集中供熱系統(tǒng)的熱負荷課件

1、*1第一章 集中供熱系統(tǒng)的熱負荷*1第一章 集中供熱系統(tǒng)的熱負荷*2*2*3第一節(jié) 集中供熱系統(tǒng)熱負荷的特征集中供熱系統(tǒng)：是以熱水或蒸汽為熱媒通過室外熱力網(wǎng)將熱能輸送到一個城鎮(zhèn)或較大的區(qū)域的供熱系統(tǒng)。集中供熱系統(tǒng)的熱負荷：包括采暖、通風、空氣調(diào)節(jié)、生活用熱和生產(chǎn)工藝等熱負荷。*3第一節(jié) 集中供熱系統(tǒng)熱負荷的特征*4一、集中供熱系統(tǒng)熱負荷的分類1按用途采暖熱負荷空調(diào)熱負荷通風熱負荷生活用熱水供應(yīng)熱負荷生產(chǎn)工藝熱負荷*4一、集中供熱系統(tǒng)熱負荷的分類1按用途*5一、集中供熱系統(tǒng)熱負荷的分類2按民用、工業(yè)民用熱負荷：居民住宅和公共建筑的采暖、空調(diào)、通風和生活用熱熱負荷。工業(yè)熱負荷：生產(chǎn)工藝、廠房的采暖

2、、通風、空調(diào)和廠區(qū)的生活用熱熱負荷。*5一、集中供熱系統(tǒng)熱負荷的分類2按民用、工業(yè)*6一、集中供熱系統(tǒng)熱負荷的分類按性質(zhì)（時間）季節(jié)性熱負荷常年性熱負荷*6一、集中供熱系統(tǒng)熱負荷的分類按性質(zhì)（時間）*7二、熱負荷的特征季節(jié)性熱負荷 特點：熱負荷f（氣候條件）=f（室外溫度、濕度、風向、風速、太陽輻射等）常年性熱負荷特點：與氣候條件關(guān)系不大，用熱狀況在全日中變化較大。生產(chǎn)工藝熱負荷=f(生產(chǎn)狀況)熱水供應(yīng)熱負荷=f（生活水平、生活習慣、居民成分）*7二、熱負荷的特征季節(jié)性熱負荷 *8第二節(jié) 集中供熱系統(tǒng)熱負荷的確定 供暖設(shè)計熱負荷通風設(shè)計熱負荷空調(diào)設(shè)計熱負荷 生活用熱的設(shè)計熱負荷 生產(chǎn)工藝熱負荷

3、 *8第二節(jié) 集中供熱系統(tǒng)熱負荷的確定 *9一、供暖設(shè)計熱負荷 供暖設(shè)計熱負荷：在設(shè)計室外溫度 下，為達到要求的室內(nèi)溫度，供熱系統(tǒng)在單位時間內(nèi)向建筑物供應(yīng)的熱量 。1體積熱指標法 qv=f (建筑物的圍護結(jié)構(gòu)，外形有關(guān))，圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，采光率，外部建筑體積，或建筑物的長寬比，qv值。*9一、供暖設(shè)計熱負荷 供暖設(shè)計熱負荷：在設(shè)計室外溫度 *10一、供暖設(shè)計熱負荷 2面積熱指標法 =f（垂直圍護結(jié)構(gòu)墻、門、窗等向外傳遞的熱量）=f（建筑物平面尺寸、層高） 體積熱指標法物理概念清楚。面積熱指標法易于概算。3城市規(guī)劃指標法*10一、供暖設(shè)計熱負荷 2面積熱指標法*11*11*12*12*13*1

4、3*14*14*15二、通風設(shè)計熱負荷 通風熱負荷:為保證室內(nèi)空氣具有一定的清潔度、溫濕度，在供暖季節(jié)中，加熱從室外進入室內(nèi)的新鮮空氣所耗的熱量。1通風體積熱指標法 =f (建筑物的性質(zhì)，外圍體積)*15二、通風設(shè)計熱負荷 通風熱負荷:為保證室內(nèi)空氣具有一*16二、通風設(shè)計熱負荷 2百分數(shù)法 對有通風的民用建筑（如旅館，體育館等），通風設(shè)計熱負荷可按該建筑物的供暖設(shè)計熱負荷的百分數(shù)進行概算，即 -建筑物通風熱負荷系數(shù)，一般取0.30.5。 *16二、通風設(shè)計熱負荷 2百分數(shù)法*17三、空調(diào)設(shè)計熱負荷1空調(diào)冬季設(shè)計熱負荷2空調(diào)夏季制冷設(shè)計熱負荷 *17三、空調(diào)設(shè)計熱負荷1空調(diào)冬季設(shè)計熱負荷*18

5、*18*19四、生活用熱的設(shè)計熱負荷定義：在日常生活中，用于洗臉、洗澡、洗衣服以及洗刷器皿等消耗的熱量，稱為熱水供應(yīng)熱負荷。熱水供應(yīng)熱負荷=f（熱水用量）住宅建筑的熱水用量=f（住宅內(nèi)衛(wèi)生設(shè)備、生活習慣）公共建筑(如浴池、食堂、醫(yī)院等)和工廠的熱水用量= f（衛(wèi)生設(shè)備、生活習慣、生產(chǎn)性質(zhì)、工作制度） 特點: 具有晝夜的周期性，每天的熱水用量變化不大，小時熱水用量變化較大。 *19四、生活用熱的設(shè)計熱負荷定義：在日常生活中，用于洗臉、*20四、生活用熱的設(shè)計熱負荷供暖期熱水供應(yīng)平均小時熱負荷m用熱水單位數(shù)；v用水量定額，L/d；水的密度，1000kg/m3；c水的比熱，4.1868kJ/(kg)

6、；tr生活熱水溫度；tl冷水計算溫度；T每天供水小時數(shù)。*20四、生活用熱的設(shè)計熱負荷供暖期熱水供應(yīng)平均小時熱負荷*21四、生活用熱的設(shè)計熱負荷居住區(qū)熱水供應(yīng)最大熱負荷 居住區(qū)熱水供應(yīng)最大熱負荷 居住區(qū)熱水供應(yīng)的平均設(shè)計熱負荷 熱水小時變化系數(shù) *21四、生活用熱的設(shè)計熱負荷居住區(qū)熱水供應(yīng)最大熱負荷*22四、生活用熱的設(shè)計熱負荷 用水單位數(shù)多、生活熱水負荷占供熱總負荷比例小、生活熱水高峰出現(xiàn)時間短，所以熱水供應(yīng)的平均熱負荷作為熱水供應(yīng)設(shè)計熱負荷。其他生活用熱熱負荷采用指標法計算。生活用熱設(shè)計熱負荷=熱水供應(yīng)設(shè)計熱負荷 +其他生活用熱熱負荷*22四、生活用熱的設(shè)計熱負荷 用水單位數(shù)多、生活熱水*

7、23五、生產(chǎn)工藝熱負荷定義：生產(chǎn)過程中用于加熱、烘干、蒸煮、清洗、溶化或作為動力用于驅(qū)動機械設(shè)備，如汽錘、汽泵等的耗熱量，稱為生產(chǎn)工藝熱負荷。特點：屬全年性熱負荷設(shè)計熱負荷的大小、熱媒種類和參數(shù)=f（生產(chǎn)工藝過程的性質(zhì)，用熱設(shè)備的型式及工作制度等）。 *23五、生產(chǎn)工藝熱負荷定義：生產(chǎn)過程中用于加熱、烘干、蒸煮*24五、生產(chǎn)工藝熱負荷集中供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)的最大生產(chǎn)熱負荷： 熱網(wǎng)最大生產(chǎn)熱負荷，GJ/h； 各工廠（各車間）的生產(chǎn)工藝最大熱負荷之和，GJ/h； 同時使用系數(shù)，一般可取0.60.9。 *24五、生產(chǎn)工藝熱負荷集中供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)的最大生產(chǎn)熱負荷： 第三節(jié)集中供熱系統(tǒng)年耗熱量計算 集中供熱系統(tǒng)

8、的年耗熱量是各類熱用戶年耗熱量的總和。一、采暖年耗熱量Qn.aQn供暖設(shè)計熱負荷，KW；N供暖天數(shù)，dtw_供暖室外計算溫度，tn供暖室內(nèi)計算溫度tpj供暖室外平均溫度，0.0864公式簡化和單位換算后的數(shù)值。0.0864=24360010-6第三節(jié)集中供熱系統(tǒng)年耗熱量計算 集中供熱系統(tǒng)的年耗第三節(jié)集中供熱系統(tǒng)年耗熱量計算二、采暖期通風耗熱量Qt通風設(shè)計熱負荷，KW；twt冬季通風室外計算溫度，；Z供暖期內(nèi)通風裝置每日運行小時數(shù)，h/d;0.0036單位換算系數(shù)。(1KWh=360010-6GJ)其他通式（1-11）。第三節(jié)集中供熱系統(tǒng)年耗熱量計算二、采暖期通風耗熱量第三節(jié)集中供熱系統(tǒng)年耗熱量

9、計算三、空調(diào)年耗熱量Qca(1)空調(diào)冬季采暖耗熱量Qaa(2)制冷期空調(diào)制冷耗熱量第三節(jié)集中供熱系統(tǒng)年耗熱量計算三、空調(diào)年耗熱量Qca第三節(jié)集中供熱系統(tǒng)年耗熱量計算四、熱水供應(yīng)全年耗熱量Qra 熱水供熱負荷式全年熱負荷?？紤]到冬季與夏季冷水溫度不同，熱水供應(yīng)全年耗熱量按下式計算第三節(jié)集中供熱系統(tǒng)年耗熱量計算四、熱水供應(yīng)全年耗熱量Qra第三節(jié)集中供熱系統(tǒng)年耗熱量計算五、生產(chǎn)工藝年耗熱量第三節(jié)集中供熱系統(tǒng)年耗熱量計算五、生產(chǎn)工藝年耗熱量*30第四節(jié) 集中供熱系統(tǒng)熱負荷圖 定義：熱負荷圖是用來表示整個熱源或熱用戶系統(tǒng)熱負荷隨室外溫度或隨時間變化圖。Q=f (tw) 或 Q=f ( t )。熱負荷圖可

10、形象的反映熱負荷變化的規(guī)律。集中供熱系統(tǒng)的熱負荷：包括采暖、通風、空氣調(diào)節(jié)、生活用熱和生產(chǎn)工藝等熱負荷。*30第四節(jié) 集中供熱系統(tǒng)熱負荷圖 *31第四節(jié) 集中供熱系統(tǒng)熱負荷圖 供熱工程中常用的熱負荷圖，主要有 熱負荷時間圖熱負荷隨室外溫度變化圖 熱負荷延續(xù)時間圖*31第四節(jié) 集中供熱系統(tǒng)熱負荷圖 供熱工程中常用的熱負荷*32一、熱負荷時間圖特點：圖中熱負荷的大小按照它們出現(xiàn)的先后排列；有全日熱負荷圖、月熱負荷圖和年熱負荷圖。 全日熱負荷圖以小時為橫坐標，以小時熱負荷為縱坐標，從零時開始逐時繪制的。用來表示整個熱源或用戶的熱負荷在一晝夜中每小時的變化情況。對生產(chǎn)工藝熱負荷，必需繪制全日熱負荷圖為

11、設(shè)計集中供熱系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，需要分別繪制冬季和夏季典型工作日的全日生產(chǎn)工藝熱負荷圖。 年熱負荷圖：月份為橫坐標，每月的熱負荷為縱坐標。是規(guī)劃供熱系統(tǒng)全年運行的原始資料，也是用來制訂設(shè)備維修計劃和安排職工休假日等方面的基本參考資料。 *32一、熱負荷時間圖特點：圖中熱負荷的大小按照它們出現(xiàn)的先一、熱負荷時間圖圖1-3 年熱負荷圖一、熱負荷時間圖圖1-3 年熱負荷圖二、熱負荷隨室外溫度變化圖季節(jié)性的供暖、通風熱負荷的大小，主要取決于當?shù)氐氖彝鉁囟龋脽嶝摵呻S室外溫度變化圖能很好地反映季節(jié)性熱負荷的變化規(guī)律。室外溫度為橫坐標。二、熱負荷隨室外溫度變化圖季節(jié)性的供暖、通風熱負荷的大小，主*3541

12、23熱負荷隨室外溫度變化曲線圖曲線1供暖熱負荷隨室外溫度變化曲線（供暖熱負荷與室內(nèi)外溫差成正比）曲線2冬季通風熱負荷隨室外溫度變化曲線曲線3熱水供應(yīng)熱負荷隨室外溫度變化曲線（受室外溫度影響較小，呈水平直線 ）曲線4總熱負荷隨室外溫度變化曲線*354123熱負荷隨室外溫度變化曲線圖曲線1供暖熱負荷三、熱負荷延續(xù)時間圖在供熱工程規(guī)劃設(shè)計過程中，需要繪制熱負荷延續(xù)時間圖。熱負荷延續(xù)的時間圖的特點與熱負荷時間圖不同。 在熱負荷延續(xù)時間圖中，熱負荷不是按出現(xiàn)時間的先后排列，而按其數(shù)值的大小來排列。它須有熱負荷隨室外溫度變化曲線和室外氣溫變化規(guī)律的資料繪出。 （一）供暖熱負荷延續(xù)時間圖 （二）利用數(shù)學公式

13、繪制供暖系統(tǒng)熱負荷延續(xù)時間曲線的方法 1.函數(shù)公式方法 根據(jù)該地區(qū)不同室外溫度的延續(xù)小時數(shù)，利用最小二乘法，可以擬合twf（n）的函數(shù)式：三、熱負荷延續(xù)時間圖在供熱工程規(guī)劃設(shè)計過程中，需要繪制熱負荷三、熱負荷延續(xù)時間圖式中：n延遲小時數(shù)，它的指數(shù)次數(shù)取決于所要求達到的精度。 根據(jù)熱負荷隨室外溫度變化規(guī)律Q=f(tw),由此可導(dǎo)出Qf（n）的數(shù)學表達式。該方法的擬合精度高，但是必須有詳細的室外氣溫資料。2.無因次綜合公式法 表達式的幾個共性依據(jù) 各城市的開始和終止供熱的溫度均為+5。 各城市的不保證天數(shù)為5天。 各城市的供熱長短與其室外溫度變化幅度，大致也有一定規(guī)律。 無因次群數(shù)學模型 N5 5

14、NNh (1-13三、熱負荷延續(xù)時間圖式中：n延遲小時數(shù)，它的指數(shù)次數(shù)取決于圖1-5圖1-5 或用下式表達： N5 5NNzh 式中：tw、 tp.j室外計算溫度、室外日平均溫度。 Rn和Rt兩個無因次群，分別代表無因次室外氣溫和無因次延續(xù)天數(shù)或小時數(shù)。 或用下式表達：式中：Nzh，nzh，5、120供暖期總天數(shù)，不保證天數(shù)，總小時數(shù)等。 N、n延續(xù)天數(shù)和小時數(shù)。 bRn的指數(shù)值。 修正系數(shù)。 根據(jù)供暖熱負荷與室內(nèi)、外溫度差成正比關(guān)系，即 式中：Nzh，nzh，5、120供暖期總天數(shù)，不保證天數(shù)，綜合式（6-12）和（6-13），可得出供暖熱負荷延續(xù)時間圖的數(shù)學表達式： N5 5NNzh 或

15、N5 5NNzh 式中： 利用無因次綜合式法繪制供暖熱負荷延續(xù)時間圖的最大優(yōu)點是：當缺乏一個城市詳細室外氣溫分布統(tǒng)計資料情況下，只要從暖通規(guī)范中查出該城市的三個規(guī)定數(shù)據(jù)即tw、Nzh、tpj就可以利用式（1-5）作圖了。綜合式（6-12）和（6-13），可得出供暖熱負荷延續(xù)時間圖2.生產(chǎn)工藝熱負荷延續(xù)曲線圖的繪制方法 繪制的主要條件是須有冬季和夏季典型日的生產(chǎn)工藝負荷時間圖作為依據(jù)?？傊聦嵣侠L制切合實際的生產(chǎn)工藝熱負荷延續(xù)時間圖是難以做到的。對以熱電廠為熱源的集中供熱系統(tǒng)，各類熱用戶的總熱負荷延續(xù)時間曲線圖，主要用于熱電廠選擇供熱汽輪機型式臺數(shù)等，對集中供熱系統(tǒng)的網(wǎng)路設(shè)計用處，不是很大。2

16、.生產(chǎn)工藝熱負荷延續(xù)曲線圖的繪制方法圖 1-6圖 1-6*44問題 (1)從節(jié)約采暖能耗角度而言,建筑物的體形系數(shù),即建筑物與室外大氣接觸的表面積與其所包圍的體積之比()。 A.不宜太大B.不宜太小C.越大越好D.大小無關(guān) (2)從節(jié)能角度,采暖建筑的朝向宜為( ) A.東西向B.南北向 C.面向冬季主導(dǎo)風向D.西南東北向(3)從節(jié)能角度講,采暖建筑主要房間應(yīng)布置在()。 A.下風側(cè)B.上風側(cè)C.向陽面D.底層 *44問題 (1)從節(jié)約采暖能耗角度而言,建筑物的體形系數(shù),*45問題 (4)設(shè)置全面采暖的建筑物,開窗面積的原則應(yīng)是 ()A.為了照顧建筑物立面美觀,盡量加大開窗面積 B.為了室內(nèi)有

17、充足的自然光線,盡量加大開窗面積 C.在滿足采光的要求下,開窗面積盡量減小 D.為了節(jié)能在滿足通風換氣條件下,開窗面積盡量減小 (5)我國北方一縣級醫(yī)院,有采暖用熱、衛(wèi)生熱水用熱、蒸氣用熱,則最佳設(shè)備組合為:() A.1臺熱水鍋爐,1臺蒸氣鍋爐 B.2臺蒸氣鍋爐 C.1臺熱水鍋爐,2臺蒸氣鍋爐 D.2臺熱水鍋爐,1臺蒸氣鍋爐 *45問題 (4)設(shè)置全面采暖的建筑物,開窗面積的原則應(yīng)是 *46問題 (6)設(shè)有集中空調(diào)的民用建筑,其主要出入口處,下列哪種做法對節(jié)能最不利? A.門斗B.單層門C.轉(zhuǎn)門D.空氣幕 (7)下列哪條與節(jié)能無關(guān)?() A.體形系數(shù)B.開間大小C.窗墻比D.朝向 *46問題 (6)設(shè)有集中空調(diào)的民用建筑,其主要出入口處,下*47答案(1) 提示:參見民用建筑節(jié)能設(shè)計標準(以下簡稱節(jié)能標準)第4.1.2條規(guī)定:體形系數(shù)宜控制在0.30及0.30以下。 答案:A (2) 提示:參見節(jié)能標準第4.1.1條規(guī)定。 答案:B (3)提示:參見民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范(以下簡稱熱工規(guī)范)第3.2.1條規(guī)定;住宅的主要房間溫度要求高且要求品質(zhì)好。在向陽一側(cè)太陽輻射熱大、冷風滲透量小,易保持溫度且冷空