最新1集中供热系统的热负荷

1集中供热系统的热

负荷

一集中供热系统的热负荷

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和设计的最重要依据。

上述用热系统的热负荷，按其性质可分为两大类：

1．季节性热负荷供暖、通风、空气调节系统的热负荷是季节性热负荷。季节性热负荷的特点是：它与室外温度、湿度、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。

2．常年性热负荷生活用热(主要指热水供应)和生产工艺系统用热属于常年性热负荷。常年性热负荷的特点是：与气候条件关系不大，而且，它的用热状况在全日中变化较大。

生产工艺系统的用热量直接取决于生产状况，热水供应系统的用热量与生活水平，生活习惯以及居民成分等有关。

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、供暖设计热负荷

供暖热负荷是城市集中供热系统中最主要的热负荷。它的设计热负荷占全部设计热负荷的80%～90%以上(不包括生产工艺用热)。供暖设计热负荷的概算，可采用体积热指标法或面积热指标法等进行计算。

1．体积热指标法，建筑物的供暖设计热负荷，可按下式进行概算

Q n'=q r V w (t n-t wn') × 10-3 kW (6-1)

式中 Q'n——建筑物的供暖设计热负荷，kW；

V w——建筑物的外围体积，m3；

t n——供暖室内计算温度，℃；

t'w——供暖室外计算温度，℃；

q r——建筑物的供暖体积热指标，W／m3.℃，它表示各类建筑物，在室内外温差1℃时，每1m3建筑物外围体积的供暖热负荷。

根据第一章供暖系统的设计热负荷所阐述的基本原理可见，供暖体积热指标q r的大小，主要与建筑物的围护结构及外形有关。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q r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q r值的种种措施，是建筑节能的主要途径，也是降低集中供热系统的供热设计热负荷的主要途径。

各类建筑物的供暖体积热指标qr，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。

2．面积热指标法，建筑物的供暖设计热负荷，也可按下式进行概算：

Q'n=q f·F×l0-3 kW (6-2)

式中 Q'n——建筑物的供暖设计热负荷，kW；

F ——建筑物的建筑面积，m2；

g f——建筑物供暖面积热指标，W／m2；它表示每1m2建筑面积的供暖设计热负荷。

应该说明：建筑物的供暖热负荷，主要取决于通过垂直围护结构(墙，门，窗等)向外传递热量，它与建筑物平面尺寸和层高有关，因而不是直接取决于建筑平面面积。用供暖体积热指标表征建筑物供暖热负荷的大小，物理概念清楚，但采用供暖面积热指标法，比体积热指标更易于概算，所以近年来在城市集中供热系统规划设计中，国外，国内也多采用供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供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》给出的供暖面积热指标的推荐值，见附录6-1。

3．城市规划指标法对一个城市新区供热规划设计，各类型的建筑面积尚未具体落实时，可用城市规划指标来估算整个新区的供暖设计热负荷。

根据城市规划指标，首先确定该区的居住人数，然后根据街区规划的人均建筑面积，街区住宅与公共建筑的建筑比例指标，来估算该街区的综合供暖热指标值。

附录6-1给出《热网规范》推荐的居住区综合供暖面积热指标值为60～67W／m2。此数据是根据北京许多居住街区的规划资料，按居住区公共建筑占居住区总建筑面积的14%和公共建筑的平均供暖热指标为住宅的1.3倍条件估算的。当然，各个地区和街区建设具体情况不同，综合热指标值会有不小差别。利用城市规划指标确定供热规划热负荷的方法，目前在我国应用不多，有待进一步整理和总结这方面的资料。

二、通风设计热负荷

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。在供暖季节中，加热从室外进入的新鲜空气所耗的热量，称为通风热负荷。通风热负荷也是季节性热负荷，但由于通风系统的使用和各班次工作情况不同，一般公共建筑和工业厂房的通风热负荷，在一昼夜间波动也较大。

建筑物的通风设计热负荷，可采用通风体积热指标或百分数法进行概算。

1、通风体积热指标法可按下式计算通风设计热负荷，

Q't=q t V w(t n-t'wt)×10-3 kW (6-3)

式中 Q't——建筑物的通风设计热负荷，kW;

V w——建筑物的外围体积，m3；

t n——供暖室内计算温度，℃；

t'wt——通风室外计算温度，℃，

q t——通风的体积热指标，W／m3.℃，它表示建筑物在室内外温差1℃时，每1 m3建筑物外围体积的通风热负荷。

通风体积热指标q t 值，取决于建筑物的性质和外围体积。工业厂房的供暖体积热指标q r 和通风体积热指标q t 值，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，已计入供暖设计热负荷中，不必另行计算。

2．百分数法

对有通风空调的民用建筑(如旅馆，体育馆等)，通风设计热负荷可按该建筑物的供暖没计热负荷的百分数进行概算，即

Q't =K t ·Q'n kW (6-4)

式中 K t ——计算建筑物通风，空调新风加热热负荷的系数，—般取0.3～0.5。

其它符号同前。

三，生活用热的设计热负荷

1．热水供应用热 热水供应热负荷为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。热水供应的热负荷取决于热水用量。住宅建筑的热水用量，取决于住宅内卫生设备的完善程度和人们的生活习惯。公用建筑(如浴池，食堂、医院等)和工厂的热水用量，还与其生产性质和工作制度有关。

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。图6-1所示为一个居住区的典型日的小时热水用热变化示意图。因此，通常首先根据用热水的单位数(如人数，每人次数，床位数等)和相应的热水用水量标

准，先确定全天的热水用量和耗热量，然后再进一步计算热水供应系统的设计小时热负荷。 供暖期的热水供应平均小时热负荷可按下式计算：

()

()

T t t mv T t t cm Q j r j r p r -=-='001163.0.ρυ KW (6-5)

式中 Q ’r.p ——供暖期的热水供应平均小时热负荷，kW;

m ——用热水单位数(住宅为人数，公共建筑为每日人次数，床位数等);

v ——每个用热水单位每天的热水用量，L／d，可按《室内给水排水和热水供应设计规范》的标准选用(见附录6-2)；

t b——生活热水温度，℃，按热水用量标准中规定的温度取用，一般为60℃～65℃;

t1——冷水计算温度，取最低月平均水温，℃; 如无资料时，可按上述规范的数值计算。

T ——每天供水小时数，h／d，对住宅、旅馆，医院等，一般取24h。

c ——水的热容量，c=4.1868kJ／kg·℃；

ρ——水的密度，按ρ=1000kg／m3计算；

0.001163—公式化简和单位换算后的数值，(0.001163=4.1868×103／3600×1000)。

对计算城市居住区热水供应的平均热负荷时，《热网规范》在总结北京城市集中供热资料的基础上，给出了一个估算公式：

Q'rp=q r·F×10-3 kW (6-6)

式中 Q'rp——居住区供暖期的热水供应平均热负荷，kW；

F ——居住区的总建筑面积，m2；

g r——居住区热水供应的热指标，W／m2，当无实际统计资料时，可按附录6-3取用。建筑物或居住区的热水供应最大热负荷取决于该建筑物或居住区的每天使用热水的规律，最大热水用量(热负荷)与平均热水用量(热负荷)的比值称为小时变化系数。如图6-1中，纵

坐标OA表示最大值Q r.max。在一天，n=24 内的总热水用热量，等于曲线所包围的面积。将全天总用热量除以每天供水时数T小时，即为平均热负荷Q r.p。

k r=Q'r.max／Q'r.p (6-7)

或Q r.max=k·Q'r.p kW (6-8)

式中 k r——小时变化系数，根据用水单位数，按《室内给水排水和热水供应设计规范》选用，见附录6-4。

建筑物或居住区的用水单位数越多，全天中的最大小时用水量(用热量)越接近于全天的平均小时用水量(用热量)，小时变化系数k r，值越接近1。对全日使用热水的用户，如住宅，医院，旅馆等，小时变化系数按附录6-4取用。对短时间使用热水的用户，如工业厂房、体育馆和学校等的淋浴设备，k r值可取大些，可按k c=5～12取用。

热网的热水供应设计热负荷，与用户热水供应系统和热网的连接方式有关。当用户的热水供应系统中有储水箱时，可采用供暖期的热水供应平均热负荷Q r.p计算。当用户无储水箱时，应以供暖期的热水供应最大热负荷Q r.max'作为设计热负荷。

对城市集中供热系统热网的干线，由于连接的用水单位数目很多，干线的热水供应设计热负荷可按热水供应的平均热负荷Q'r.p计算。

2．其它生活用热，在工厂，医院，学校等中，除热水供应以外，还可能有开水供应，蒸饭等项用热。这些用热负荷的概算，可根据一些指标，参照上述方法计算。例如计算开水供应用热量，加热温度可取105℃，用水标准v可取2～3L／天·人，蒸饭锅的蒸汽消耗量，当蒸煮量为100kg时，约需耗蒸汽100～250kg(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0.15～0.25MPa。

四、生产工艺热负荷

生产工艺热负荷是为了满足生产过程中用于加热、烘干，蒸煮，清洗，溶化等过程的用热，或作为动力用于驱动机械设备(汽锤，汽泵等)。