燃气热水器的热负荷计算及采暖热负荷参考文献

燃气热水器的热负荷计算参考文献前言在没计或开发一个新品种热水器时，首先要考虑的就是热负荷(或称热流量)，即单位时间的耗热量)单位以kW或kJ/h计。

热水器热负荷的大小应根据其服务对象的性质与规模决定。

很明显热负荷小了，满足不了要求。

但是，也不是越大越好，因为热负荷过大不仅增加了用户的一次投资(购买热水器的费用)而且加大了年耗损(消耗燃气的费用)。

特别是在小流量下使用大热水器造成的大马拉小车现象，会降低热水器的热效率，浪费燃气。

我国批量生产热水器是从仿造日本5升热水器开始的，后来出现了6升、8升及10升等。

主要是用来供应浴室及洗手盆的。

近几年来随着我国天然气源发展的趋势，因内、外厂家看准我国广大的燃气采暖市场，纷纷推出燃气采暖的产品，欧洲不少厂家已把热水采暖两用的热水器投入我国市场。

可见目前热水器服务对象有两大类：一为供热水；另一为采暖。

至于不同服务对象的供热水与采暖的热负荷计算方法在我国已颁布的国家标准都有具体的规定，本文目的在于介绍不同服务对象的热负荷的计算方法，供参考。

一、供热水的热负荷根BGJ15—88，《建筑给排水设计规范》中第四章热水及饮水供应的第三节热水量耗热量的计算中给出了两种计算公式。

1.根据使用热水的计算单位数计算所谓使用热水的计算单位是指使用热水的人数，或床位数等。

此公式一般用于一个小区的供热水，可根据小区用热水人数计算，或用于一个旅馆供热水，可根据其床位数计算。

其公式为：式中的q r是规范编制组经过几年实例总结出来的适合国情的指标，其l／人d是指每人每日需要的热水量，具体数字见附表1。

K h为设计流量与平均流量的比值，受服务对象的性质与m值大小影响，见参[1]。

t r热水温度可根据用水定额中给出的热水温度确定；t l冷水温度可根据服务对象所在的地区的最冷月平均水温资料确定。

当资料不完整时，可采用规范划分的六个区给出的冷水温度，最冷区为6—10℃，最热区为20℃，详见参[1]。

这种计算方法主要是针对小区燃气锅炉或企业大型热水器用的，非本文重点，在此不再举例。

2。

根据使用热水器具数量计算当热水器只供应一户时，就可以根据该户使用热水器具的性质与数量决定热水器的热负荷。

其计算公式为其它符号及单位同前。

式中的q h值据用热水器具性质及服务对象决定，具体数字参见附表2。

b为同时使用系数，考虑同样设备同时使用的或然率，b最大值为1。

根据GBJl5—88表4.1.2-2。

对于住宅有淋浴器的条件小时用40℃水量为140—200l；对于带有淋浴器的浴盆小时用40℃水量为300l。

根据目前我国生活水平，绝大部分为有淋浴器的条件。

(1)对普通户：q h=140---200l/h；t r=37-40℃取q h=200l/h，t r=40℃。

高冷水温区，t l=20℃，则考虑热水器热效率后，热负荷分别为9.2kW一15.8kW。

由此可见对于富裕户，5升热水器也能适应大部分冷水温度不太低的地区。

但是，随着生活水平的提高，5升热水器就不能适应洗浴要求了。

(3)对豪华户，拥有双（或多）卫生间时，就要根据具使用热水器具与主人的意愿来决定，至少需10升以上的热水器，甚至于每个浴缸配一个热水器。

在此不再举例计算。

二、采暖的热负荷1．采暖房间的热平衡冬天室外温度低于室内要求的18℃的温度，这时室内就要向室外传出热量，一股称之为建筑物耗热量Q HL。

为了保持室内温度不变，必须在室内没散热器(暖气片)，其散出的热量Q’HL等于建筑物的耗热量Q HL，这时达到热平衡，维持稳定的室内温度。

如果散热器的热源是由热水器提供的流量为G的热水，此热水在散热器中放出热量，温度由t r降至t l，温度为t l的水回到热水器中又被加热至t r，又送回至散热器。

这样由散热器散发出来的热量Q’HL等于热水器提供的热量即达到热乎衡(此处略去管道散热量)。

在此基础上考虑到热水器的热效率后，即得到采暖热负荷。

在采暖系统中，Q HL是根据建筑物围护结构的材质、所在地区、朝向等因素，按照GBJ-87《采暖通风与空气调节设计规范》进行计算(计算方法不再赘述)。

式中的t r与t l一般采用95℃与70℃。

或者（t r-t l）措制在20—25℃之间。

这样热水流量G也可得出。

根据公式3可以求得单户采暖的热水器采暖热负荷Q。

2．建筑耗热指标与集中采暖热负荷在计算一个小区的采暖热负荷时，不可能之逐个计算每座建筑的蘸热量，一般是根据一些指标数据来估算。

附表3中给出了各城市的采暖期各项耗能指标。

表中的q H是建筑物耗热量指标，根据国家标推对其下的定义为：在采暖期室外平均温度条件下，为保持室内计算温度(一股为16—18℃)，单位时间、单位建筑面积需由采暖设备供应热量，单位以w/m2计。

此值是一个能量消耗标准，与表中建筑物采暖耗能指标Q sa有密切关系。

Q sa是指在采暖期室外平均温度下，为保持室内计算温度，单位建筑面积在一年内(采暖期内)由采暖设备消耗的能量，即表中的q HL为采暖设计热负荷指标，其定义为在采暖室外计算温度条件下，为保持室内计算温度，单位时间，单位建筑面积，需用采暖设备供给的热量。

因为采暖室外计算温度低于平均温度，所以q H小于q HL，两者关系可以由室内计算温度、室外平均与计算温度算出。

Q HL是确定采暖设备容量的指标。

如果对于一个小区可以据小区建筑总面积用q HL确定燃气锅炉的热负荷，根据q H与Q sa可以估算每采暖季消耗的燃气量。

附表3中还有节能建筑与现有建筑之分。

所谓节能建筑是指1996年7月1日起实施的JGJ-95《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》要求逐步推广节能建筑。

节能建筑加强国护结构的保温层，门窗都有保温措施，所以其q H值低，节约能源，是今后的方向。

要注意的是，节能建筑不能一步到位，新建筑不一定属节能建筑，需要给预调查研究后，选用q H值。

所谓现有建筑是指没有节能措施的建筑。

其q H值大于节能建筑q H值。

表中给出的现有建筑的qH值属于估算用的参考值。

室内计算温度是需要维持的冬季室内温度，一般以18℃为宜，后为了节省投资也有用16℃，当然室内计算温度定得高，必然加大采暖设备的一次投资。

室外计算温度，是由气象条件与房屋结构以及经济等因素由设计标推确定的。

以天津市为例，室外计算温度规定为—9℃。

低于平均温度-12℃也高于冬季最低温度。

当室外计算温度定得过低，也会加大采暖设备一次投资，但能满足冬季温度最低气温下的采暖效果。

因此确定室外计算温度与国民经济有关，当人民生活水平提高时，可以定得低点。

但不是越低越好，因为建筑有一定热惰性，寒流来时并不是马上使室内降温，这样看来确定室外计算温度既是经济问题又是技术问题。

最后要指出的是，附表3中给出的数字都属连续采暖条件下的数据。

在确定小区燃气采暖负荷时，首先要看建筑物性质，如果属于国家推行的节能建筑就要按照节能建筑qHL指标考虑热效率来决定集中采暖锅炉(或大型热水器)的热负荷，当小区有室外热力管时，尚应附加管道热损失（约占10%）。

如果属现有建筑，可以收集当地采暖指标数据，参考附表3给出qHL值计算出采暖热符荷。

3．单户燃气采暖的热负荷燃气热水器用于单户采暖有其很大的灵活性。

例如用户可以根据自己的意愿控制室内温度，不受集中采暖系统采暖期的限制，人不在时可以关闭采暖系统而节能，同时还可以使老人房间室温高些，起居室的温度低些。

更可贵的是采暖费统一由燃气费来支付，等等。

在一次投资方面省去了供热干管、集中锅炉房的投资。

在年投资方面省去了集中锅炉房管理费用与供热干管热损失。

单户采暖并不是都是优点。

所谓节约管理投资，实际上是把管理的一部分任务强加于用户。

另外，高层楼用燃气分户采暖，首先要解决的是高层建筑燃气设备的排烟问题。

不过我国幅员广大，单户燃气采暖作为集中供暖的补充还是有广阔市场的。

在确定单户采暖热水器的热负荷时，可以参考附表3中给出的指标。

因为中小热水器是为各家各户用的。

各家各户由于所在位置不同。

用户主人生活水平与习惯不同，因此各家各户需要的采暖、热水的热负荷与每季采暖消耗的燃气量都不一样。

生产厂家只能根据市场需要情况确定一个负荷系列以满足不同用户的需要。

为了防止建筑围护结构内部结露，寒冷地区的外墙厚度厚于温暖地区。

这样就形成了我国各个地区的QH值相差不大。

这就为厂家确定热水器采暖热负荷提供很大的方便。

从附表3中还可看出各城市qHL值并非相差很大，在45一60W/m2之间。

考虑到热水器的热效率后，100m2的建筑面积的住宅，采暖热负荷也不过是6—8kW。

由此可见目前负荷最小的5升热水器能为一般住宅采暖，其热负荷完全可以达到要求。

单户采暖还要注意两个问题：首先要考虑的是间歇采暖。

由于单户采暖调节比较方便，另一方面人在洗浴中对水的敏击性很高，也就是说人在洗浴时，很容易觉察水温的变化。

而采暖系统的热水温度的变化却不会马上影响室内温度，这是因为建筑物有一定热情性的原故。

因此对于单户采暖无论是人工调节还是自动调节大都采用间歇采暖的方式。

根据建筑物采暖热工分析，间歇采暖的采暖设备的容量要大于连续采暖。

为此对附表3中的qHL值，需要考虑因间歇采暖而增加的份额。

另外一个问题是开始采暖时房间温升速度问题。

因为单户采暖的灵活性，当家中主人去上班时，可以关闭采暖系统。

有自控系统时要维持室内温度为5℃左右。

当主人回家后，启动采暖系统，并希望室温很快上升。

这时采暖热水器的热负荷效应该大一些。

这也是单户燃气采暖的一个特点。

简要结论1.热负荷是一切燃气用具非常重要的参数。

决不是越大越好。

生产厂家在确定其批量生产的产品时，一定要根据用户的类型与实际需要来确定。

2.单独为采暖用的单户采暖热水器的负荷不需要太大。

对于我国广大用户(三室)，其热负荷为10kw己足够。

但是也不能完全根据建筑热指标计算，定得不宜过低。

要考虑间歇采暖及启动时快速加热等要求，故其热负荷一般不低于10kW。

3.单独为热水的快速热水器及采暖热水两用快速热水器的热负荷主要根据热水用具及用户要求决定。

对于广大用户5—8升已足够。

4.在用户有储热水箱或采用容积式热水器的地方，决定其热负荷时应考虑其储热能力。

参考文献1. GBJ15—88 建筑给排水设计规范2. JGJ一95 民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)3. GBJ一87 采暖通风与空气调节设计规范。