集中供熱系統(tǒng)熱負(fù)荷概算和特征

1、第六章 集中供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷概述 熱負(fù)荷是大型集中供暖系統(tǒng)工程中十分重要的一個環(huán)節(jié)，它是工程設(shè)計(jì)方案是否可行作出基本保證，而在大型工程的前期準(zhǔn)備中，概算是十分重要的。應(yīng)用廣泛。對實(shí)際工程而言，每個用戶熱負(fù)荷是實(shí)際計(jì)算，而對集中供熱系統(tǒng)中的某用戶的熱負(fù)荷是采用概算或估算的方法計(jì)算。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)熱用戶種類：供暖、通風(fēng)、空調(diào)、熱水供應(yīng)和生產(chǎn)工藝等.特點(diǎn)：a）前三者為季節(jié)性負(fù)荷，后兩者為全年性負(fù)荷 B）它們是供熱規(guī)劃和設(shè)計(jì)的最主要依據(jù)。 C）在規(guī)劃階段，各類建筑僅有規(guī)模。功能 數(shù)據(jù)不全，故通常采用概算指標(biāo)計(jì)算方法來確認(rèn)熱負(fù)荷、一 供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷 供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷在供

2、熱系統(tǒng)中所占比重很大，并可由兩種熱指標(biāo)法進(jìn)行計(jì)算，即，體積指標(biāo)法和面積指標(biāo)法進(jìn)行計(jì)算、1） 體積指標(biāo)法 KW式中 建筑物的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，kw VW 建筑物的外圍體積，M3 Tn 供暖室內(nèi)計(jì)算溫度 Tw供暖室內(nèi)計(jì)算溫度 Qv 建筑物的供暖體積熱指標(biāo)，其含義為各類建筑物，在室內(nèi)外溫差1時，每1m3 建筑物外圍體積的平均供暖熱負(fù)荷。 Qv的特征：a）大小取決于圍護(hù)結(jié)構(gòu)與外形 B）來源：已有建筑計(jì)算數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與實(shí)測所匯總的手冊(注：應(yīng)用不多)2） 面積熱指標(biāo)法 建筑物供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷 建筑物的建筑面積 建筑物供暖面積熱指標(biāo) 含義：每1m3 建筑面積的平均供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷Qf的特征：a） 大小取決于圍護(hù)結(jié)構(gòu)

3、與外形和功能 B）來源已完成設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與實(shí)測 C）應(yīng)用廣泛（見附錄6-1，講解）3）城市規(guī)劃指標(biāo)法以人為本人均建筑面積各類建筑比例各類建筑面積總規(guī)劃熱指標(biāo)或者以土地面積建筑面積各類建筑比例綜合熱指標(biāo)總熱負(fù)荷。應(yīng)用：用來作近期或遠(yuǎn)期規(guī)劃熱負(fù)荷用。二，通風(fēng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷目的：為了保證室內(nèi)空氣具有一定的清潔度及溫度等要求。通風(fēng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷：在供暖期中，加熱從室外進(jìn)入的新鮮空氣所耗的熱量。計(jì)算方法：概算1通風(fēng)體積熱指標(biāo)法2百分?jǐn)?shù)法1） 通風(fēng)體積熱指標(biāo)法 KW 建筑物的通風(fēng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷 建筑物的外圍體積供暖室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度通風(fēng)室外計(jì)算溫度，通風(fēng)的體積熱指標(biāo)含意：建筑物在室外溫差1時，每1建筑物外圍體積的平均通風(fēng)熱負(fù)荷

4、 的特征 a)大小取決于建筑物性質(zhì)和外形 b)設(shè)計(jì)手冊中有數(shù)據(jù) c)住宅中的通風(fēng)熱負(fù)荷已含在供暖熱指標(biāo)中。2）百分?jǐn)?shù)法: y應(yīng)用于民用的公用建筑（如旅館，體育館等） Kw式中 計(jì)算建筑的通風(fēng)，空調(diào)新風(fēng)家熱的負(fù)荷系數(shù)， 一般取0.30.5。三 生活用熱的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷1）熱水供應(yīng)用熱 熱水供應(yīng)的熱負(fù)荷取決于熱水用量 住宅取決于衛(wèi)生設(shè)備和人的習(xí)慣且有 公用建筑取決于生產(chǎn)性質(zhì)和工作制度 工廠取決于生產(chǎn)性質(zhì)和工作制度熱水供應(yīng)特點(diǎn)：a)每天用量變化不大 b)每小時用量變化大熱水供應(yīng)平均小時熱負(fù)荷 Kw熱水供應(yīng)平均小時熱負(fù)荷，Kw 用熱水單位數(shù)（住宅圍人數(shù)，共建為每日人次數(shù)，床位）； 每個用熱單位每天的熱水量

5、，L/d(見附錄6-2); 生活熱水溫度，一般為60-65； 冷水計(jì)算溫度，取最低月平均水溫，無資料時，可按上述規(guī)范數(shù)位計(jì)算。 每天供水小時數(shù)，h/d;對住宅，旅館，醫(yī)院等一般取24h。城市居住區(qū)熱水供應(yīng)的平均熱負(fù)荷估算公式 Kw居住區(qū)的總建筑面積，居住區(qū)熱水供應(yīng)熱指標(biāo)，按附錄6-3取用。建筑熱水供應(yīng)最大熱負(fù)荷，每日內(nèi)小時最大用水量對應(yīng)的負(fù)荷。小時變化系數(shù) ；最大小時負(fù)荷與平均負(fù)荷之比， 即 選用見附錄6-4特點(diǎn)：用熱人次越多，用熱時間越長 小否則大熱水供應(yīng)設(shè)計(jì)負(fù)荷：保證熱水供應(yīng)負(fù)荷參數(shù)取決于熱網(wǎng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)的連接方式和熱水供應(yīng)管網(wǎng)規(guī)模（集中，分散）即當(dāng) a)分散到用戶制備且無儲水箱時，可采

6、用為設(shè)計(jì)負(fù)荷。 b)分散到用戶制備且有足夠容積的儲水箱時，可采用為設(shè)計(jì)負(fù)荷。 c)集中制備連接用戶很多，則干線負(fù)荷為，支線為。2）其它生活用熱 如開水供應(yīng)，灶房用熱等 a)開水供應(yīng)：加熱到105用水標(biāo)準(zhǔn)2-3L/d人 灶房用熱；副產(chǎn)品 且蒸煮量越大單位耗汽量越大 如 100kg時，耗汽100-250kg蒸汽 壓力0.15-0.25Mpa。四 生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷 特點(diǎn)：全平性 b)對熱媒有要求 c)工作制 低 <130-150 0.4-0.6Mpa按用熱溫度分類： 中 130-150<<250 0.8-1.3Mpa 高 >250 高壓生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷計(jì)算 方法：產(chǎn)品單位取耗指標(biāo)

7、法見附表 6-5。同時使用小時示數(shù) 含意：實(shí)際設(shè)計(jì)負(fù)荷與各工段最大負(fù)荷之比 取0.7-0.9與生產(chǎn)性質(zhì)有關(guān)。說明：1）關(guān)于生產(chǎn)工藝用熱負(fù)荷計(jì)算指標(biāo)中為確保熱源配置合理，還應(yīng)考慮到如小幾種負(fù)荷與 含意 供暖期最大熱負(fù)荷供暖期平均最大熱負(fù)荷非供暖期品均熱負(fù)荷 供暖期平均最小熱負(fù)荷。 2）參數(shù)換算6-2 熱負(fù)荷圖 熱負(fù)荷圖 ：表示熱源或用戶系統(tǒng)熱負(fù)荷隨室外溫度或時間變化圖 常用熱負(fù)荷圖熱負(fù)荷時間延續(xù)圖（小時，天，月，年） 熱負(fù)荷隨室外溫度變化圖（采暖期，全年） 熱負(fù)荷延續(xù)時間圖（前兩者疊加）用途：同若系統(tǒng)設(shè)計(jì)，運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)分析。一熱負(fù)荷時間圖 特點(diǎn)：負(fù)荷大小按出現(xiàn)的先后排列 可分為 日熱負(fù)荷圖 月熱負(fù)

8、荷圖 年熱負(fù)荷圖1） 全日熱負(fù)荷圖 它反映熱負(fù)存在一晝夜中每小時變化情況如圖6-1常見：生活用熱負(fù)荷與生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷 如圖6-5（生產(chǎn)工藝日熱負(fù)荷時間圖）應(yīng)用：常用來分析典型日熱負(fù)荷圖 如生活 用熱 季節(jié)典型日（冬，夏對應(yīng)最大，最?。?在年負(fù)荷對象中應(yīng)用。2） 年熱負(fù)荷圖 年熱負(fù)荷圖月份為橫坐標(biāo)，對應(yīng)該月熱負(fù)荷為縱坐標(biāo) 繪制圖。其中采暖，通風(fēng)熱負(fù)荷按月平均負(fù)荷（室外月平均溫度函數(shù)），生活熱水供應(yīng)按小時平均負(fù)荷，生產(chǎn)工藝按日平均負(fù)荷。如圖6-2 應(yīng)用：示制訂供熱系統(tǒng)全平運(yùn)行的原是資料，安排設(shè)備維修和職工休假等方面的基本參考資料。二 熱負(fù)荷隨室外溫度變化圖 應(yīng)用在季節(jié)性負(fù)荷（即采暖，通風(fēng)）講解圖6

9、-3 一個居民小區(qū)熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線圖。分類：采暖 通風(fēng) 綜合 曲線圖 對應(yīng)圖 曲線1、2、4。三 熱負(fù)荷延續(xù)時間圖特點(diǎn)a)示時間與室外溫度變化 熱負(fù)荷圖的綜合。 b)負(fù)荷按大小排列不按時間順序。1)供應(yīng)熱負(fù)荷延續(xù)時間圖 3個坐標(biāo)2條曲線其中橫軸左側(cè)為室外溫度，右側(cè)為小時數(shù)如圖6-4 講解 說明繪制方法2)利用數(shù)學(xué)公式繪制供暖熱負(fù)荷延續(xù)時間曲線若能求出的函數(shù)代入即可得到的數(shù)學(xué)表達(dá)式。應(yīng)當(dāng)注意是否需要有函數(shù)中詳細(xì)氣象資料 求出 其中A、B、C、D、E為常數(shù) 用最小二乘法求出特點(diǎn)：數(shù)據(jù)越多（氣象）精度越高3)無因次綜合公式法特點(diǎn)：速算法工程上方便方法：依據(jù)3條采暖用戶公有條件a) 供暖溫度為

10、+5 b)平均不保證5天b) 供暖期可用長與短但室外溫度變化幅度有規(guī)律性結(jié)果： 1 N5 5N或 N5 5N式中 供暖相對負(fù)荷比 、延續(xù)天數(shù)和總天數(shù) 無因次延續(xù)天數(shù)或小時數(shù)即 注：式中、延續(xù)小時數(shù)和總小時數(shù)注：式中供暖室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度注：供暖室外計(jì)算溫度。 供暖期室外日平均溫度。結(jié)論：a)若已知、和(某城市)即可求出曲線。b)誤差可用工程上。3)生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷延續(xù)曲線圖的繪制方法特點(diǎn)：a)較供暖圖復(fù)雜。 b)誤差大。 c)按冬季與夏季典型日時間圖為依據(jù)繪制 講解圖6-54)綜合熱負(fù)荷延續(xù)圖和熱負(fù)荷延續(xù)圖應(yīng)用a)綜合負(fù)荷延續(xù)圖。 將各熱負(fù)荷圖繪制后按延續(xù)小時點(diǎn)出疊加，抓特征點(diǎn)。b)熱負(fù)荷延續(xù)圖應(yīng)用。

11、確定熱源總裝機(jī)容量與單機(jī)臺數(shù)與容量，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和運(yùn)行調(diào)節(jié)的依據(jù)。6-3年耗熱量計(jì)算集中供熱年耗熱量：式各類用戶年耗熱量的疊加。 各類用戶年耗熱量計(jì)算方法1)積分法。2)公式法。一 積分法 1)矩陣法。2)梯形法。利用熱負(fù)荷延續(xù)圖如梯形法 式中 依供暖為例講。二 公式法計(jì)算1)供暖年耗熱量， Kwh/a GJ/a2)通風(fēng)年耗熱量， Kwh/a GJ/a注：通風(fēng)室外平均溫度。（采暖期內(nèi)）可用結(jié)果偏大些。 供暖期內(nèi)通風(fēng)日平均運(yùn)行小時數(shù)。3)熱水供應(yīng)全年耗熱量 Kwh/a GJ/a4)生產(chǎn)工藝年耗熱量 GJ/a式中一年12月中地i月的月平均耗熱量，GJ/a 一年12月中地i月的工作天數(shù)。 第七章 集

12、中供熱系統(tǒng) 組成：熱源，熱網(wǎng)，熱用戶分類：1)按若沒不同a)熱水供熱系統(tǒng)b)蒸汽供熱系統(tǒng) 2)根據(jù)熱源不同a)熱電廠供熱系統(tǒng)b)區(qū)域鍋爐房供熱系統(tǒng)。注：或組合多熱源系統(tǒng) 3)根據(jù)供熱管道的不同a)單管制b)雙管制c)多管制7-1熱水供熱系統(tǒng)一閉式熱水供熱系統(tǒng)圖7-1所示為雙管制閉式熱水供熱系統(tǒng)。方式：熱水沿?zé)峋W(wǎng)供水管輸送到各個熱用戶，在用戶內(nèi)的 用熱設(shè)備放出熱量后，沿網(wǎng)中回水管返回?zé)嵩础Ｌ攸c(diǎn)：應(yīng)用最廣泛供熱方式。(一) 供暖與熱網(wǎng)的連接方式 無混水直接連接 有混水 用戶水力工況受熱網(wǎng)影響分類 間接連接 通過水水換熱器 用戶水力工況與熱網(wǎng)無關(guān)講解圖7-1閉式雙級串聯(lián)和混聯(lián)連接的熱水供應(yīng)系統(tǒng)。目的

13、：減少熱水供應(yīng)負(fù)荷所需的網(wǎng)路循環(huán)水量。方式：在熱網(wǎng)與生活熱水換熱過程，局部加大供、回水熱網(wǎng)溫差而減小熱網(wǎng)流量。講解圖7-2二開式熱水供熱系統(tǒng)。開式熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱水同英有水直接取自水網(wǎng)路的熱水供應(yīng)系統(tǒng)。1)無儲水箱的連接方式 圖7-3 a2)設(shè)上部儲水箱的連接方式 圖7-3 b3)與上水混合的連接方式 圖7-3 c三閉式與開式熱水供熱系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 四個方面 補(bǔ)水量 水質(zhì) 投資 低位能應(yīng)用7-2 蒸汽供熱系統(tǒng)特點(diǎn)：a)應(yīng)用在工業(yè)區(qū)、工業(yè)負(fù)荷位主要負(fù)荷 b)單管(用汽參數(shù)大致相同)多管(按壓力分送) c)回收或補(bǔ)回收凝水(由用汽性質(zhì)、經(jīng)濟(jì)性 )一熱用戶與蒸汽網(wǎng)路的連接方式圖7-4a)生產(chǎn)工

14、藝熱用戶也蒸汽網(wǎng)路連接b)蒸汽供暖用戶與蒸汽網(wǎng)路的連接c)熱水供暖用戶與蒸汽網(wǎng)路的連接d)蒸汽噴射泵推動下的熱水供暖用戶連接e)通風(fēng)系統(tǒng)與蒸汽網(wǎng)路連接f)汽水直接混合加熱的熱水供應(yīng)系統(tǒng)g)汽水容積式家熱器熱水供應(yīng)系統(tǒng)(書中有誤)h)汽水加熱器的熱水供應(yīng)系統(tǒng)二凝水回收系統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)蒸汽放熱后凝結(jié)水出用熱設(shè)備，經(jīng)疏水器、凝結(jié)水管道返回?zé)嵩吹墓艿老到y(tǒng)及其設(shè)備組成的整個系統(tǒng)。特點(diǎn)：a)水溫高(80-100) b)水質(zhì)保證條件下是良好的鍋爐補(bǔ)水 c)能否合理設(shè)計(jì)與運(yùn)行是凝水回收的關(guān)鍵。注：凝水回收系統(tǒng)條件復(fù)雜。凝水系統(tǒng)分類：a)按是否與大氣相同分類。1)開式2)閉式b)按流動方式：1)單相(滿管流、

15、非滿管流) 2)兩相c)按流動動力分1)重力回水2)機(jī)械回水(加壓回水)1)非滿管流的凝結(jié)水回收系統(tǒng)(低壓自流式)講解圖7-5 特點(diǎn)：管內(nèi)有蒸汽，適用于供熱區(qū)域小地形坡向凝水箱，鍋爐房位置應(yīng)是該區(qū)最低處。開式系統(tǒng)2)兩相流的凝水回收系統(tǒng)(余壓回水系統(tǒng))講解圖7-6 特點(diǎn)汽、水兩相流。凝水管粗。作用半徑由背壓值確定。地勢起伏無影響，應(yīng)用于用汽參數(shù)一致用汽點(diǎn)分散蒸汽系統(tǒng)中。開式。3)重力式滿管流凝結(jié)水回收系統(tǒng)講解圖7-7 特點(diǎn)：對地勢由要求。室外管不含汽管徑小。開式。小結(jié)：上述三種開式，排汽管放掉二次蒸汽，空氣進(jìn)入系統(tǒng)對管道腐蝕。4)閉式余壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)講解圖7-8 特點(diǎn)：閉式余壓系統(tǒng)就是用閉式

16、水箱代替余壓系統(tǒng)種的開式水箱，系統(tǒng)腐蝕減弱，運(yùn)行復(fù)雜。5)閉式滿管汽凝水回收系統(tǒng)講解圖7-9 特點(diǎn)：用二次政發(fā)箱代替重力式滿管流的高位水箱利用二次汽設(shè)備投資大，應(yīng)用不廣泛。6)加壓回水系統(tǒng)。講解圖7-10 特點(diǎn)對大系統(tǒng)設(shè)凝結(jié)水分站(加壓)總站 可開式或閉式。凝水設(shè)備種主要矛盾：熱源、熱網(wǎng)、熱用戶工況，個分站回水方式。分站與總站之間的關(guān)系，節(jié)能要看投入與效果關(guān)系。7-3 集中供熱系統(tǒng)熱源形式與熱媒的選擇概述：大型供熱系統(tǒng)種供熱方案尤其主要。而方案確定的主要問題是熱源形式、熱媒和熱網(wǎng)方式選擇。熱源形式主要取決供熱規(guī)劃和能源政策。熱媒選擇主要取決于人用戶的使用特征和要求。熱網(wǎng)會導(dǎo)致運(yùn)行投資是否經(jīng)濟(jì)合理。熱媒 水與蒸汽相比優(yōu)點(diǎn)是：1)供熱系統(tǒng)能源利用率高，因蒸汽系統(tǒng)種泄漏及凝水熱損失大。2)供熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)方便，即可實(shí)現(xiàn)溫度與流量調(diào)節(jié)。3)畜熱能力高，穩(wěn)定性好。4)可遠(yuǎn)距離輸送。蒸汽相比水位熱媒的優(yōu)點(diǎn)是：1)適用面廣，有時水是代替不了的。2)輸送中節(jié)省電力消耗3)蒸汽在換熱中溫度與傳熱系數(shù)大故換熱面積小，降低設(shè)備費(fèi)用。4)蒸汽很小，故系統(tǒng)中靜壓可不考慮，所以連接方式簡單，運(yùn)行方便