《供熱工程》第六課 集中供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷

第六章集中供熱系統(tǒng)的熱負(fù)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(fù)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(fù)荷的大小及其性質(zhì)是供熱規(guī)劃扣設(shè)計(jì)的最重要依據(jù)。供熱工程第六章集中供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷集中供熱系統(tǒng)的熱用戶集中供熱系統(tǒng)熱負(fù)荷的概算和特征用熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷，按其性質(zhì)可分為兩大類：

1．季節(jié)性熱負(fù)荷

2．常年性熱負(fù)荷

季節(jié)性熱負(fù)荷

供暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱負(fù)荷是季節(jié)性熱負(fù)荷。特點(diǎn)：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(fù)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(diǎn)：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(jì)熱負(fù)荷供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷是集中供熱系統(tǒng)中最主要的熱負(fù)荷,通常占全部設(shè)計(jì)熱負(fù)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(jìn)行理論計(jì)算或?qū)υS多實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)歸納整理得出，可見有關(guān)設(shè)計(jì)手冊或當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)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(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)：圍護(hù)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(shí)，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(fù)荷主要取決于通過垂直圍護(hù)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.面積熱指標(biāo)標(biāo)法(1)供暖面積熱熱指標(biāo)的物物理意義：：表示每1m2建筑面積的的供暖設(shè)計(jì)計(jì)熱負(fù)荷。。(2)Qn′的大小主要要取決于通通過垂直圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)向向外傳遞的的熱量,與建筑物平平面尺寸和和層高有關(guān)關(guān),不是是直直接接取取決決于于建建筑筑平平面面面面積積,即F表示示各各層層總總建建筑筑面面積積。用用體體積積熱熱指指標(biāo)標(biāo)表表征征建建筑筑物物供供暖暖熱熱負(fù)負(fù)荷荷的的大大小小，，物物理理概概念念清清楚楚。。但但采采用用供供暖暖面面積積熱熱指指標(biāo)標(biāo)法法，，比比體體積積熱熱指指標(biāo)標(biāo)更更易易于于概概算算。。所所以以近近年年來來在在城城市市集集中中供供熱熱系系統(tǒng)統(tǒng)規(guī)規(guī)劃劃設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)中中，，國國內(nèi)內(nèi)外外常常采采用用供供暖暖面面積積熱熱指指標(biāo)標(biāo)法法進(jìn)進(jìn)行行概概算算。。在總總結(jié)結(jié)我我國國許許多多單單位位進(jìn)進(jìn)行行建建筑筑物物供供暖暖熱熱負(fù)負(fù)荷荷的的理理論論計(jì)計(jì)算算和和實(shí)實(shí)測測數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)工工作作的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上，，我我國國《城市市熱熱力力網(wǎng)網(wǎng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)范范》(CJJ34-2002)給出出的的供供暖暖面面積積熱熱指指標(biāo)標(biāo)的的推推薦薦值值。。隨著著我我國國對對建建筑筑節(jié)節(jié)能能要要求求的的不不斷斷提提高高，，各各地地區(qū)區(qū)根根據(jù)據(jù)當(dāng)當(dāng)?shù)氐氐牡那榍闆r況制制訂訂了了相相應(yīng)應(yīng)的的供供暖暖熱熱指指標(biāo)標(biāo)，，應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)當(dāng)當(dāng)?shù)氐匾?guī)規(guī)定定的的指指標(biāo)標(biāo)計(jì)計(jì)算算。。住住宅宅建建筑筑的的供供暖暖面面積積熱熱指指標(biāo)標(biāo)可可取取30～50W/m2。3.城市市規(guī)規(guī)劃劃指指標(biāo)標(biāo)法法對一一個(gè)個(gè)城城市市新新區(qū)區(qū)進(jìn)進(jìn)行行供供熱熱規(guī)規(guī)劃劃設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)，，各類類型型的的建建筑筑面面積積尚尚未未具具體體落落實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)，可可用用城城市市規(guī)規(guī)劃劃指指標(biāo)標(biāo)來來估估算算整整個(gè)個(gè)城城市市新新區(qū)區(qū)的的供供暖暖設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)熱熱負(fù)負(fù)荷荷。。根據(jù)據(jù)城城市市規(guī)規(guī)劃劃指指標(biāo)標(biāo)，，首首先先確確定定該該區(qū)區(qū)域域的的居住住人人數(shù)數(shù)，然然后后根根據(jù)據(jù)街街區(qū)區(qū)規(guī)規(guī)劃劃的的人人均均建建筑筑面面積積、、街街區(qū)區(qū)住住宅宅與與公公共共建建筑筑的的建建筑筑比比例例指指標(biāo)標(biāo)，，來來估估算算該該街街區(qū)區(qū)的的綜綜合合供供暖暖熱熱指指標(biāo)標(biāo)值值。。3.城市市規(guī)規(guī)劃劃指指標(biāo)標(biāo)法法我國國《城市市熱熱力力網(wǎng)網(wǎng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)范范》推薦薦的的居居住住區(qū)區(qū)綜綜合合供供暖暖面面積積熱熱指指標(biāo)標(biāo)中中，，未未采采取取節(jié)節(jié)能能措措施施的的建建筑筑為為60～67W/m2，采采取取節(jié)節(jié)能能措措施施后后的的建建筑筑為為45～55W/m2。此此數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)是是根根據(jù)據(jù)北北京京許許多多居居住住街街區(qū)區(qū)的的規(guī)規(guī)劃劃資資料料，，按按居居住住區(qū)區(qū)公公共共建建筑筑占占居居住住區(qū)區(qū)總總建建筑筑面面積積的的14%和公公共共建建筑筑的的平平均均供供暖暖熱熱指指標(biāo)標(biāo)為為住住宅宅的的1.3倍條條件件估估算算的的。。當(dāng)當(dāng)然然，，各各地地區(qū)區(qū)和和街街區(qū)區(qū)建建設(shè)設(shè)的的具具體體情情況況不不同同，，綜綜合合熱熱指指標(biāo)標(biāo)差差別別可可能能較較大大。。利利用用城城市市規(guī)規(guī)劃劃指指標(biāo)標(biāo)確確定定供供熱熱規(guī)規(guī)劃劃熱熱負(fù)負(fù)荷荷的的方方法法，，目目前前在在我我國國應(yīng)應(yīng)用用不不多多，，有有待待整整理理和和總總結(jié)結(jié)這這方二、、通通風(fēng)風(fēng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)熱熱負(fù)負(fù)荷荷為了保證室內(nèi)內(nèi)空氣具有一一定的清潔度度及溫濕度等等要求，就要要求對生產(chǎn)廠廠房、公共建建筑及居住建建筑進(jìn)行通風(fēng)風(fēng)或空氣調(diào)節(jié)節(jié)。在供暖季季節(jié)中，加熱熱從室外進(jìn)入的的新鮮空氣所耗的熱量，，稱為通風(fēng)熱熱負(fù)荷。建筑筑物的通風(fēng)熱熱負(fù)荷，可采采用通風(fēng)體積積熱指標(biāo)或百百分?jǐn)?shù)法進(jìn)行行概算。1.通風(fēng)體積熱指指標(biāo)法對于一般的民民用建筑，室室外空氣無組組織地從門窗窗等縫隙進(jìn)入入，預(yù)熱這些些空氣到室溫溫所需的滲透透和侵入耗熱熱量，已計(jì)入入供暖設(shè)計(jì)熱熱負(fù)荷中，不不必另行計(jì)算算。2.百分?jǐn)?shù)法對有空調(diào)的民民用建筑（如如旅館、體育育館等）通風(fēng)風(fēng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷荷可按該建筑筑物的供暖設(shè)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的的百分?jǐn)?shù)進(jìn)行行概算。Kt為計(jì)算建筑物物通風(fēng)、空調(diào)調(diào)新風(fēng)加熱熱熱負(fù)荷的系數(shù)數(shù)，一般為0.3~0.5三、生活用熱熱的設(shè)計(jì)熱負(fù)負(fù)荷1．熱水供應(yīng)用用熱2．其他生活用用熱，在工廠廠、醫(yī)院、學(xué)學(xué)校等中，除除熱水供應(yīng)以以外，還可能能有開水供應(yīng)應(yīng)、蒸飯等項(xiàng)項(xiàng)用熱。1.熱水供應(yīng)用熱熱熱水供應(yīng)的熱熱負(fù)荷取決于于熱水用量。。住宅建筑的熱熱水用量取決決于住宅內(nèi)衛(wèi)衛(wèi)生設(shè)備的完完善程度和人人們的生活習(xí)習(xí)慣。公共建筑（如如浴池、食堂堂、醫(yī)院等））和工廠的熱熱水用量還與與其生產(chǎn)性質(zhì)質(zhì)和工作制度度有關(guān)。熱水供應(yīng)系統(tǒng)統(tǒng)的工作特點(diǎn)點(diǎn)是熱水用量量具有晝夜的的周期性。每每天的熱水用用量變化不大大，但是小時(shí)熱水用量量變化較大。1.熱水供應(yīng)用熱熱通常首先根據(jù)據(jù)用熱水的單單位數(shù)（如人人數(shù)、每人次次數(shù)、床位數(shù)數(shù)等）和相應(yīng)應(yīng)的熱水用水水量標(biāo)準(zhǔn)，先先確定全天的的熱水用量和和耗熱量，然然后在進(jìn)一步步計(jì)算熱水供供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)設(shè)計(jì)小時(shí)熱負(fù)負(fù)荷。供暖期的熱水水供應(yīng)平均小小時(shí)熱負(fù)荷可可按下式計(jì)算算：計(jì)算城市居住住區(qū)熱水供應(yīng)應(yīng)的平均熱負(fù)負(fù)荷的估算公公式：1.熱水供應(yīng)用熱熱建筑物或者居居住區(qū)的熱水水供應(yīng)最大熱熱負(fù)荷取決于于該建筑物或或者居住區(qū)的的每天使用熱熱水的規(guī)律。。最大熱水用量量與平均熱水水用量的比之之稱為小時(shí)變化系數(shù)數(shù)。2.其他生活用熱熱在工廠、醫(yī)院院、學(xué)校等中中，除熱水供供應(yīng)外，還可可能有開水供供應(yīng)，蒸飯等等項(xiàng)用熱。這這些用熱負(fù)荷荷的概算，可可根據(jù)一些指指標(biāo)，參照上上述方法計(jì)算算。例如計(jì)算算開水供應(yīng)用用熱量，加熱熱溫度可取105℃，用水標(biāo)準(zhǔn)V可取2～3L/（天·人），蒸飯鍋鍋的蒸汽消耗耗量，當(dāng)蒸煮煮量為100kg時(shí)，約需耗蒸蒸汽100～250kg(蒸煮量越大，，單位耗汽量量越小)。一般開水和和蒸鍋要求的的加熱蒸汽表表壓力為0.15～0.25MPa。四、生產(chǎn)工藝藝熱負(fù)荷生產(chǎn)工藝熱負(fù)負(fù)荷是為了滿滿足生產(chǎn)過程程中用于加熱熱、烘干、蒸蒸煮、清洗、、熔化等過程程的用熱，或或者作為動力力用于驅(qū)動機(jī)機(jī)械設(shè)備（汽汽錘、汽泵等等）。生產(chǎn)工藝熱負(fù)負(fù)荷和生活用用熱熱負(fù)荷一一樣，屬于全年性熱負(fù)荷荷。生產(chǎn)工藝設(shè)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的的大小以及需需要的熱媒種種類和參數(shù)，，主要取決于生產(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(fù)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(shí)，稱為為中溫供熱；；當(dāng)供熱溫度高高于蒸汽供熱熱250℃~300℃時(shí)，稱為高溫溫供熱。第二節(jié)熱熱負(fù)荷圖熱負(fù)荷圖是用用來表示整個(gè)個(gè)熱源或用戶戶系統(tǒng)熱負(fù)荷荷隨室外溫度度或時(shí)間變化化的圖，能形形象地反映熱熱負(fù)荷變化的的規(guī)律。常用的熱負(fù)荷荷圖主要有熱負(fù)荷時(shí)間圖圖、熱負(fù)荷隨室外外溫度變化圖圖和熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)時(shí)間圖。一、熱負(fù)荷時(shí)時(shí)間圖對全日熱負(fù)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(shí)時(shí)的變化較大大，因此，對對生產(chǎn)工藝熱熱負(fù)荷，必需需繪制全日熱熱負(fù)荷圖為設(shè)設(shè)計(jì)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(fù)荷圖圖，由此確定生生產(chǎn)工藝的最最大、最小熱熱負(fù)荷和冬季季、夏季平均均熱負(fù)荷值。。一、熱負(fù)荷時(shí)時(shí)間圖對季節(jié)性的供供暖、通風(fēng)熱熱負(fù)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(fù)負(fù)荷按平均小小時(shí)熱負(fù)荷確確定，生產(chǎn)工工藝熱負(fù)荷可可根據(jù)日平均均熱負(fù)荷確定定。年熱負(fù)荷荷圖是規(guī)