1、本科毕业论文（20 届）济南市某联排别墅地板辐射采暖设计所在学院 专业班级 建筑环境与设备工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科毕业设计 摘要I摘要随着社会的发展以及人民生活水平的提高，越来越多的人在采用地板辐射采暖，以营造健康舒适的生活环境。本设计为济南市某联排别墅的地板辐射采暖设计，建筑为联排三层别墅，共四户。全楼热负荷为 43.3 千瓦，根据房间功能，全楼采用地源热泵系统进行集中供给方式，每户单独立管供水，各立管接到由热泵系统接出的总供水管道。考虑到热用户用热均匀的要求，设计中决定采用双管系统，并采用下供下回垂直双管并联系统，户内为水平单管闭合式，各组盘管并联。根据
2、房间功能的不同，对房间的供暖温度采用不同的值，对水管的布置采取不同的方式。本设计主体内容为地板辐射采暖的系统设计，考虑到一些数据的不准确，无法实际测得，对地源热泵的设计内容做了相对简化，一些数据参考了工程实例。本设计以环保节能为主导思想。在负荷计算中，由于地板辐射采暖室内实感温度高于设计温度，所以计算时将所得的结果取 90%，以满足节能要求。 关键词 地板辐射采暖；地源热泵；负荷计算；水力计算本科毕业设计 摘要IIThe radiant floor heating design of one duplexes in JinanAbstract With the development of s
3、ociety and the improvement of living standards, more and more people are using radiant floor heating, in order to build a healthy and comfortable living environment.This design for Jinan one duplexes floor radiant heating design, architecture for couplet platoon three-layer villas, four households .
4、 The whole building for the heat load 43.3 kw, according to room function, the whole building use ground source heat pump system in centralized supply way, single independent tube water supply in every house, each stand pipe links total water supply line which come from heat pump system. Considering
5、 the heat with hot uniform user requirements, design decided to adopt two pipe system , and uses the vertical dual pipe and a paralleling system, Indoor is level single pipe close type. Each coil parallel. According the function is different , the heating temperature of the room to adopt different v
6、alues, the arrangement of the pipes adopts different ways.This design subject content for the radiant floor heating system design, considering several data inaccurate, not actual measurement, design of ground source heat pump made relatively simplified, some data referred to the engineering example.
7、 This design with environmental protection and energy saving for the leading thought. In load calculation, because floor radiant heating indoor design temperature is higher than design temperature, So when will the results calculated from 90%, to meet the energy requirements.Key Words Radiant floor
8、heating; Ground source heat pump; Load calculation; Hydraulic calculation 本科毕业设计 目录1目 录第一章 绪论 .11.1 设计原则 .11.2 地板辐射采暖的综合介绍 .11.2.1 原理 .11.2.2 地板采暖的优点 .11.2.3 地板采暖的缺点 .11.2.4 低温热水地板辐射采暖的结构和布置形式 .11.2.5 地板采暖的主要技术参数 .21.2.6 地板采暖的适用范围 .21.3 建筑内供暖立管的形式选择 .2第 2 章 基础资料和冷热负荷计算 .32.1 基础资料 .32.1.1 土建资料 .32.1.
9、2 设计参数 .32.2 最小传热阻校核 .32.2.1 实际传热阻计算 .32.2.2 外墙的实际传热阻 .42.2.3 屋顶的实际传热阻 .42.2.4 最小传热阻计算 .52.2.5 外墙的最小传热阻校核 .52.2.6 屋顶最小传热阻校核 .62.3 室内热负荷计算 .62.3.1 围护结构的基本耗热量 .62.3.2 维护结构耗热量的修正 .72.3.4 维护结构耗热量 Q1的计算 .72.3.5 冷风渗透耗热量 Q2的计算 .82.3.6 冷风侵入耗热量的计算 .82.4 室内冷负荷计算 .172.4.1 计算公式 .172.4.2 西外墙冷负荷 .172.4.3 瞬时传热得热形成
10、冷负荷 .182.4.4 窗户日射得热形成的冷负荷公式 .192.4.5 室内热源散热冷负荷计算 .202.5 建筑冷热负荷值 .20第三章 地板辐射采暖设计及水力计算 .213.1 地板辐射采暖设计 .213.1.1 采暖盘管选择与布置 .213.1.2 采暖盘管设计计算 .223.1.3 设计举例 .223.1 水力计算 .263.1.2 设计计算公式 .263.2 户内环路水力计算 .263.3 立管水力计算 .28第四章 地源热泵设计 .30本科毕业设计 目录24.1 地源热泵设备选型 .304.2 地下埋管设计与计算 .304.2.1 确定地下换热器的埋管形式 .304.2.2 确定
11、管路连接方式 .304.2.3 选择地下换热器管材及竖埋管直径 .304.2.4 钻孔数目的确定 .304.2.5 管道的水力计算及循环水泵选择 .31第五章 辅助设备及其他措施 .335.1 集分水器的设计计算 .335.2 阀门安装 .335.3 管道保温及消声措施 .345.3.1 管道保温 .345.3.2 机组安装消声措施 .34小结 .35谢辞 .36参考文献 .37附录 .38本科毕业设计 正文 1第一章 绪论一种全新的供暖方式地板辐射采暖，又称为低温热水地板辐射采暖。主要是以不高于60的低温热水为热煤将加热管埋设在地板中，以整个地面为散热面。地板在通过对流换热加热周围空气的同时
12、，还与四周的围护结构进行辐射换热，从而使四周的围护结构表面温度升高，其辐射换热量占总换热量的50% 1。地板辐射采暖是一种极为理想的节能采暖方式。1.1 设计原则环保节能是本设计的主导思想。环保方面：充分考虑利用地热和太阳辐射的能量，系统使用中不会产生对环境有污染的物质。节能方面：本设计采用的地热能充分利用自然能源，并考虑采用地板辐射供暖，减少电量的需求。本工程暖通空调的设计内容有：地源热泵系统、地板辐射系统、给水排水系统。1.2 地板辐射采暖的综合介绍1.2.1原理低温辐射地板采暖是通过埋设于地板下的加热管铝塑复合管或导电管，把地板加热到表面温度 18 至 32 摄氏度，均匀地向室内辐射热量
13、而达到采暖效果 2。同时它可以由分户式燃气采暖炉、市政热力管网、小区锅炉房等各种不同方式提供热源，在本设计中采用地源热泵提供热源。1.2.2地板采暖的优点（1）节能。根据各种采暖方式室内温度测试结果，地板辐射采暖方式是最理想的采暖方式。在建立同样舒适条件的前提下，地板采暖房间的室内温度比一般散热器采暖温度低 2-3，与其他采暖方式相比，节能幅度约为 10至 20 3；节省了能源，降低了供暖系统的运行费用；（2）舒适。地板低温辐射采暖以地板为散热器，在向人体和周围空气对流换热同时还向四周的家具及外围结构表面进行辐射换热，使壁面温度升高，减少了四周表面对人体的冷辐射。由于有辐射强度和温度的双重作用
14、，使室温比较稳定且温度梯度小，形成了真正的符合人体散热要求的热环境，给人以脚暖头凉的舒适感，可使脑力劳动者的工作效率提高；（3）美观。由于室内取消了暖气片及其管道，相当于增加了 2-3%的使用面积。更便于装修和室内布置； （4）地板采暖适合分户计量及节能设计。管道的布置，系统阻力值的确定，均可根据不同情况，不同要求由设计人自己决定；（5）安全可靠，使用寿命长，空气对流弱，有较好的空气洁净度；清洁卫生。管材的使用寿命无论国外还是国内的生产厂家均承诺为 50 年；（6）热源选择灵活。低温热水地板辐射采暖系统供水温度为 40-60 ，可充分利用废热水和地热水资源。1.2.3地板采暖的缺点(1) 地板
15、采暖要求建筑层高增加 6-8 厘米，管道安装需与土建施工同步进行。(2) 造价较散热器采暖高。但据生产厂家透漏，近一年来全国有几个生产厂家发展到一百多个，随着生产量的增多，价格必随之降低，因此地板采暖有很大的发展潜力。1.2.4低温热水地板辐射采暖的结构和布置形式低温热水地板辐射采暖结构层由上到下依次为覆盖层、找平层、埋管层、隔湿层、保温层。其中保温层的作用是为了减少热量向下传递，多用聚苯乙烯泡沫板材做成；埋管结构层有木质本科毕业设计 正文 2地板结构和混凝土结构两种，多采用埋管设于混凝土的做法；隔湿层用来防止水进入保湿层。地面上可根据用户装饰的要求，铺设地板或地毯形成覆盖层。当设有覆盖层时，
16、因其热阻较大，会使传热效率降低。埋管常见的布置形式有单蛇型、双蛇型、双回型、单回型几种。1.2.5地板采暖的主要技术参数结构层厚度：公共建筑 90mm，住宅 70mm； 热煤温度： 65（最高80） ；供回水温差：8-15； 工作压力： 0.8Mpa； 结构层受荷载 2000kg/m 3 ,若2000 kg/m 3时，应采取相应措施；供水干管上设置过滤网，防止异物进入系统内；供暖散热量与地面材质、供回水温度、管间距、室内设计温度有关 4。1.2.6地板采暖的适用范围各式住宅、别墅楼； 办公商务楼、会展馆、大型会议展厅；停车场机场跑道，候机楼、飞机库； 商场、购物中心；工业厂房、水产养殖、种植大
17、棚、娱乐场所、体育场馆。 1.3 建筑内供暖立管的形式选择考虑到热用户用热均匀的要求，设计中决定采用双管系统。由于该建筑物没有顶棚，供水干管无法布置在顶层，故在设计时采用下供下回式双管系统。本系统采用下供下回垂直双管并联系统，户内为水平单管闭合式，各组盘管并联。本科毕业设计 正文 3第 2 章 基础资料和冷热负荷计算2.1 基础资料2.1.1土建资料本工程为济南市某联排别墅冬季供暖系统设计，砖混结构共 4 层，底层是杂物间、小车库，层高为 2m。一二层均为单元式住宅，层高均为 2.9 m，三层为 3.4 米。建筑耐久年限 50 年；建筑耐火等级为二级；屋面防水等级为二级；抗震设防烈度为 6 度
18、。(1）地面做法：该建筑物所有地面均铺设有地板砖。(2）墙壁：外墙 370mm 厚砖墙。外表面 60mm 厚水泥砂浆粉刷，30mm 厚保温材料；内表面30mm 厚水泥砂浆抹灰，30mm 厚保温材料。内墙 240mm 厚砖墙，双面抹灰 20mm。(3）楼板：100m 厚钢筋混凝土楼板，上铺 20mm 沥青油毡，20mm 厚水磨石预制板。(4）门窗：外窗为单层平开双玻璃钢窗，阳台外窗为双层木框，外门为高级防盗门，内门为白色塑钢框推拉门。(5)屋面：高分子卷材防水保温屋面。2.1.2设计参数表 2.1 室外空气计算参数海拔 51.6m 冬季计算相对湿度 54%大气压力 998.61020.2hPa
19、冬季通风计算温度 -2夏季空调计算干球温度34.8 冬季采暖计算温度 1822夏季通风计算温度 31 冬季最多风向 北夏季通风计算相对湿度54% 冬季室外平均风速 3.2m/s夏季室外平均风速 2.8m/s 最大冻土深度 44m表 2.2 室内设计参数夏季 冬季房间名称 温度（） 相对湿度（%） 温度（） 相对湿度（%）备注客厅 26 50 18 54餐厅 26 50 18 54厨房 26 50 16 54卧室 26 50 18 54工人房 26 50 18 54书房 26 50 18 54卫生间 26 20参考济南气象参数2.2 最小传热阻校核2.2.1实际传热阻计算(2-1)niwR1本科
20、毕业设计 正文 4计算外墙和屋顶的实际传热阻，式中： 室内空气的对流传热系数， W/(m 2 )；n室外空气的对流传热系数，W/(m 2 )；w围护结构各层的厚度，m；i围护结构各层材料的导热系数，W/(m 2 )。2.2.2外墙的实际传热阻外墙墙体的实际传热阻计算：其中保温材料为矿棉岩棉玻璃棉板, 。根据围护mi20结构的内外表面特征, 查得 W/(m2)， =23W/(m2)，查附录 11-3 可知，水泥砂浆7.8nw的导热系数 =0.93W/(m2),砖墙的导热系数可参照轻砂浆黏土砖砌体的导热系数，1=0.76W/(m2)，矿棉岩棉玻璃棉板的导热系数 =0.26W/(m2)，所以，外墙的
21、实际传热阻2 3为： i0nw21R.20.37.61.5mC/W87932.2.3屋顶的实际传热阻屋顶的实际传热阻计算：其中屋顶采用 120mm 的空心板，选择屋顶的保温材料为水泥膨胀珍珠岩，厚度为 。mi0 20m凝1凝57图 2.1 屋顶结构根据围护结构的内外表面特征, 查得 W/(m2)， =23W/(m2)，查附录 11-3 可7.8nw知，石灰水泥砂浆的导热系数 =0.87W/(m2)，钢筋混凝土空心板的导热系数1=0.275W/(m2)，水泥砂浆的导热系数 =0.93W/(m2),沥青膨胀珍珠岩的导热系数23=0.093W/(m2)，沥青防水卷材的导热系数 =0.17W/(m2)
22、，细石混凝土的导热系数4 5=1.51W/(m2),所以，屋顶的实际传热阻为:6本科毕业设计 正文 5m2/ W48.11niwR2.2.4最小传热阻计算根据公式 m2/ W (2-2)nynoRtR)(mi计算外墙和屋顶的最小传热阻，式中： 维护结构的最小传热阻， m2/ W;ino供暖室内计算温度与围护结构内表面平均温度的允许温差，;按附录 1-6 选用；yt冬季围护结构室外计算温度，；w实际上随着室外温度波动，维护结构的内表面温度也随之波动。因此 tw按围护结构热惰性指标 D 值分成四个等级来确定（见下表） 1。表 2.3 冬季围护结构室外计算温度围护结构的类型 热惰性指标 D 值 的取
23、值wet 6.0 4.16.0 min4.06.pwettt 1.64.0 i73 1.5 minpwet表中 和 分别为供暖室外计算温度和累年最低日平均温度， 一般比 低 5-6，wtminp inpt本设计中取 =-7，所以取 =-12。minpt围护结构的热惰性指标可按下式计算：(2-3)niniiISRD式中： 各层材料的传热阻，m 2/ W；i各层材料的蓄热系数，W/(m 2)，可由文献查得。S2.2.5外墙的最小传热阻校核查附录 11-3 可知，水泥砂浆的蓄热系数 =11.26 W/(m2),砖墙的蓄热系数可参照重砂浆iS黏土砖砌体的蓄热系数， =10.53W/(m2)，水泥膨胀珍珠岩的蓄热系数 =4.16W/(m2)，由iS iS此可计算外墙的热惰性指标： 87.5niniiISRD所以，该外墙结构为类，9)12(4.0)(6.4.06.min pwettt
