供暖设计热负荷计算案例分析题

供暖设计热负荷计算案例分析

在工程设计中，供暖设计是一个非常重要的环节。为了确保供暖系统的运行效果，热负荷计算是必不可少的一步。下面我们通过一个案例来讲解热负荷计算的过程。

案例描述

某小区共有10栋楼房，每栋楼房高度5层，每层楼高为3米，总建筑面积为8000平方米。设计室内温度为18°C，设计室外温度为-12°C，管道保温材料为矿棉，管道保温厚度为4厘米，管道埋深为1.2米，房屋外墙保温材料为聚苯乙烯，房屋外墙保温厚度为10厘米。供暖方式为地暖，管道埋深为10厘米，水温为50°C，回水温度为40°C，管道直径为25mm。请计算供暖系统的热负荷。

计算过程

1、计算室外设计温度与室内设计温度之差：

△T=18-(-12)=30°C。

2、计算建筑物外围墙体单位面积传热系数：

取聚苯乙烯发泡板的导热系数λ=0.033W/(m?K)，则外墙单位面积传热系数为：

K=1/({R(外墙保温)}/{λ(保温材料)}+{1}/{α(室内侧表面换热系数)}+{1}/{α(室外侧表面换热系数)})=1.695W/(m2?K)。

3、计算屋顶单位面积传热系数：

取硬聚氨酯泡沫板的导热系数λ=0.023W/(m?K)，则屋顶单位面积传热系数为：

K=1/({R(屋顶保温)}/{λ(保温材料)}+{1}/{α(室内侧表面换热系数)}+{1}/{α(室外侧表面换热系数)})=1.366W/(m2?K)。

4、计算窗户单位面积传热系数：

取普通玻璃的导热系数λ=2.8W/(m?K)，窗户单位面积传热系数为：

K=1/({R(玻璃)}/{λ(材料)}+{1}/{R(窗框)}/{λ(木材)}+{1}/{α(室内侧表面换热系数)}+{1}/{α(室外侧表面换热系数)})=3.785W/(m2?K)。

5、计算地面传热系数：

地板为混凝土顶板，保温材料为外挂保温，地板和保温材料厚度为20cm，地面面积为8000平方米，地面传热系数为：

K=1/({R(地面保温)}/{λ(保温材料)}+{1}/{α(室内侧表面换热系数)})=0.532W/(m2?K)。

6、计算管道传热系数：

根据温度、管道直径、管道长度、保温材料、管道埋深等参数计算出管道传热系数为：

K=0.248W/(m?K)。

7、计算热负荷：

根据热传导方程，取室内空气密度ρ=1.2kg/m3，空气比热Cp=1007J/(kg?K)，则热负荷为：

Q=ρ×Cp×V×△T+AK，其中V为室内空气体积，A为建筑物外围面积，K为管道散热损失。

据统计，该小区10栋楼室内空气体积为2.4×10? m3，外围面积为5300 m2，管道总散热损失为13000W，故热负荷为：

Q=1.2×1007×2.4×10?×30+5300×(1.695+1.366)×30+13000=7.76×10?W。

相关问题解答

1、什么是热负荷计算？

热负荷计算是指根据建筑物的结构和条件，以及使用者的热负荷，利用热传导定律和热学原理，计算出建筑物所需要的供暖及空调能量，对供暖和空调系统的设计起到指导作用。

2、热负荷计算的重要性是什么？

热负荷计算是供暖和空调系统设计的基础，正确的热负荷计算可以保证供暖和空调系统的正常运行，同时还可以节省能源，提高建筑物的舒适性和效益。

3、热负荷计算的影响因素有哪些？

影响热负荷计算的因素有很多，主要包括室内外温度差、建筑物面积、保温材料、建筑物朝向、窗户数量和面积、地面传热系数、管道散热损失等。

4、热负荷计算中的α值代表什么意思？

热负荷计算中的α值代表表面换热系数，是指建筑物表面上的热量传递系数，通常用W/(m2?K)表示。

5、热负荷计算中的管道散热损失如何计算？

管道散热损失可以通过管道传热系数、管道长度和温度差等参数计算得出。一般来说，管道散热损失越小，管道的保温措施就越好。