《供熱工程》第六課 集中供暖系統(tǒng)的熱負荷

第六章集中供熱系統(tǒng)的熱負荷能源與安全工程學(xué)院成劍林第一節(jié)集中供熱系統(tǒng)

熱負荷的概算和特征集中供熱系統(tǒng)的熱用戶有供暖、通風(fēng)、熱水供應(yīng)、空氣調(diào)節(jié)、生產(chǎn)工藝等用熱系統(tǒng)。這些用熱系統(tǒng)熱負荷的大小及其性質(zhì)是供熱規(guī)劃扣設(shè)計的最重要依據(jù)。供熱工程第六章集中供熱系統(tǒng)的熱負荷集中供熱系統(tǒng)的熱用戶集中供熱系統(tǒng)熱負荷的概算和特征用熱系統(tǒng)的熱負荷，按其性質(zhì)可分為兩大類：

1．季節(jié)性熱負荷

2．常年性熱負荷

季節(jié)性熱負荷

供暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱負荷是季節(jié)性熱負荷。特點：與室外溫度、適度、風(fēng)向、風(fēng)速和太陽輻射熱等氣候條件密切相關(guān)，其中對它的大小起決定性作用的是室外溫度，因而在全年中有很大的變化。季節(jié)性熱負荷生活用熱（主要是熱水供應(yīng)）和生產(chǎn)工藝系統(tǒng)用熱。特點：與氣候條件關(guān)系不大，用熱狀況在全日中變化較大。一、供暖設(shè)計熱負荷供暖設(shè)計熱負荷是集中供熱系統(tǒng)中最主要的熱負荷,通常占全部設(shè)計熱負荷的80%～90%以上，其概算可采用體積熱指標(biāo)法和面積熱指標(biāo)法。體積熱指標(biāo)法面積熱指標(biāo)法城市規(guī)劃指標(biāo)法1.體積熱指標(biāo)法各類建筑物的供暖體積熱指標(biāo)qv，可通過對許多建筑物進行理論計算或?qū)υS多實測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計歸納整理得出，可見有關(guān)設(shè)計手冊或當(dāng)?shù)卦O(shè)計單位歷年積累的資料數(shù)據(jù)。1.體積熱指標(biāo)法影響供暖體積熱指標(biāo)的因素：1)圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)：圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)越大，qｖ值越大。2)建筑外露體積或建筑物的長寬比：外露表面積越大，qｖ值越大；建筑物等高，等底面積時，周長越大，長寬比越qｖ越大。3)窗墻比越大，qｖ越大。4)不同的地區(qū)，tw′不同，寒冷地區(qū)qｖ越大。2.面積熱指標(biāo)法建筑物的供暖熱負荷主要取決于通過垂直圍護結(jié)果向外傳遞熱量，與建筑物平面尺寸和層高有關(guān)，不是直接取決于建筑平面面積。采用面積熱指標(biāo)法比體積熱指標(biāo)更易于概算。2.面積熱指指標(biāo)法(1)供暖面積積熱指標(biāo)標(biāo)的物理理意義：：表示每每1m2建筑面積積的供暖暖設(shè)計熱熱負荷。。(2)Qn′的大小主主要取決決于通過過垂直圍圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)向外傳傳遞的熱熱量,與建筑物物平面尺尺寸和層層高有關(guān)關(guān),不是直接接取決于于建筑平平面面積積,即F表示各層層總建筑筑面積。用體積積熱指標(biāo)標(biāo)表征建建筑物供供暖熱負負荷的大大小，物物理概念念清楚。。但采用用供暖面面積熱指指標(biāo)法，，比體積積熱指標(biāo)標(biāo)更易于于概算。。所以近近年來在在城市集集中供熱熱系統(tǒng)規(guī)規(guī)劃設(shè)計計中，國國內(nèi)外常常采用供供暖面積積熱指標(biāo)標(biāo)法進行行概算。。在總結(jié)我我國許多多單位進進行建筑筑物供暖暖熱負荷荷的理論論計算和和實測數(shù)數(shù)據(jù)工作作的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，我我國《城市熱力力網(wǎng)設(shè)計計規(guī)范》(CJJ34-2002)給出的供供暖面積積熱指標(biāo)標(biāo)的推薦薦值。隨著我國國對建筑筑節(jié)能要要求的不不斷提高高，各地地區(qū)根據(jù)據(jù)當(dāng)?shù)氐牡那闆r制制訂了相相應(yīng)的供供暖熱指指標(biāo)，應(yīng)應(yīng)根據(jù)當(dāng)當(dāng)?shù)匾?guī)定定的指標(biāo)標(biāo)計算。。住宅建建筑的供供暖面積積熱指標(biāo)標(biāo)可取30～50W/m2。3.城市規(guī)劃劃指標(biāo)法法對一個城城市新區(qū)區(qū)進行供供熱規(guī)劃劃設(shè)計，，各類型的的建筑面面積尚未未具體落落實時，可用城城市規(guī)劃劃指標(biāo)來來估算整整個城市市新區(qū)的的供暖設(shè)設(shè)計熱負負荷。根據(jù)城市市規(guī)劃指指標(biāo)，首首先確定定該區(qū)域域的居住人數(shù)數(shù)，然后根根據(jù)街區(qū)區(qū)規(guī)劃的的人均建建筑面積積、街區(qū)區(qū)住宅與與公共建建筑的建建筑比例例指標(biāo)，，來估算算該街區(qū)區(qū)的綜合合供暖熱熱指標(biāo)值值。3.城市規(guī)劃劃指標(biāo)法法我國《城市熱力力網(wǎng)設(shè)計計規(guī)范》推薦的居居住區(qū)綜綜合供暖暖面積熱熱指標(biāo)中中，未采采取節(jié)能能措施的的建筑為為60～67W/m2，采取節(jié)節(jié)能措施施后的建建筑為45～55W/m2。此數(shù)據(jù)據(jù)是根據(jù)據(jù)北京許許多居住住街區(qū)的的規(guī)劃資資料，按按居住區(qū)區(qū)公共建建筑占居居住區(qū)總總建筑面面積的14%和公共建建筑的平平均供暖暖熱指標(biāo)標(biāo)為住宅宅的1.3倍條件估估算的。。當(dāng)然，，各地區(qū)區(qū)和街區(qū)區(qū)建設(shè)的的具體情情況不同同，綜合合熱指標(biāo)標(biāo)差別可可能較大大。利用用城市規(guī)規(guī)劃指標(biāo)標(biāo)確定供供熱規(guī)劃劃熱負荷荷的方法法，目前前在我國國應(yīng)用不不多，有有待整理理和總結(jié)結(jié)這方面面的資料料。根據(jù)據(jù)城市規(guī)規(guī)劃指標(biāo)標(biāo)首先確確定該區(qū)區(qū)的居住住人數(shù)，，然后根根據(jù)街區(qū)區(qū)規(guī)劃的的人均建建筑面積積，街區(qū)區(qū)住宅與與公共建建筑的建建筑比例例指標(biāo)，，來估算算該街區(qū)區(qū)的綜合合供暖熱熱指標(biāo)值值。二、通風(fēng)風(fēng)設(shè)計熱熱負荷為了保證證室內(nèi)空空氣具有有一定的的清潔度度及溫濕濕度等要要求，就就要求對對生產(chǎn)廠廠房、公公共建筑筑及居住住建筑進進行通風(fēng)風(fēng)或空氣氣調(diào)節(jié)。。在供暖暖季節(jié)中中，加熱熱從室外進進入的新新鮮空氣氣所耗的熱熱量，稱稱為通風(fēng)風(fēng)熱負荷荷。建筑筑物的通通風(fēng)熱負負荷，可可采用通通風(fēng)體積積熱指標(biāo)標(biāo)或百分分數(shù)法進進行概算算。1.通風(fēng)體積積熱指標(biāo)標(biāo)法對于一般般的民用用建筑，，室外空空氣無組組織地從從門窗等等縫隙進進入，預(yù)預(yù)熱這些些空氣到到室溫所所需的滲滲透和侵侵入耗熱熱量，已已計入供供暖設(shè)計計熱負荷荷中，不不必另行行計算。。2.百分數(shù)法法對有空調(diào)調(diào)的民用用建筑（（如旅館館、體育育館等））通風(fēng)設(shè)設(shè)計熱負負荷可按按該建筑筑物的供供暖設(shè)計計熱負荷荷的百分分數(shù)進行行概算。。Kt為計算建建筑物通通風(fēng)、空空調(diào)新風(fēng)風(fēng)加熱熱熱負荷的的系數(shù)，，一般為為0.3~0.5三、生活活用熱的的設(shè)計熱熱負荷1．熱水供供應(yīng)用熱熱2．其他生生活用熱熱，在工工廠、醫(yī)醫(yī)院、學(xué)學(xué)校等中中，除熱熱水供應(yīng)應(yīng)以外，，還可能能有開水水供應(yīng)、、蒸飯等等項用熱熱。1.熱水供應(yīng)應(yīng)用熱熱水供應(yīng)應(yīng)的熱負負荷取決決于熱水水用量。。住宅建筑筑的熱水水用量取取決于住住宅內(nèi)衛(wèi)衛(wèi)生設(shè)備備的完善善程度和和人們的的生活習(xí)習(xí)慣。公共建筑筑（如浴浴池、食食堂、醫(yī)醫(yī)院等））和工廠廠的熱水水用量還還與其生生產(chǎn)性質(zhì)質(zhì)和工作作制度有有關(guān)。熱水供應(yīng)應(yīng)系統(tǒng)的的工作特特點是熱熱水用量量具有晝晝夜的周周期性。。每天的的熱水用用量變化化不大，，但是小時熱水水用量變化較大大。1.熱水供應(yīng)應(yīng)用熱通常首先先根據(jù)用用熱水的的單位數(shù)數(shù)（如人人數(shù)、每每人次數(shù)數(shù)、床位位數(shù)等））和相應(yīng)應(yīng)的熱水水用水量量標(biāo)準(zhǔn)，，先確定定全天的的熱水用用量和耗耗熱量，，然后在在進一步步計算熱熱水供應(yīng)應(yīng)系統(tǒng)的的設(shè)計小小時熱負負荷。供暖期的的熱水供供應(yīng)平均均小時熱熱負荷可可按下式式計算：：計算城市市居住區(qū)區(qū)熱水供供應(yīng)的平平均熱負負荷的估估算公式式：1.熱水供應(yīng)應(yīng)用熱建筑物或或者居住住區(qū)的熱熱水供應(yīng)應(yīng)最大熱熱負荷取取決于該該建筑物物或者居居住區(qū)的的每天使使用熱水水的規(guī)律律。最大熱水水用量與與平均熱熱水用量量的比之之稱為小時變化化系數(shù)。2.其他生活活用熱在工廠、、醫(yī)院、、學(xué)校等等中，除除熱水供供應(yīng)外，，還可能能有開水水供應(yīng)，，蒸飯等等項用熱熱。這些些用熱負負荷的概概算，可可根據(jù)一一些指標(biāo)標(biāo)，參照照上述方方法計算算。例如如計算開開水供應(yīng)應(yīng)用熱量量，加熱熱溫度可可取105℃℃，用水標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)V可取2～3L/（天·人），蒸蒸飯鍋的的蒸汽消消耗量，，當(dāng)蒸煮煮量為100kg時，約需需耗蒸汽汽100～250kg(蒸煮量越越大，單單位耗汽汽量越小小)。一般開開水和蒸蒸鍋要求求的加熱熱蒸汽表表壓力為為0.15～0.25MPa。四、生產(chǎn)產(chǎn)工藝熱熱負荷生產(chǎn)工藝藝熱負荷荷是為了了滿足生生產(chǎn)過程程中用于于加熱、、烘干、、蒸煮、、清洗、、熔化等等過程的的用熱，，或者作作為動力力用于驅(qū)驅(qū)動機械械設(shè)備（（汽錘、、汽泵等等）。生產(chǎn)工藝藝熱負荷荷和生活活用熱熱熱負荷一一樣，屬屬于全年性熱熱負荷。生產(chǎn)工工藝設(shè)計計熱負荷荷的大小小以及需需要的熱熱媒種類類和參數(shù)數(shù)，主要要取決于生產(chǎn)工工藝過程的性性質(zhì)、用熱設(shè)設(shè)備的型式、、以及工廠的的工作制度等等因素。四、生產(chǎn)工藝藝熱負荷按照工藝要求求熱媒溫度的的不同，大致致可分為三種：供熱溫度在130℃~150℃以下稱為低溫溫供熱；供熱溫度在130℃~150℃以上到250℃以下時，稱為為中溫供熱；；當(dāng)供熱溫度高高于蒸汽供熱熱250℃~300℃時，稱為高溫溫供熱。第二節(jié)熱熱負荷圖熱負荷圖是用用來表示整個個熱源或用戶戶系統(tǒng)熱負荷荷隨室外溫度度或時間變化化的圖，能形形象地反映熱熱負荷變化的的規(guī)律。常用的熱負荷荷圖主要有熱負荷時間圖圖、熱負荷隨室外外溫度變化圖圖和熱負荷延續(xù)時時間圖。一、熱負荷時時間圖對全日熱負荷荷圖，如前所所述，它受室室外溫度影響響不大，但在在全天中小時時的變化較大大，因此，對對生產(chǎn)工藝熱熱負荷，必需需繪制全日熱熱負荷圖為設(shè)設(shè)計集中供熱熱系統(tǒng)提供基基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。而而且需要分別繪制出冬冬季和夏季典典型工作日的的全日生產(chǎn)工工藝熱負荷圖圖，由此確定生生產(chǎn)工藝的最最大、最小熱熱負荷和冬季季、夏季平均均熱負荷值。。一、熱負荷時時間圖對季節(jié)性的供供暖、通風(fēng)熱熱負荷，可根根據(jù)該月份的的室外平均溫溫度確定，熱熱水供應(yīng)熱負負荷按平均小小時熱負荷確確定，生產(chǎn)工工藝熱負荷可可根據(jù)日平均均熱負荷確定定。年熱負荷荷圖是規(guī)劃供供熱系統(tǒng)全年年運行的原始始資料，也是是用來制訂設(shè)設(shè)備維修計劃劃和安排職工工休假日等方方面的基本參參考資料。年負荷圖二、熱負荷隨隨室外溫度變變化圖1—供暖熱負荷隨隨室外溫度變變化曲線2—冬季通風(fēng)熱負負荷隨室外溫溫度變化曲線線3—熱水供應(yīng)熱負負荷變化曲線線4—總熱負荷隨室室外溫度變化化曲線三、熱負荷延延續(xù)時間圖自習(xí)內(nèi)容1.熱負荷延續(xù)時時間圖的構(gòu)成成2.熱負荷延續(xù)時時間圖的應(yīng)用用3.熱負荷延續(xù)時時間圖的繪制制第三節(jié)年年耗熱量計算算集中供熱系統(tǒng)統(tǒng)的年耗熱量量是各類熱用用戶年耗