系統(tǒng)熱負(fù)荷的概算

1、第二單元 系統(tǒng)熱負(fù)荷的概算集中供熱系統(tǒng)的熱用戶有采暖、通風(fēng)、熱水供應(yīng)、空氣調(diào)節(jié)和生產(chǎn)工藝等各種用熱系統(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)劃和設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，因此，必須正確合理地確定供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷。用熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷按性質(zhì)可分為季節(jié)性熱負(fù)荷和常年性熱負(fù)荷兩大類。季節(jié)性熱負(fù)荷包括采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)等系統(tǒng)的熱負(fù)荷。這類熱負(fù)荷的特點(diǎn)是與室外溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速和太陽輻射強(qiáng)度等氣候條件密切相關(guān)，其中對(duì)其大小起決定性作用的是室外溫度。由于氣象條件在全年中變化很大，因而季節(jié)性熱負(fù)荷在全年中也有很大的變化。常年性熱負(fù)荷包括生活用熱（主要指熱水供應(yīng)）和生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的熱負(fù)荷。這類熱負(fù)荷的特點(diǎn)是與氣候條

2、件關(guān)系不大，因而在全年中變化幅度較小，用熱比較穩(wěn)定。但常年性熱負(fù)荷的用熱狀況隨生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)班制和生活用熱人數(shù)的不同而變化，而且生活用熱的時(shí)間相對(duì)集中，因而常年性熱負(fù)荷在一天中的變化幅度較大。因此，在確定熱負(fù)荷時(shí)，要詳細(xì)了解和認(rèn)真分析不同用戶的用熱狀況，以更好地為集中供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確可靠的熱負(fù)荷數(shù)據(jù)。對(duì)于已建成和原有建筑物，或已有熱負(fù)荷數(shù)據(jù)的擬建房屋，可以采取對(duì)需要供熱的建筑物進(jìn)行熱負(fù)荷調(diào)查，用統(tǒng)計(jì)的方法確定系統(tǒng)的熱負(fù)荷。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料確定總熱負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮管網(wǎng)熱損失，附加 的安全余量。對(duì)集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃或初步設(shè)計(jì)時(shí)，往往尚未進(jìn)行各類建筑物的具體設(shè)計(jì)工作，不可能提供較準(zhǔn)確的建筑物熱

3、負(fù)荷的資料，因此，通常是采用概算指標(biāo)法來確定各類熱用戶的熱負(fù)荷。一、采暖熱負(fù)荷采暖熱負(fù)荷是城市集中供熱系統(tǒng)中最主要的熱負(fù)荷，占全部熱負(fù)荷的80% 90%（不包括生產(chǎn)工藝用熱） 。采暖熱負(fù)荷的概算，可采用體積熱指標(biāo)法或面積熱指標(biāo)法進(jìn)行計(jì)算。通常，工業(yè)建筑多采用體積熱指標(biāo)法來確定熱負(fù)荷，民用建筑多采用面積熱指標(biāo)法來確定熱負(fù)荷。1.體積熱指標(biāo)法建筑物的采暖熱負(fù)荷可按下式進(jìn)行概算：式中 建筑物的采暖熱負(fù)荷，kW ； 建筑物的外圍體積，m ； 采暖室內(nèi)計(jì)算溫度， ； 采暖室外計(jì)算溫度， ； 建筑物的采暖體積熱指標(biāo)，表示各類建筑物在室內(nèi)外溫差1 時(shí)每立方米建筑物外圍體積的采暖熱負(fù)荷， 。根據(jù)采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4、熱負(fù)荷所闡述的基本原理可知，采暖體積熱指標(biāo) 的大小主要與建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)及外形尺寸有關(guān)。建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)越大、采光率越大、外部建筑體積越小或建筑物的長寬比越大，單位體積的熱損失亦即值也越大。因此，從建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其外形方面考慮降低值的各種措施是建筑節(jié)能的主要途徑，也是降低集中供熱系統(tǒng)的供熱熱負(fù)荷的主要途徑。各類建筑物的采暖體積熱指標(biāo) 值可通過對(duì)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，可參見有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)或當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)單位歷年積累的資料數(shù)據(jù)。2.面積熱指標(biāo)法建筑物的采暖熱負(fù)荷可按下式進(jìn)行概算：式中 建筑物的采暖熱負(fù)荷，kW ； 建筑物的建筑面積，； 建筑物采暖面積熱指標(biāo)，

5、表示每平方米建筑面積的采暖熱負(fù)荷，。建筑物的采暖熱負(fù)荷與通過垂直圍護(hù)結(jié)構(gòu)（墻、門、窗等）向外傳遞熱量的程度有很大的關(guān)系，它與建筑物平面尺寸和層高有關(guān)，而不是直接取決于建筑平面面積。因而用采暖體積熱指標(biāo)表征建筑物采暖熱負(fù)荷的大小，物理概念清楚。但采用采暖面積熱指標(biāo)法比體積熱指標(biāo)法更易于概算，并且對(duì)集中采暖系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)或規(guī)劃設(shè)計(jì)來講已足夠準(zhǔn)確了。所以，在城市集中供熱系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，多采用采暖面積熱指標(biāo)法進(jìn)行概算。在總結(jié)我國許多單位進(jìn)行建筑物采暖熱負(fù)荷的理論計(jì)算和實(shí)測數(shù)據(jù)工作的基礎(chǔ)上，我國城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范給出了采暖面積熱指標(biāo)的推薦值，見表1.1.表1.1 采暖面積熱指標(biāo)建筑物類型住宅居住區(qū)綜合學(xué)

6、校辦公樓醫(yī)院托幼旅館商店食堂餐廳影劇院展覽館大禮堂體育館熱指標(biāo)58646067608065806070658011514095115115165二、通風(fēng)熱負(fù)荷為了保證室內(nèi)空氣具有一定的清潔度及溫濕度等要求，就要求對(duì)生產(chǎn)廠房、公共建筑及居住建筑進(jìn)行通風(fēng)或空氣調(diào)節(jié)。在采暖季節(jié)里，加熱從室外進(jìn)入的新鮮空氣所耗的熱量稱為通風(fēng)熱負(fù)荷。它是一種季節(jié)性熱負(fù)荷，由于通風(fēng)系統(tǒng)的使用和各班次工作狀況不同，一般公共建筑和工業(yè)廠房的通風(fēng)熱負(fù)荷在一晝夜中波動(dòng)也較大。建筑物的通風(fēng)熱負(fù)荷可采用通風(fēng)體積熱指標(biāo)法或百分?jǐn)?shù)法進(jìn)行概算。1.通風(fēng)體積熱指標(biāo)法建筑物的通風(fēng)熱負(fù)荷可按下式進(jìn)行概算：式中 建筑物的通風(fēng)熱負(fù)荷，kW ； 建筑

7、物的外圍體積，m ； 采暖室內(nèi)計(jì)算溫度， ； 通風(fēng)室外計(jì)算溫度， ； 通風(fēng)的體積熱指標(biāo)，表示建筑物在室內(nèi)外溫差1 時(shí)每立方米建筑物外圍體積的通風(fēng)熱負(fù)荷，。通風(fēng)體積熱指標(biāo)的值取決于建筑物的性質(zhì)和外圍體積。對(duì)于工業(yè)廠房，可參考有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)選用。對(duì)于一般的民用建筑，室外空氣無組織地從門窗等縫隙進(jìn)入，預(yù)熱這些空氣到室溫所需的滲透和侵入耗熱量已計(jì)入采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷中，不必另行計(jì)算。2.百分?jǐn)?shù)法民用建筑（如旅館、體育館等）有通風(fēng)空調(diào)熱負(fù)荷時(shí)，可按該建筑物的采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的百分?jǐn)?shù)進(jìn)行概算。計(jì)算公式為：式中 建筑物的通風(fēng)熱負(fù)荷，kW ； 計(jì)算建筑物通風(fēng)、空調(diào)熱負(fù)荷的系數(shù)，一般取0.3 0.5； 建筑物的采暖熱負(fù)

8、荷，kW 。三、生活熱負(fù)荷生活熱負(fù)荷可以分為熱水供應(yīng)熱負(fù)荷和其他生活用熱熱負(fù)荷兩類。1.熱水供應(yīng)熱負(fù)荷熱水供應(yīng)熱負(fù)荷是日常生活中用于洗臉、洗澡、洗衣服以及洗刷器皿等所消耗的熱量。熱水供應(yīng)熱負(fù)荷取決于熱水用量。住宅建筑的熱水用量取決于人們的生活水平和生活習(xí)慣；公用建筑（如浴池、食堂、醫(yī)院等）和工廠的熱水用量還與生產(chǎn)的發(fā)展?fàn)顩r、設(shè)備情況和工作制度有關(guān)。熱水供應(yīng)系統(tǒng)的工作特點(diǎn)是熱水用量具有晝夜的周期性。每天的熱水用量變化不大，但小時(shí)熱水用量變化較大。對(duì)于一般居住區(qū)，熱水供應(yīng)熱負(fù)荷可按下式計(jì)算：（1）居住區(qū)采暖期生活熱水平均熱負(fù)荷式中 居住區(qū)采暖期生活熱水平均熱負(fù)荷，kW ； 居住區(qū)的總建筑面積，；

9、居住區(qū)生活熱水指標(biāo)， ，當(dāng)無實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，可按表1.2取用。表1.2 居住區(qū)采暖期生活熱水指標(biāo)用水設(shè)備情況熱指標(biāo) （）住宅生活用水設(shè)備，只對(duì)公共建筑供熱水時(shí)2.58.0全部住宅有浴盆并供給生活熱水時(shí)1520注：1.冷水溫度較高時(shí)較小值，冷水溫度較低時(shí)用較大值。 2.熱指標(biāo)中已包括了約10%的管網(wǎng)熱損失。（2）生活熱水最大熱負(fù)荷式中 生活熱水最大熱負(fù)荷，kW ； 小時(shí)變化系數(shù)，一般可取23。在計(jì)算管網(wǎng)熱負(fù)荷時(shí)，其中生活熱水熱負(fù)荷按下述規(guī)定取用：熱網(wǎng)干線的熱水供應(yīng)熱負(fù)荷采用采暖期生活熱水平均熱負(fù)荷；支線用戶全部有儲(chǔ)水箱時(shí)，采用采暖期生活熱水平均熱負(fù)荷；當(dāng)用戶無儲(chǔ)水箱時(shí)，采用采暖期生活熱水最大熱負(fù)

10、荷。2.其他生活用熱熱負(fù)荷其他生活用熱熱負(fù)荷是指在工廠、醫(yī)院、學(xué)校等地方，除熱水供應(yīng)外，還可能有開水供應(yīng)、蒸汽蒸飯等用熱。這些用熱熱負(fù)荷的概算，可根據(jù)具體的指標(biāo)（如開水加熱溫度、人均飲水標(biāo)準(zhǔn)、蒸飯鍋的蒸汽消耗量等）來參照確定。例如計(jì)算開水供應(yīng)用熱量，加熱溫度可取105 ，飲水標(biāo)準(zhǔn)可取23L（d人） ；蒸飯鍋的蒸汽消耗量，當(dāng)蒸煮量為100kg 時(shí)，約需耗蒸汽100250kg（蒸煮量越大，單位耗汽量越小）。一般開水和蒸鍋要求的加熱蒸汽表壓力為0.150.25M Pa 。四、生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷是指為了滿足生產(chǎn)過程中用于加熱、烘干、蒸煮、清洗、熔化等過程的用熱，或作為動(dòng)力用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備（蒸

11、汽錘、蒸汽泵等）工作的耗汽。生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷的大小以及所需要的熱媒種類和參數(shù)，主要取決于生產(chǎn)工藝過程的性質(zhì)、用熱設(shè)備的型號(hào)以及工廠的工作制度等因素，它和生活用熱熱負(fù)荷一樣，屬于全年性熱負(fù)荷。集中供熱系統(tǒng)中，生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷的用熱參數(shù)按照工藝要求熱媒溫度的不同大致可分為三種：供熱溫度在130150 范圍以下稱為低溫供熱，一般靠0.40.6M Pa 蒸汽供熱；供熱溫度在130150 范圍以上到250 以下時(shí)，稱為中溫供熱，這種供熱的熱源往往是中、小型蒸汽鍋爐或熱電廠供熱汽輪機(jī)的0.31.8M Pa 級(jí)或4.0M Pa 級(jí)的抽汽；當(dāng)供熱溫度高于250300 范圍時(shí)，稱為高溫供熱，這種供熱的熱源通常為大型蒸汽鍋爐房或熱電廠的新汽經(jīng)過減壓減溫后的蒸汽。由于存在生產(chǎn)工藝熱用戶或用熱設(shè)備較多、工藝過程對(duì)熱媒要求參數(shù)不一、工作制度