冷风侵入耗热量=外门基本耗热量外门附加耗热量对于民用建筑和工厂辅助建筑物短时间开启的外门（不包括阳台门、太平门和空气幕的外门）：一道门为65n%；二道门（有门斗）为80%；三道门（有两个门斗）
19、为60%；其中，n为门所在楼层数。2本例中外门冷风侵入耗热量为外门基本耗热量乘以65n%。3.5供暖房间热负荷计算示例以102房间为例，进行热负荷计算过程如下：已知：取定tn=15 2 （3-4）北外门：F=1.53.75=5.625 K= 6.4 W/（）Q=5.6256.4(15+11=936 WnVn=2/345.6=30.4 WVn= 3.834=45.6N=次/h北外墙:F=3.84-5.625=9.575 K=0.58 W/（）Q=9.5750.5829(1+0.05=169.1 W地面：Q3=0.477.6261=92.872 W所以该房间的供暖设计热负荷为：=1979.4 W将
20、上述各计算数据列入下表中。其他各层各房间的计算方法同上，数据依次列入附表1中。第四章 供暖系统的选择4.1 供暖系统的分类2以热水作为热媒的供暖系统，称为热水供暖系统。可按下述方法分类：1）按系统循环动力不同，可分为重力（自然）循环系统和机械循环系统。2）供回水方式不同，可分为单管系统和双管系统。3）按管道敷设方式不同，可分为垂直和水平式系统。4）按热媒温度不同，可分为低温水供暖系统和高温水供暖系统在我国认为：水温低于或等于100的热水，称为低温水，水温超过100的热水，称为高温水。室内热水供暖系统,大多采用低温水作为热媒。4.2 供暖热媒的选择2热水采暖系统的热媒设计温度，一般根据热舒适度要
21、求、系统运行的安全性和经济性等原则确定。供水温度不超过95，可确保热媒在常压条件下不发生汽化；适当降低热媒温度，有利于提高舒适度，但要相应增加散热器数量。所以根据实用供热空调设计手册，本工程为综合性建筑，宜采用95/70C热水为热媒。4.3 供暖热源的选择热源是集中采暖的核心，主要有热电厂、区域锅炉房、地热供热等。根据实际情况热源选用城市供热管网。4.4 供暖系统形式的比较选择24.4.1 按系统循环动力分重力循环和机械循环供暖系统,重力循环系统靠不同水温的密度差为动力而进行循环，无循环水泵。机械循环系统靠水泵的动力强制循环，系统循环作用压力大，系统作用半径较重力循环高。4.4.2 按管道连接
22、及热媒流经路程分同程式和异程式,供暖管网采用同程式布置（通过各个立管的循环环路的总长度相等），各并联环路压力损失易于平衡，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（即水平失调），但缺点是金属耗量过大。异程式系统会使通过各个立管环路压力损失较难平衡，但金属耗量小，易于布置，造价低廉。4.4.3 按系统每组立管数不同分单管系统和双管系统,若采用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
23、象，从而导致流量不均而上下层冷热不匀的现象（即垂直失调）。4.4.4 按供水方式分上供下回式、下供下回式、中供式、下供上回式和混合式热水供暖系统。综上所述，在本设计中，分三区，低区为一到六层，中区为七到十四层，高区为十五到二十二层，均采用机械循环下供下回，双管管顺流式同程式系统。第五章 供暖系统的散热设备散热设备是供暖系统的主要组成部分，它向房间散热以补充房间的热损失，保持室内要求的温度。散热设备主要分为三种：散热器，辐射板，暖风机。本次设计选用散热器作为供暖系统的散热设备。5.1 散热器的选择供热系统的热媒，通过散热设备壁面，主要以对流方式向房间传热。这种散热设备通称为散热器。散热器总得要求
24、归纳为八字原则“安全可靠、轻、薄、美、新”。即在安全可靠的前提下，要求轻、薄、美、新。散热器的选择主要有以下五点要求：1）热工性能方面的要求：散热器的传热系数K值越高，说明其散热性能越好。外壁散热面积越大散热性能越好。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，成本越低，其经济性越好。3）安装使用和工艺方面的要求：散热器应有一定的机械强度和承压能力，结构尺寸小，散热面积大，少占房间面积和空间。4）卫生和美观方面的要求：外表面光滑，不积灰易于清扫。5）使用寿命要求：散热器应不易于被腐蚀和破坏，使用年限长。目前, 散热器品种繁多，有从容选择的余地，但也要看到各种散热器在应用实践中
25、都出现过不同性质的问题。关键是要针对系统的特性，较为适当地应用，要用其所长，避其所短。主要形式散热器有以下几种：1）铸铁散热器是一种适应性较强的品种，它的主要弊病是：体型不紧凑，如铸铁四柱或铸铁长翼型等陈旧型号, 显然与节能的、装饰要求较高的建筑环境很不协调；承压能力低；落后的铸造工艺和加工粗劣, 组对接口容易漏水。2） 钢板材质的钢制散热器体型较薄且较美观, 国外较多采用, 引进并广泛应用以后,由于材质、生产工艺、运行水质等因素失控,容易造成腐蚀现象重复发生，因而对水质有较高的要求，需要进行水处理，非采暖季节满水要养护。但因其制造工艺先进，散热能力强，结构紧凑外形美观，占地面积小，适用于要求
26、承压能力大的场合。3）铝制散热器是一种高效的散热器, 同样也发生过腐蚀穿孔问题, 除材质外,碱性水质和超量的氯化物都会对铝产生腐蚀,虽对此种散热器提出了内防护要求，但工艺上难以实施，也不便于检验。因为热水锅炉水质标准要求锅水的PH值应为1012，说明此种散热器不能用于以锅炉为直接热源的集中供暖系统，但可在热网集中供热、用户侧为经热交换的二次热媒系统。2本次设计选择钢制柱形M-132型散热器。5.2 散热器的布置散热器布置应注意下列规定：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能阻止和改善从玻璃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
27、，两道外门之间，不准设置散热器。在楼梯间或其它有冻裂危险的场所，其散热器应由单独的立、支管供热，且不得装设调节阀。3）散热器一般采用明装，布置简单。内部装修要求较高的民用建筑可采取暗装。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；储藏室、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。4）在楼梯间布置散热器时，考虑楼梯间热流上升的特点，应尽量布置在低层或按一定比例分布在下部各层。5）散热器离墙的距离对散热量稍有影响，实验证明离墙30mm左右为宜。本次设计中的散热器的连接方式均采用异侧上进下出的形式，全
28、部明装,且每组散热器不得超过25片。立管距落地窗200mm以上。15.3 散热器的计算5.3.1 散热器的各计算参数的确定散热器面积计算按下式计算： 2 （5-1） 式中： 散热器的散热量，W； 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/m；散热器组装片数修正系数；散热器连接形式修正系数；散热器安装形式修正系数。（1）散热器内热媒平均温度计算：散热器内热媒平均温度随供暖热媒参数和供暖系统形式而定。在热水供暖系统中，为散热器进出口水温的算术平均值。 2 （5-2） 式中： 散热器进水温度，；散热器出水温度，。（2）散热器传热系数及其修正数值本设计采用钢制柱式M-132，
29、可知其传热系数的计算公式为：K=2.426t0.286 2 （5-3） 式中： 散热器热媒与室内空气的平均 温差，。（3）散热器片数的确定在确定了散热器面积后，可按下式计算所需散热器的总片数： 2 （5-4） 式中； 每片散热器的散热面积，m/片。5.3.2 散热器的计算以102房间为例，立管一进出水温度为 80、75已知tn=15 Q=1979W M-132型散热器 7.92 W/（）修正系数：散热器组装片数修正系数：先假设；散热器连接形式同侧上进下出，修正系数：；散热器安装形式A=200mm,修正系数：；钢制柱形M-132散热器，每片散热器面积为 0.24/片。F=4.08 n=4.080
30、.24=17片查供热工程附录2-3，当散热器片数为11-20片时，1=1.05所以，实际所需散热器面积为F=F1=4.081.05=4.28实际采用片数n为：n=F/f=4.280.24=17.8 片取整数，应采用M-132型散热器18片第六章 水力计算6.1 热水供暖系统管路水力计算6.1.1 室内热水供暖系统管路水力计算的基本原理设计热水供暖系统，为使系统中各管段的水流量符合设计要求，以保证流进各散热器的水流量符合要求，就要进行管路的水力计算。热水供暖系统中的计算管段的压力损失，可用下式表示： （6-1） 式中： P 计算管段的压力损失，Pa；Py 计算管段的压力损失，Pa；Py 计算管段
31、的压力损失，Pa；R 每米管长的沿程损失，Pa/m；L 每段长度，m。在管路的水力计算中，把管路中水流量和管径都没有改变的一段管子称为一个计算管段。任何一个热水供暖系统的管路都是有许多串联或并联的计算成的。6.1.2 室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务（1）按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力(压头。确定各管段的管径；（2）按已知系统各管段的流量和各管段的管径，确定系统所必需的循环作用压力(压头；（3）按已知系统各管段的管径和该管段的允许压降，确定通过该管段的水流量。室内热水供暖管路系统是由许多串联或并联管段组成的管路系统。管路的水力计算从系统的最不利环路开始，也即从允许的比摩阻最小
32、的一个环路开始计算。由n个串联管段组成的最不利环路，它的总压力损失为n个串联管段压力损失的总和。热水供暖系统的循环作用压力的大小，取决于：机械循环提供的作用压力，水在散热器内冷却所产生的作用压力和水在循环环路中困管路散热产生的附加作用压力。各种供暖系统型式的总循环作用压力的计算原则和方法。进行第一种情况的水力计算时，可以预先求出最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻， 根据式中算出的及环路中各管段的流量利用水力计算图表，可选出最接近的管径并求出最不利循环环路或分支环路中各管段的实际压力损失和整个环路的总压力损失值。 第一种情况的水力计算有时也用在已知备管段的流量和选定的比摩阻R值或流速值的场合，
33、此时选定的R和值，常采用经济值，称经济比摩阻或经济流速。选用多大的R值(或流速值来选定管径，是一个技术经济问题。如选用较大的R值(值，则管径可缩小，但系统的压力损失增大，水泵的电能消耗增加。同时，为了各循环环路易于平衡最不利循环环路的平均比摩阻不宜选得过大。目前在设计实践中，值一般取60120Pa/m为宜。第二种情况的水力计算，常用于校核计算。根据最不利循环环路各管段改变后的流量和已知各管段的管径。利用水力计算图表，确定该循环环路各管段的压力损失以及系统必需的循环作用压力，并检查循环水泵扬程是否满足要求。进行第三种情况的水力计算，就是根据管段的管径d和该管段的允许压降P，来确定通过该管段(例如
34、通过系统的某一立管的流量。对已有的热水供暖系统，在管段已知作用压头下，校核各管段通过的水流量的能力，以及热水供暖系统采用所谓“不等温降水力汁算方法，就是按此方法进行计算的。26.2 热水供暖系统管路水力计算的方法本设计选用等温降的水力计算方法。即采用了立管或散热器的水温降相等的预先假定，由此也就预先确定了立管的流量。这样，通过各立管并联环路的计算压力损失就不可能相等而存在压降不平衡率。如果采用等温降方法进行同程式系统水力计算，立管间的压降不平衡率往往难以满足要求，必然会出现系统的水力失调。（1）最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻Rpj： Rpj=aP/l Pa/m 2 （6-2） 式中： P
35、 最不利循环环路或分支环路的循环作用压力，Pa；l 最不利循环环路或分支环路的管路总长度，m；a 沿程损失约占总压力损失的估计百分数，见供热工程附表4.8。（2）根据各管段的热负荷，求出各管段的流量： G = 2 （6-3） 式中： Q 管段的热负荷，W； 系统的设计供水温度，； 系统的设计回水温度，。（3）根据公式计算出的Rpj及环路中各管段的流量，可选出最接近的管径，并求出最不利循环环路或分支环路中管段的实际压力损失和整个环路的总压力损失值。（4）当系统的最不利循环环路的水力计算完成后，即可进行其它分支循环环路的水力计算。采暖通风与空气调节设计规范第3.8.6条规定“热水采暖同程式系统的各
36、并联环路之间的计算压力损失相对差额不应大于10。在实际设计过程中，为了平衡各并联环路的压力损失，往往需要提高近循环环路管段的比摩阻和流速。但流速过高会产生噪音。暖通规范规定：最大允许的水流速，民用建筑不应大于1.2m/s。总之，一个良好的同程式系统的水力计算，应使各立管的资用压力值不要变化太大，以便与选择各立管的合理管径。为此，在水利计算中，管路系统前半部供水干管的比摩阻R值，宜选用稍小于回水干管的R值；而管路系统后半部供水干管的R值，宜选用稍大于回水干管的。6.3 各管路的局部阻力系数的确定局部阻力系数见附表26.4 水力计算的计算步骤1）进行管段编号，立管编号并注明各管段的热负荷和管长；2
37、）确定最不利环路。本系统为同程式单管系统，一般取最远的环路最不利环路；3）计算最不利环路各管段的管径；4）确定最远立管的管径；5）依次确定各个立管的管径。6.5 水力计算各管段压力计算（1）根据各管段的热负荷，求出各管段的流量，计算公式如下：1 （6-4）（2）在干管的水力计算中采用推荐经济比摩阻Rpj=60-120pa/m 确定其管径，由经济比摩阻和热流量从表中查出最接近经济比摩阻的管径，从而确定出供水干管各个管段、立管和回水总干管的管径，再根据所得管径确定其压降和流速。（3）确定长度压力损失Py=Rl。将每一管段R与l相乘，列于水力计算表3-1中。（4）确定各管段局部阻力损失Z。先确定局部
38、阻力系数，见附表21 （6-5） 将求出的Pj列于水力计算附表3中。（5）计算各管段的压力损失 1 （6-6） 列于附表3中。（6）用同样方法，计算通过其它立管的环路，从而确定出各立管与供回水干管的管径及其压力损失，并将所得数据列于管路水力计算表3-1中。水力计算草图如下：低区一栋水力计算草图低区二栋水力计算草图低区三栋水力计算草图中区水力计算草图高区水力计算草图6.6 室内热水供暖系统管路不平衡率校核计算系统一不平衡率：最不利环路P1-22=56589 Pa最近环路包括 1-3、19-35 P1-3=18359 Pa P19-35=24988+9324=34312 Pa最近环路P=34312
39、+18359=52671 Pa不平衡率= （56589-52671）/56589=7.4315%满足平衡率。对其他立管，同样计算不平衡率，如果不满足要求，加调节阀调节使其平衡。第七章 换热站设计本设计所用的热水为外网热力热水，换热站的设计基本参数如下：外网所提供130/80热水，换热后散热器采暖供回水温度95/70，采暖补水为软化水，定压采用补水泵变频定压形式。换热站内设备结构紧凑，布局合理，经济耐用。7.1 工程概述本设计地处兰州市，为兰州市黄河5号楼办公楼的采暖及换热站设计。建筑共有二十二层，无地下层，采用分区采暖供水。竖向分三区，各分区采暖热负荷分别为：低区供暖热负荷：Q1=417.80
40、8 KW中区供暖热负荷：Q2=437.440 KW高区供暖热负荷：Q3=453.440 KW7.2 换热器的计算选型7.2.1 换热器的选型热水换热器按照参与换热的介质的不同分为气-水换热器和水-水换热器，本设计中根据介质的温度和换热站的布局等要求（换热站面积不超过100，换热站内设备结构紧凑，布局合理，经济耐用），确定采用逆流式水-水板式换热器。应根据热负荷选择换热器的容量和台数，不应少于两台，不考虑备用。当其中一台换热器停运时，其余换热器的供热量应满足70%的热负荷。1 7.2.2 换热器的计算本设计中换热器内介质推荐流速为0.1m/s-0.5m/s，板式换热器的传热系数采用 K=3000
41、 W/（）换热器的面积计算： F= Q/ 1 （7-1） 式中 F 换热器的传热面积，m2；Q 换热量，W；K 传热系数，W/m2；B 考虑水垢的系数；对数平均温差，。 式中 热媒入口及热媒出口处的最大、最小温差，；计算得=37.5所以低区供暖的换热器传热面积为F= 10417808/300037.50.80.7=32中区供暖的换热器传热面积为F= 10437440/300037.50.80.7=34高区供暖的换热器传热面积为F= 10453440/300037.50.80.7=35均选用BR35型板式换热器。单片换热面积0.35/片。尺寸为14305201538，接管尺寸为DN40。低区换热
42、片数为32/0.35=92片中区换热片数为34/0.35=98片高区换热片数位35/0.35=100片7.3 水泵的选择计算7.3.1 循环水泵的计算选型1对只有供暖热负荷的热水供暖系统，用户的计算流量公式为：Gn=AQn/ t/h1 （7-2） Qn:供暖用户系统的设计热负荷 MW、：网络的设计供回水温度，A：采用不同计算单位的系数，A=860计算低区循环水泵流量G1=150.2 m3/h计算中区循环水泵流量G2=157.4 m3/h计算高区循环水泵流量G3=160.9 m3/h2循环水泵的扬程计算公式：循环水泵的压头应不小于设计流量条件下热源、热网和最不利用户环路的压力损失之和。H=Hr+
43、Hw+Hy Pa2 （7-3） 式中 H 循环水泵的扬程，PaHr 网路循环水通过热源内部的压力损失，Pa.它包括热源加热设备和管路系统等的压力损失，一般取Hr=10m H2OHw 网路主干线供、回水管的压力损失，Pa，根据网路水力计算结果确定Hy 主干线末端用户系统的压力损失，Pa通过计算低区循环水泵扬程H=19 mH2O中区循环水泵扬程H=18.7 mH2O高区循环水泵扬程H=19.4 mH2O查询供暖通风设计手册得，三区均选用IS150-125-250型循环水泵两台（一用一备），扬程为20mH2O，流量为25 m3/h，功率为3KW，尺寸为50045012007.3.2 补水泵的计算选型
44、查询锅炉房设计规范城市热力网设计规范补给水泵的选择应符合下列要求：（1）闭式热力网补水装置的流量，不应小于供热系统循环流量的5%（2）开式热力网补水泵的流量，不应小于生活热水最大的设计流量和供热系统泄漏量之和， 补水装置的压力不应小于补水点管道压力加3050kPa，当补水装置同时用于维持管网静态压力时，其压力应满足静态压力的要求 （3）补给水泵的扬程，不应小于补水点压力加3050kPa的富裕量；（4）补给水泵的台数不宜少于2台，其中1台备用。本设计的系统中：低区Q1=150.2 m3/h补水量Q=4%Q1=6m3/h扬程为H补=30 m查询供暖通风设计手册，选用XA32/16B型离心泵，流量为
45、10-19 m3/h，功率为4KW，扬程为27-32 mH2O，尺寸为856330372中区Q2=157.4 m3/h补水量Q=4%Q1=6.3 m3/h扬程为H补=55 m查询供暖通风设计手册，选用XA32/20A型离心泵，流量为11.5-20.5 m3/h，功率为7.5KW，扬程为56.5-49 mH2O，尺寸为931330420高区Q3=160.9 m3/h事故补水量Q=4%Q1=6.4m3/h扬程为H补=86 m查询供暖通风设计手册，选用XA32/26A型离心泵，流量为17-24 m3/h，功率为15KW，扬程为85-91 mH2O，尺寸为10804204957.4 补水箱的选择计算补
46、水箱的有效容积应满足储存30-60分钟正常补水水量的要求，。则补水箱的容积V为： V=0.518.7=9.35m3。选用10m3水箱。所以补水箱尺寸为222.5m37.5 除污器的选择旋流除污器是一个带有圆柱部分的锥形容器，利用离心分离的原理进行除污。锥体上面是以圆筒，筒体的外侧有一进液管，流体以切线方向进入筒体，筒体的顶部是溢流口，底部是排砂口。旋流器的尺寸由锥体的最大内径决定。其工作原理是根据离心沉降和密度差的原理，当水流在一定的压力下从除雾器进口以切向进入设备，会产生强烈的旋转运动，由于污物与水密度不同，在离心力的作用下，使密度小的清水上升，由溢流口排出，密度大的砂焊渣和铁锈等重颗粒被甩
47、向桶壁，沿桶壁下滑降到底部，并由排砂口排出，从而达到除污目的。在一定的范围和条件下，除污器进水压力越大，水流旋转越快，除污效率越高。旋流除污器可在系统运行时除污，除污时先流出的是污物，接着是浊水，最后是清水。旋流除污器的阻力是恒定的，因其无过滤网，不会因为滤网的堵塞而产生阻力增大，影响系统正常运行的情况。2 结合本换热站水质的实际情况选用旋流除污器。除污器选用 XL-150，尺寸为D175，H1=1346mm,H2=200mm,H3=1591mm，接管管径为DN80.7.6 软化水设备的选择软水器是用来对二次网的回水进行软化的，只有经过了对回水这样的处理，才会更好的管理，使得管道设备保养得更好
48、，使用寿命更长。本设计选择全自动软化水设备。1 第八章 管道保温防腐8.1 管道的保温管道的保温主要目的在于减少热媒在输送过程中的热损失，节约燃料；保证操作人员安全，改善劳动条件；保证热媒的使用温度等。以满足用户的需要。根据外网运行经验，当管道有良好的保温时，其损失仍约占总输热量的5%8%。良好的保温材料应重量轻、导热系数小、在使用温度下不变形或变质、具有一定的机械强度、不腐蚀金属、可燃成分小、吸水率低、易于施工成型，且成本低。在选用保温材料时，要考虑因地制宜，就地取材，力求节约，便于施工。地沟、吊顶和非采暖房间的管道刷防锈漆后保温处理。本设计采用防水岩棉保温结构，此保温结构，保温效果好且施工
49、方便价格低廉。刷防锈漆后用防水岩棉保温，外包油毡和玻璃布二道。3 8.2 管道的防腐热力管道及其设备的防腐处理，主要是直金属表面的外防腐和其涂料层的保护，金属的腐蚀是金属在其工作环境中，因化学或是电化学反应，引起金属的表面均匀或者是局部的耗损现象的总乘。为了减少管道的腐蚀，我们需要对管道进行相应的防腐处理，主要是刷漆防锈等。3 本设计中对管道进行防腐处理，地沟、吊顶刷防锈漆后进行保温处理；地沟内管道保护层外刷沥青漆二道，其他均刷调和漆二道。第九章 设计总结经过三个月的时间，我在指导老师的指导下，在和同学的讨论中，在同学的帮助下，经过不断的思索、讨论、研究、计算与揣摩，完成了本次毕业设计。本次设
50、计首先从搜集气象资料、土建资料和动力资料开始，直至书写开题报告。然后，进入正式的毕业设计，依次分别确定室内计算温度，搜集建筑围护结构的传热系数，再进行各个供暖空间热负荷的计算。再根据房间热负荷，根据各种散热器的特性和建筑结构特性综合比较，选择合适的散热器，并进行散热器的散热面积、个数和片数的计算。再确定管道系统形式，布置和计算管道，并进行其的水力计算。然后是换热站的设计，进行换热器及循环水泵和补水泵等附属设备的选型，并进行各种管件和设备的防腐。通过毕业设计我感到自己所学知识比较欠缺，要学习的东西还很多，以前总是觉得自己都会，都懂，有点眼高手底；通过毕业设计提高了自己的分析和思考问题的能力，也提
51、高自己的综合知识技能。作为一名即将步入社会的学生，通过本次设计，让我深刻的感觉到完成任务的责任感，以及团队精神的重要性，对我以后的人生工作有很大的启发，奠定了很坚实的基础，更树立了很明确和积极的人生态度。参考文献1张治江.供暖通风与空调工程设计资料大全.吉林：吉林科学技术出版社,1996.72贺平.供热工程.北京：中国建筑工业出版社,1993.11 3采暖通风与空调设计规范.GB50019-2003 4民用建筑热工设计技术规范（GB50176-93）.北京：中国建筑工业出版社,1983.85全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力.2004.16邵宗义.建筑供热采暖工程设计图集. 北京：机械工
52、业出版社,20057暖通空调制图标准.GB/T50114-2001谢 辞本次毕业设计即将结束，同时毕业设计的结束也标志着我的大学生活告于段落。作为一个本科生的毕业设计，由于经验和知识的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有辅导老师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 通过本次设计，我全面掌握了大学四年以来所学的专业知识，对本专业有了一个全面深入的认识和理解，而且还在资料查询、数据汇总、信息筛选等诸多方面也有了很大的提高，从中也真正熟练掌握了AutoCAD的运用。在此，我应该由衷感谢我的知道老师韩晶老师，她对待工作认真负责、治学态度严谨谦虚、对待学生亲切关怀，以及科学孜孜不倦的追求都感染了我，使我从中学到了很多知识！经过他的指导和督促，我才能按时按量地完成。同时感谢所有的授课老师，没有他们的指导，本次设计中我会走很多弯路，犯很多错。同时，也感谢与我一起走过这几年有欢乐有悲伤的日子的同学们，与全班同学荣辱与共，互相鼓舞互相帮助。在这里的几年，因为有大家，因为有每一个人，我的大学时光才得以过的这么充实，这么美好。最后，深深感谢我的亲人对我的一贯关心、爱护和帮助，他们的支持、理解和鼓励是我努力完成学业的精神支柱，父母的殷切期望是我前进的最大动力。
