《供热工程》第六课 集中供暖系统的热负荷

第六章集中供热系统的热负荷能源与安全工程学院成剑林第一节集中供热系统

热负荷的概算和特征集中供热系统的热用户有供暖、通风、热水供应、空气调节、生产工艺等用热系统。这些用热系统热负荷的大小及其性质是供热规划扣设计的最重要依据。供热工程第六章集中供热系统的热负荷集中供热系统的热用户集中供热系统热负荷的概算和特征用热系统的热负荷，按其性质可分为两大类：

1．季节性热负荷

2．常年性热负荷

季节性热负荷

供暖、通风、空气调节系统的热负荷是季节性热负荷。特点：与室外温度、适度、风向、风速和太阳辐射热等气候条件密切相关，其中对它的大小起决定性作用的是室外温度，因而在全年中有很大的变化。季节性热负荷生活用热（主要是热水供应）和生产工艺系统用热。特点：与气候条件关系不大，用热状况在全日中变化较大。一、供暖设计热负荷供暖设计热负荷是集中供热系统中最主要的热负荷,通常占全部设计热负荷的80%～90%以上，其概算可采用体积热指标法和面积热指标法。体积热指标法面积热指标法城市规划指标法1.体积热指标法各类建筑物的供暖体积热指标qv，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，可见有关设计手册或当地设计单位历年积累的资料数据。1.体积热指标法影响供暖体积热指标的因素：1)围护结构的传热系数：围护结构的传热系数越大，qｖ值越大。2)建筑外露体积或建筑物的长宽比：外露表面积越大，qｖ值越大；建筑物等高，等底面积时，周长越大，长宽比越qｖ越大。3)窗墙比越大，qｖ越大。4)不同的地区，tw′不同，寒冷地区qｖ越大。2.面积热指标法建筑物的供暖热负荷主要取决于通过垂直围护结果向外传递热量，与建筑物平面尺寸和层高有关，不是直接取决于建筑平面面积。采用面积热指标法比体积热指标更易于概算。2.面积热指标标法(1)供暖面积热热指标的物物理意义：：表示每1m2建筑面积的的供暖设计计热负荷。。(2)Qn′的大小主要要取决于通通过垂直围围护结构向向外传递的的热量,与建筑物平平面尺寸和和层高有关关,不是是直直接接取取决决于于建建筑筑平平面面面面积积,即F表示示各各层层总总建建筑筑面面积积。用用体体积积热热指指标标表表征征建建筑筑物物供供暖暖热热负负荷荷的的大大小小，，物物理理概概念念清清楚楚。。但但采采用用供供暖暖面面积积热热指指标标法法，，比比体体积积热热指指标标更更易易于于概概算算。。所所以以近近年年来来在在城城市市集集中中供供热热系系统统规规划划设设计计中中，，国国内内外外常常采采用用供供暖暖面面积积热热指指标标法法进进行行概概算算。。在总总结结我我国国许许多多单单位位进进行行建建筑筑物物供供暖暖热热负负荷荷的的理理论论计计算算和和实实测测数数据据工工作作的的基基础础上上，，我我国国《城市市热热力力网网设设计计规规范范》(CJJ34-2002)给出出的的供供暖暖面面积积热热指指标标的的推推荐荐值值。。随着着我我国国对对建建筑筑节节能能要要求求的的不不断断提提高高，，各各地地区区根根据据当当地地的的情情况况制制订订了了相相应应的的供供暖暖热热指指标标，，应应根根据据当当地地规规定定的的指指标标计计算算。。住住宅宅建建筑筑的的供供暖暖面面积积热热指指标标可可取取30～50W/m2。3.城市市规规划划指指标标法法对一一个个城城市市新新区区进进行行供供热热规规划划设设计计，，各类类型型的的建建筑筑面面积积尚尚未未具具体体落落实实时时，可可用用城城市市规规划划指指标标来来估估算算整整个个城城市市新新区区的的供供暖暖设设计计热热负负荷荷。。根据据城城市市规规划划指指标标，，首首先先确确定定该该区区域域的的居住住人人数数，然然后后根根据据街街区区规规划划的的人人均均建建筑筑面面积积、、街街区区住住宅宅与与公公共共建建筑筑的的建建筑筑比比例例指指标标，，来来估估算算该该街街区区的的综综合合供供暖暖热热指指标标值值。。3.城市市规规划划指指标标法法我国国《城市市热热力力网网设设计计规规范范》推荐荐的的居居住住区区综综合合供供暖暖面面积积热热指指标标中中，，未未采采取取节节能能措措施施的的建建筑筑为为60～67W/m2，采采取取节节能能措措施施后后的的建建筑筑为为45～55W/m2。此此数数据据是是根根据据北北京京许许多多居居住住街街区区的的规规划划资资料料，，按按居居住住区区公公共共建建筑筑占占居居住住区区总总建建筑筑面面积积的的14%和公公共共建建筑筑的的平平均均供供暖暖热热指指标标为为住住宅宅的的1.3倍条条件件估估算算的的。。当当然然，，各各地地区区和和街街区区建建设设的的具具体体情情况况不不同同，，综综合合热热指指标标差差别别可可能能较较大大。。利利用用城城市市规规划划指指标标确确定定供供热热规规划划热热负负荷荷的的方方法法，，目目前前在在我我国国应应用用不不多多，，有有待待整整理理和和总总结结这这方二、、通通风风设设计计热热负负荷荷为了保证室内内空气具有一一定的清洁度度及温湿度等等要求，就要要求对生产厂厂房、公共建建筑及居住建建筑进行通风风或空气调节节。在供暖季季节中，加热热从室外进入的的新鲜空气所耗的热量，，称为通风热热负荷。建筑筑物的通风热热负荷，可采采用通风体积积热指标或百百分数法进行行概算。1.通风体积热指指标法对于一般的民民用建筑，室室外空气无组组织地从门窗窗等缝隙进入入，预热这些些空气到室温温所需的渗透透和侵入耗热热量，已计入入供暖设计热热负荷中，不不必另行计算算。2.百分数法对有空调的民民用建筑（如如旅馆、体育育馆等）通风风设计热负荷荷可按该建筑筑物的供暖设设计热负荷的的百分数进行行概算。Kt为计算建筑物物通风、空调调新风加热热热负荷的系数数，一般为0.3~0.5三、生活用热热的设计热负负荷1．热水供应用用热2．其他生活用用热，在工厂厂、医院、学学校等中，除除热水供应以以外，还可能能有开水供应应、蒸饭等项项用热。1.热水供应用热热热水供应的热热负荷取决于于热水用量。。住宅建筑的热热水用量取决决于住宅内卫卫生设备的完完善程度和人人们的生活习习惯。公共建筑（如如浴池、食堂堂、医院等））和工厂的热热水用量还与与其生产性质质和工作制度度有关。热水供应系统统的工作特点点是热水用量量具有昼夜的的周期性。每每天的热水用用量变化不大大，但是小时热水用量量变化较大。1.热水供应用热热通常首先根据据用热水的单单位数（如人人数、每人次次数、床位数数等）和相应应的热水用水水量标准，先先确定全天的的热水用量和和耗热量，然然后在进一步步计算热水供供应系统的设设计小时热负负荷。供暖期的热水水供应平均小小时热负荷可可按下式计算算：计算城市居住住区热水供应应的平均热负负荷的估算公公式：1.热水供应用热热建筑物或者居居住区的热水水供应最大热热负荷取决于于该建筑物或或者居住区的的每天使用热热水的规律。。最大热水用量量与平均热水水用量的比之之称为小时变化系数数。2.其他生活用热热在工厂、医院院、学校等中中，除热水供供应外，还可可能有开水供供应，蒸饭等等项用热。这这些用热负荷荷的概算，可可根据一些指指标，参照上上述方法计算算。例如计算算开水供应用用热量，加热热温度可取105℃，用水标准V可取2～3L/（天·人），蒸饭锅锅的蒸汽消耗耗量，当蒸煮煮量为100kg时，约需耗蒸蒸汽100～250kg(蒸煮量越大，，单位耗汽量量越小)。一般开水和和蒸锅要求的的加热蒸汽表表压力为0.15～0.25MPa。四、生产工艺艺热负荷生产工艺热负负荷是为了满满足生产过程程中用于加热热、烘干、蒸蒸煮、清洗、、熔化等过程程的用热，或或者作为动力力用于驱动机机械设备（汽汽锤、汽泵等等）。生产工艺热负负荷和生活用用热热负荷一一样，属于全年性热负荷荷。生产工艺设设计热负荷的的大小以及需需要的热媒种种类和参数，，主要取决于生产工工艺过程的性性质、用热设设备的型式、、以及工厂的的工作制度等等因素。四、生产工艺艺热负荷按照工艺要求求热媒温度的的不同，大致致可分为三种：供热温度在130℃~150℃以下称为低温温供热；供热温度在130℃~150℃以上到250℃以下时，称为为中温供热；；当供热温度高高于蒸汽供热热250℃~300℃时，称为高温温供热。第二节热热负荷图热负荷图是用用来表示整个个热源或用户户系统热负荷荷随室外温度度或时间变化化的图，能形形象地反映热热负荷变化的的规律。常用的热负荷荷图主要有热负荷时间图图、热负荷随室外外温度变化图图和热负荷延续时时间图。一、热负荷时时间图对全日热负荷荷图，如前所所述，它受室室外温度影响响不大，但在在全天中小时时的变化较大大，因此，对对生产工艺热热负荷，必需需绘制全日热热负荷图为设设计集中供热热系统提供基基础数据。而而且需要分别绘制出冬冬季和夏季典典型工作日的的全日生产工工艺热负荷图图，由此确定生生产工艺的最最大、最小热热负荷和冬季季、夏季平均均热负荷值。。一、热负荷时时间图对季节性的供供暖、通风热热负荷，可根根据该月份的的室外平均温温度确定，热热水供应热负负荷按平均小小时热负荷确确定，生产工工艺热负荷可可根据日平均均热负荷确定定。年热负荷荷图是规