集中供热系统热负荷概算和特征

1、第六章 集中供热系统的热负荷概述 热负荷是大型集中供暖系统工程中十分重要的一个环节，它是工程设计方案是否可行作出基本保证，而在大型工程的前期准备中，概算是十分重要的。应用广泛。对实际工程而言，每个用户热负荷是实际计算，而对集中供热系统中的某用户的热负荷是采用概算或估算的方法计算。第一节 集中供热系统热负荷的概算和特征集中供热系统热用户种类：供暖、通风、空调、热水供应和生产工艺等.特点：a）前三者为季节性负荷，后两者为全年性负荷 B）它们是供热规划和设计的最主要依据。 C）在规划阶段，各类建筑仅有规模。功能 数据不全，故通常采用概算指标计算方法来确认热负荷、一 供暖设计热负荷 供暖设计热负荷在供

2、热系统中所占比重很大，并可由两种热指标法进行计算，即，体积指标法和面积指标法进行计算、1） 体积指标法 KW式中 建筑物的供暖设计热负荷，kw VW 建筑物的外围体积，M3 Tn 供暖室内计算温度 Tw供暖室内计算温度 Qv 建筑物的供暖体积热指标，其含义为各类建筑物，在室内外温差1时，每1m3 建筑物外围体积的平均供暖热负荷。 Qv的特征：a）大小取决于围护结构与外形 B）来源：已有建筑计算数据统计与实测所汇总的手册(注：应用不多)2） 面积热指标法 建筑物供暖设计热负荷 建筑物的建筑面积 建筑物供暖面积热指标 含义：每1m3 建筑面积的平均供暖设计热负荷Qf的特征：a） 大小取决于围护结构

3、与外形和功能 B）来源已完成设计数据与实测 C）应用广泛（见附录6-1，讲解）3）城市规划指标法以人为本人均建筑面积各类建筑比例各类建筑面积总规划热指标或者以土地面积建筑面积各类建筑比例综合热指标总热负荷。应用：用来作近期或远期规划热负荷用。二，通风设计热负荷目的：为了保证室内空气具有一定的清洁度及温度等要求。通风设计热负荷：在供暖期中，加热从室外进入的新鲜空气所耗的热量。计算方法：概算1通风体积热指标法2百分数法1） 通风体积热指标法 KW 建筑物的通风设计热负荷 建筑物的外围体积供暖室内设计温度通风室外计算温度，通风的体积热指标含意：建筑物在室外温差1时，每1建筑物外围体积的平均通风热负荷

4、 的特征 a)大小取决于建筑物性质和外形 b)设计手册中有数据 c)住宅中的通风热负荷已含在供暖热指标中。2）百分数法: y应用于民用的公用建筑（如旅馆，体育馆等） Kw式中 计算建筑的通风，空调新风家热的负荷系数， 一般取0.30.5。三 生活用热的设计热负荷1）热水供应用热 热水供应的热负荷取决于热水用量 住宅取决于卫生设备和人的习惯且有 公用建筑取决于生产性质和工作制度 工厂取决于生产性质和工作制度热水供应特点：a)每天用量变化不大 b)每小时用量变化大热水供应平均小时热负荷 Kw热水供应平均小时热负荷，Kw 用热水单位数（住宅围人数，共建为每日人次数，床位）； 每个用热单位每天的热水量

5、，L/d(见附录6-2); 生活热水温度，一般为60-65； 冷水计算温度，取最低月平均水温，无资料时，可按上述规范数位计算。 每天供水小时数，h/d;对住宅，旅馆，医院等一般取24h。城市居住区热水供应的平均热负荷估算公式 Kw居住区的总建筑面积，居住区热水供应热指标，按附录6-3取用。建筑热水供应最大热负荷，每日内小时最大用水量对应的负荷。小时变化系数 ；最大小时负荷与平均负荷之比， 即 选用见附录6-4特点：用热人次越多，用热时间越长 小否则大热水供应设计负荷：保证热水供应负荷参数取决于热网与热水供应系统的连接方式和热水供应管网规模（集中，分散）即当 a)分散到用户制备且无储水箱时，可采

6、用为设计负荷。 b)分散到用户制备且有足够容积的储水箱时，可采用为设计负荷。 c)集中制备连接用户很多，则干线负荷为，支线为。2）其它生活用热 如开水供应，灶房用热等 a)开水供应：加热到105用水标准2-3L/d人 灶房用热；副产品 且蒸煮量越大单位耗汽量越大 如 100kg时，耗汽100-250kg蒸汽 压力0.15-0.25Mpa。四 生产工艺热负荷 特点：全平性 b)对热媒有要求 c)工作制 低 <130-150 0.4-0.6Mpa按用热温度分类： 中 130-150<<250 0.8-1.3Mpa 高 >250 高压生产工艺热负荷计算 方法：产品单位取耗指标

7、法见附表 6-5。同时使用小时示数 含意：实际设计负荷与各工段最大负荷之比 取0.7-0.9与生产性质有关。说明：1）关于生产工艺用热负荷计算指标中为确保热源配置合理，还应考虑到如小几种负荷与 含意 供暖期最大热负荷供暖期平均最大热负荷非供暖期品均热负荷 供暖期平均最小热负荷。 2）参数换算6-2 热负荷图 热负荷图 ：表示热源或用户系统热负荷随室外温度或时间变化图 常用热负荷图热负荷时间延续图（小时，天，月，年） 热负荷随室外温度变化图（采暖期，全年） 热负荷延续时间图（前两者叠加）用途：同若系统设计，运行和经济分析。一热负荷时间图 特点：负荷大小按出现的先后排列 可分为 日热负荷图 月热负

8、荷图 年热负荷图1） 全日热负荷图 它反映热负存在一昼夜中每小时变化情况如图6-1常见：生活用热负荷与生产工艺热负荷 如图6-5（生产工艺日热负荷时间图）应用：常用来分析典型日热负荷图 如生活 用热 季节典型日（冬，夏对应最大，最小） 在年负荷对象中应用。2） 年热负荷图 年热负荷图月份为横坐标，对应该月热负荷为纵坐标 绘制图。其中采暖，通风热负荷按月平均负荷（室外月平均温度函数），生活热水供应按小时平均负荷，生产工艺按日平均负荷。如图6-2 应用：示制订供热系统全平运行的原是资料，安排设备维修和职工休假等方面的基本参考资料。二 热负荷随室外温度变化图 应用在季节性负荷（即采暖，通风）讲解图6

9、-3 一个居民小区热负荷随室外温度变化曲线图。分类：采暖 通风 综合 曲线图 对应图 曲线1、2、4。三 热负荷延续时间图特点a)示时间与室外温度变化 热负荷图的综合。 b)负荷按大小排列不按时间顺序。1)供应热负荷延续时间图 3个坐标2条曲线其中横轴左侧为室外温度，右侧为小时数如图6-4 讲解 说明绘制方法2)利用数学公式绘制供暖热负荷延续时间曲线若能求出的函数代入即可得到的数学表达式。应当注意是否需要有函数中详细气象资料 求出 其中A、B、C、D、E为常数 用最小二乘法求出特点：数据越多（气象）精度越高3)无因次综合公式法特点：速算法工程上方便方法：依据3条采暖用户公有条件a) 供暖温度为

10、+5 b)平均不保证5天b) 供暖期可用长与短但室外温度变化幅度有规律性结果： 1 N5 5N或 N5 5N式中 供暖相对负荷比 、延续天数和总天数 无因次延续天数或小时数即 注：式中、延续小时数和总小时数注：式中供暖室内设计温度注：供暖室外计算温度。 供暖期室外日平均温度。结论：a)若已知、和(某城市)即可求出曲线。b)误差可用工程上。3)生产工艺热负荷延续曲线图的绘制方法特点：a)较供暖图复杂。 b)误差大。 c)按冬季与夏季典型日时间图为依据绘制 讲解图6-54)综合热负荷延续图和热负荷延续图应用a)综合负荷延续图。 将各热负荷图绘制后按延续小时点出叠加，抓特征点。b)热负荷延续图应用。

11、确定热源总装机容量与单机台数与容量，进行经济分析和运行调节的依据。6-3年耗热量计算集中供热年耗热量：式各类用户年耗热量的叠加。 各类用户年耗热量计算方法1)积分法。2)公式法。一 积分法 1)矩阵法。2)梯形法。利用热负荷延续图如梯形法 式中 依供暖为例讲。二 公式法计算1)供暖年耗热量， Kwh/a GJ/a2)通风年耗热量， Kwh/a GJ/a注：通风室外平均温度。（采暖期内）可用结果偏大些。 供暖期内通风日平均运行小时数。3)热水供应全年耗热量 Kwh/a GJ/a4)生产工艺年耗热量 GJ/a式中一年12月中地i月的月平均耗热量，GJ/a 一年12月中地i月的工作天数。 第七章 集

12、中供热系统 组成：热源，热网，热用户分类：1)按若没不同a)热水供热系统b)蒸汽供热系统 2)根据热源不同a)热电厂供热系统b)区域锅炉房供热系统。注：或组合多热源系统 3)根据供热管道的不同a)单管制b)双管制c)多管制7-1热水供热系统一闭式热水供热系统图7-1所示为双管制闭式热水供热系统。方式：热水沿热网供水管输送到各个热用户，在用户内的 用热设备放出热量后，沿网中回水管返回热源。特点：应用最广泛供热方式。(一) 供暖与热网的连接方式 无混水直接连接 有混水 用户水力工况受热网影响分类 间接连接 通过水水换热器 用户水力工况与热网无关讲解图7-1闭式双级串联和混联连接的热水供应系统。目的

13、：减少热水供应负荷所需的网路循环水量。方式：在热网与生活热水换热过程，局部加大供、回水热网温差而减小热网流量。讲解图7-2二开式热水供热系统。开式热水供应系统热水同英有水直接取自水网路的热水供应系统。1)无储水箱的连接方式 图7-3 a2)设上部储水箱的连接方式 图7-3 b3)与上水混合的连接方式 图7-3 c三闭式与开式热水供热系统的优缺点 四个方面 补水量 水质 投资 低位能应用7-2 蒸汽供热系统特点：a)应用在工业区、工业负荷位主要负荷 b)单管(用汽参数大致相同)多管(按压力分送) c)回收或补回收凝水(由用汽性质、经济性 )一热用户与蒸汽网路的连接方式图7-4a)生产工

14、艺热用户也蒸汽网路连接b)蒸汽供暖用户与蒸汽网路的连接c)热水供暖用户与蒸汽网路的连接d)蒸汽喷射泵推动下的热水供暖用户连接e)通风系统与蒸汽网路连接f)汽水直接混合加热的热水供应系统g)汽水容积式家热器热水供应系统(书中有误)h)汽水加热器的热水供应系统二凝水回收系统凝结水回收系统蒸汽放热后凝结水出用热设备，经疏水器、凝结水管道返回热源的管道系统及其设备组成的整个系统。特点：a)水温高(80-100) b)水质保证条件下是良好的锅炉补水 c)能否合理设计与运行是凝水回收的关键。注：凝水回收系统条件复杂。凝水系统分类：a)按是否与大气相同分类。1)开式2)闭式b)按流动方式：1)单相(满管流、

15、非满管流) 2)两相c)按流动动力分1)重力回水2)机械回水(加压回水)1)非满管流的凝结水回收系统(低压自流式)讲解图7-5 特点：管内有蒸汽，适用于供热区域小地形坡向凝水箱，锅炉房位置应是该区最低处。开式系统2)两相流的凝水回收系统(余压回水系统)讲解图7-6 特点汽、水两相流。凝水管粗。作用半径由背压值确定。地势起伏无影响，应用于用汽参数一致用汽点分散蒸汽系统中。开式。3)重力式满管流凝结水回收系统讲解图7-7 特点：对地势由要求。室外管不含汽管径小。开式。小结：上述三种开式，排汽管放掉二次蒸汽，空气进入系统对管道腐蚀。4)闭式余压凝结水回收系统讲解图7-8 特点：闭式余压系统就是用闭式

16、水箱代替余压系统种的开式水箱，系统腐蚀减弱，运行复杂。5)闭式满管汽凝水回收系统讲解图7-9 特点：用二次政发箱代替重力式满管流的高位水箱利用二次汽设备投资大，应用不广泛。6)加压回水系统。讲解图7-10 特点对大系统设凝结水分站(加压)总站 可开式或闭式。凝水设备种主要矛盾：热源、热网、热用户工况，个分站回水方式。分站与总站之间的关系，节能要看投入与效果关系。7-3 集中供热系统热源形式与热媒的选择概述：大型供热系统种供热方案尤其主要。而方案确定的主要问题是热源形式、热媒和热网方式选择。热源形式主要取决供热规划和能源政策。热媒选择主要取决于人用户的使用特征和要求。热网会导致运行投资是否经济合理。热媒 水与蒸汽相比优点是：1)供热系统能源利用率高，因蒸汽系统种泄漏及凝水热损失大。2)供热系统调节方便，即可实现温度与流量调节。3)畜热能力高，稳定性好。4)可远距离输送。蒸汽相比水位热媒的优点是：1)适用面广，有时水是代替不了的。2)输送中节省电力消耗3)蒸汽在换热中温度与传热系数大故换热面积小，降低设备费用。4)蒸汽很小，故系统中静压可不考虑，所以连接方式简单，运行方便