集中供热系统热负荷的概算和特征

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3'(')10n v w nw Q q V t t -=-⨯ KW式中 'n Q ——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1m 3 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 3'10n f Q q F -=⨯ 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1m 3 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''3()10t t w n w t Q q V t t -⋅=⋅-⨯ KW't Q —建筑物的通风设计热负荷 w V —建筑物的外围体积n t —供暖室内设计温度'w t t ⋅—通风室外计算温度，t q —通风的体积热指标含意：建筑物在室外温差1℃时，每13m 建筑物外围体积的平均通风热负荷t q 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）''t t nQ K Q =⋅ Kw式中 t K —计算建筑的通风，空调新风家热的负荷系数， 一般取0.3－0.5。

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s a i i Q QT ⋅=∑Kw'r p Q ⋅—热水供应平均小时热负荷，Kwm —用热水单位数（住宅围人数，共建为每日人次数，床位）； ν—每个用热单位每天的热水量，L/d(见附录6-2); r t —生活热水温度，℃，一般为60-65℃；l t —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。

T —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'310r p s Q q F -⋅=⋅⨯ KwF—居住区的总建筑面积，2ms q —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 ''max /p r p K Q Q ⋅⋅=选用见附录6-4特点：用热人次越多，用热时间越长K →小否则K →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，可采用'max p Q ⋅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'r p Q ⋅为设计负荷。

c)集中制备连接用户很多，则干线负荷为'r p Q ⋅，支线为'max p Q ⋅。

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<t <250℃ 0.8-1.3Mpa高 t >250℃ 高压生产工艺热负荷计算 方法：产品单位取耗指标法 见附表 6-5。

同时使用小时示数 ''max max /sh w sh K Q Q ⋅⋅=∑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6-3一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()Q f tw = 若能求出()w t f n =的函数代入即可得到()Q f w =的数学表达式。

应当注意是否需要有()w t f n =函数中详细气象资料求出 234w t A Bn Cn Dn En =++++⋅⋅⋅⋅⋅⋅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+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：Q -＝1N ≤501b n R β- 5≤N ≤zh N 或Q -＝'n Q N ≤5'0(1)b n n R Q β- 5≤N ≤zh N 式中 Q -—供暖相对负荷比N、zh N —延续天数和总天数n R —无因次延续天数或小时数即51205120n zh zh N n R N n --==-- 注：式中n 、zh n —延续小时数和总小时数''0(5)/()w n w t t t β=--注：式中n t —供暖室内设计温度'(5)/()/(5)/(120)p j p j w zh zh zh zh t t t N N n n δμμμ⋅⋅=--=-=-注：'w t —供暖室外计算温度。

p j t ⋅—供暖期室外日平均温度。

结论：a)若已知'w t 、zh N 和p j t ⋅(某城市)即可求出()n Q f n =曲线。

b)误差≤5±％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。

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111()()2ni i i i i Q Q Q n n +-=+=⨯-∑式中 00n = 依供暖为例讲。

二 公式法计算 1)供暖年耗热量，n a Q ⋅''24()n p j n a n n wt t Q Q N t t⋅⋅-=⋅- Kwh/a''0.0864()n p jnn wt t Q N t t ⋅-=⋅-GJ/a2)通风年耗热量，t a Q ⋅''()n z pjt a tn w tt t Q ZQ Nt t ⋅⋅⋅-=- Kwh/a''0.0036()nz pj t n w tt t Z Q N t t⋅⋅-=⋅-GJ/a注：t pj t ⋅—通风室外平均温度。

（采暖期内）可用p j t ⋅结果偏大些。

Z—供暖期内通风日平均运行小时数。

3)热水供应全年耗热量''24()(350)r l x r q n p r pr l t t Q Q N Q N t t ⋅⋅⋅⋅⎡⎤-=+-⎢⎥-⎣⎦Kwh/a '0.0864()(350)r l x n p r l t t Q N N t t ⋅⋅⎡⎤-=+-⎢⎥-⎣⎦GJ/a4)生产工艺年耗热量s a Q ⋅s a i i Q QT ⋅=∑ GJ/a 式中i Q —一年12月中地i 月的月平均耗热量，GJ/a i T —一年12月中地i 月的工作天数。