系统热负荷的概算

1、第二单元 系统热负荷的概算集中供热系统的热用户有采暖、通风、热水供应、空气调节和生产工艺等各种用热系统，这些用热系统热负荷的大小及其性质是供热规划和设计的重要依据，因此，必须正确合理地确定供热系统的热负荷。用热系统的热负荷按性质可分为季节性热负荷和常年性热负荷两大类。季节性热负荷包括采暖、通风、空气调节等系统的热负荷。这类热负荷的特点是与室外温度、湿度、风向、风速和太阳辐射强度等气候条件密切相关，其中对其大小起决定性作用的是室外温度。由于气象条件在全年中变化很大，因而季节性热负荷在全年中也有很大的变化。常年性热负荷包括生活用热（主要指热水供应）和生产工艺系统的热负荷。这类热负荷的特点是与气候条

2、件关系不大，因而在全年中变化幅度较小，用热比较稳定。但常年性热负荷的用热状况随生产工艺、生产班制和生活用热人数的不同而变化，而且生活用热的时间相对集中，因而常年性热负荷在一天中的变化幅度较大。因此，在确定热负荷时，要详细了解和认真分析不同用户的用热状况，以更好地为集中供热系统的设计提供准确可靠的热负荷数据。对于已建成和原有建筑物，或已有热负荷数据的拟建房屋，可以采取对需要供热的建筑物进行热负荷调查，用统计的方法确定系统的热负荷。根据调查统计资料确定总热负荷时，应考虑管网热损失，附加 的安全余量。对集中供热系统进行规划或初步设计时，往往尚未进行各类建筑物的具体设计工作，不可能提供较准确的建筑物热

3、负荷的资料，因此，通常是采用概算指标法来确定各类热用户的热负荷。一、采暖热负荷采暖热负荷是城市集中供热系统中最主要的热负荷，占全部热负荷的80% 90%（不包括生产工艺用热） 。采暖热负荷的概算，可采用体积热指标法或面积热指标法进行计算。通常，工业建筑多采用体积热指标法来确定热负荷，民用建筑多采用面积热指标法来确定热负荷。1.体积热指标法建筑物的采暖热负荷可按下式进行概算：式中 建筑物的采暖热负荷，kW ； 建筑物的外围体积，m ； 采暖室内计算温度， ； 采暖室外计算温度， ； 建筑物的采暖体积热指标，表示各类建筑物在室内外温差1 时每立方米建筑物外围体积的采暖热负荷， 。根据采暖系统的设计

4、热负荷所阐述的基本原理可知，采暖体积热指标 的大小主要与建筑物的围护结构及外形尺寸有关。建筑物围护结构传热系数越大、采光率越大、外部建筑体积越小或建筑物的长宽比越大，单位体积的热损失亦即值也越大。因此，从建筑物的围护结构及其外形方面考虑降低值的各种措施是建筑节能的主要途径，也是降低集中供热系统的供热热负荷的主要途径。各类建筑物的采暖体积热指标 值可通过对许多建筑物进行理论计算或对许多实测数据进行统计归纳整理得出，可参见有关设计手册或当地设计单位历年积累的资料数据。2.面积热指标法建筑物的采暖热负荷可按下式进行概算：式中 建筑物的采暖热负荷，kW ； 建筑物的建筑面积，； 建筑物采暖面积热指标，

5、表示每平方米建筑面积的采暖热负荷，。建筑物的采暖热负荷与通过垂直围护结构（墙、门、窗等）向外传递热量的程度有很大的关系，它与建筑物平面尺寸和层高有关，而不是直接取决于建筑平面面积。因而用采暖体积热指标表征建筑物采暖热负荷的大小，物理概念清楚。但采用采暖面积热指标法比体积热指标法更易于概算，并且对集中采暖系统的初步设计或规划设计来讲已足够准确了。所以，在城市集中供热系统规划设计中，多采用采暖面积热指标法进行概算。在总结我国许多单位进行建筑物采暖热负荷的理论计算和实测数据工作的基础上，我国城市热力网设计规范给出了采暖面积热指标的推荐值，见表1.1.表1.1 采暖面积热指标建筑物类型住宅居住区综合学

6、校办公楼医院托幼旅馆商店食堂餐厅影剧院展览馆大礼堂体育馆热指标58646067608065806070658011514095115115165二、通风热负荷为了保证室内空气具有一定的清洁度及温湿度等要求，就要求对生产厂房、公共建筑及居住建筑进行通风或空气调节。在采暖季节里，加热从室外进入的新鲜空气所耗的热量称为通风热负荷。它是一种季节性热负荷，由于通风系统的使用和各班次工作状况不同，一般公共建筑和工业厂房的通风热负荷在一昼夜中波动也较大。建筑物的通风热负荷可采用通风体积热指标法或百分数法进行概算。1.通风体积热指标法建筑物的通风热负荷可按下式进行概算：式中 建筑物的通风热负荷，kW ； 建筑

7、物的外围体积，m ； 采暖室内计算温度， ； 通风室外计算温度， ； 通风的体积热指标，表示建筑物在室内外温差1 时每立方米建筑物外围体积的通风热负荷，。通风体积热指标的值取决于建筑物的性质和外围体积。对于工业厂房，可参考有关设计手册选用。对于一般的民用建筑，室外空气无组织地从门窗等缝隙进入，预热这些空气到室温所需的渗透和侵入耗热量已计入采暖设计热负荷中，不必另行计算。2.百分数法民用建筑（如旅馆、体育馆等）有通风空调热负荷时，可按该建筑物的采暖设计热负荷的百分数进行概算。计算公式为：式中 建筑物的通风热负荷，kW ； 计算建筑物通风、空调热负荷的系数，一般取0.3 0.5； 建筑物的采暖热负

8、荷，kW 。三、生活热负荷生活热负荷可以分为热水供应热负荷和其他生活用热热负荷两类。1.热水供应热负荷热水供应热负荷是日常生活中用于洗脸、洗澡、洗衣服以及洗刷器皿等所消耗的热量。热水供应热负荷取决于热水用量。住宅建筑的热水用量取决于人们的生活水平和生活习惯；公用建筑（如浴池、食堂、医院等）和工厂的热水用量还与生产的发展状况、设备情况和工作制度有关。热水供应系统的工作特点是热水用量具有昼夜的周期性。每天的热水用量变化不大，但小时热水用量变化较大。对于一般居住区，热水供应热负荷可按下式计算：（1）居住区采暖期生活热水平均热负荷式中 居住区采暖期生活热水平均热负荷，kW ； 居住区的总建筑面积，；

9、居住区生活热水指标， ，当无实际统计资料时，可按表1.2取用。表1.2 居住区采暖期生活热水指标用水设备情况热指标 （）住宅生活用水设备，只对公共建筑供热水时2.58.0全部住宅有浴盆并供给生活热水时1520注：1.冷水温度较高时较小值，冷水温度较低时用较大值。 2.热指标中已包括了约10%的管网热损失。（2）生活热水最大热负荷式中 生活热水最大热负荷，kW ； 小时变化系数，一般可取23。在计算管网热负荷时，其中生活热水热负荷按下述规定取用：热网干线的热水供应热负荷采用采暖期生活热水平均热负荷；支线用户全部有储水箱时，采用采暖期生活热水平均热负荷；当用户无储水箱时，采用采暖期生活热水最大热负

10、荷。2.其他生活用热热负荷其他生活用热热负荷是指在工厂、医院、学校等地方，除热水供应外，还可能有开水供应、蒸汽蒸饭等用热。这些用热热负荷的概算，可根据具体的指标（如开水加热温度、人均饮水标准、蒸饭锅的蒸汽消耗量等）来参照确定。例如计算开水供应用热量，加热温度可取105 ，饮水标准可取23L（d人） ；蒸饭锅的蒸汽消耗量，当蒸煮量为100kg 时，约需耗蒸汽100250kg（蒸煮量越大，单位耗汽量越小）。一般开水和蒸锅要求的加热蒸汽表压力为0.150.25M Pa 。四、生产工艺热负荷生产工艺热负荷是指为了满足生产过程中用于加热、烘干、蒸煮、清洗、熔化等过程的用热，或作为动力用于驱动机械设备（蒸

11、汽锤、蒸汽泵等）工作的耗汽。生产工艺热负荷的大小以及所需要的热媒种类和参数，主要取决于生产工艺过程的性质、用热设备的型号以及工厂的工作制度等因素，它和生活用热热负荷一样，属于全年性热负荷。集中供热系统中，生产工艺热负荷的用热参数按照工艺要求热媒温度的不同大致可分为三种：供热温度在130150 范围以下称为低温供热，一般靠0.40.6M Pa 蒸汽供热；供热温度在130150 范围以上到250 以下时，称为中温供热，这种供热的热源往往是中、小型蒸汽锅炉或热电厂供热汽轮机的0.31.8M Pa 级或4.0M Pa 级的抽汽；当供热温度高于250300 范围时，称为高温供热，这种供热的热源通常为大型蒸汽锅炉房或热电厂的新汽经过减压减温后的蒸汽。由于存在生产工艺热用户或用热设备较多、工艺过程对热媒要求参数不一、工作制度