第六章集中供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷

第六章集中供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷第一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五式中：Vw～建筑物外圍體積qv～建筑物供暖體積熱指標(biāo)，W/m3·℃,它表示各類建筑物在室內(nèi)外溫差為1℃時(shí)，每1立方米建筑物外圍體積的供暖熱負(fù)荷。2.面積熱指標(biāo)法：Q`n=qf×F×10-3Kw（6-2）式中：F～建筑面積qf～建筑物供暖面積熱指標(biāo)，W/m3,它表示每1平方米建筑物的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。我國的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷在P330上的附錄6-1可查得。3.城市規(guī)劃指標(biāo)法對一個(gè)城市新區(qū)各類建筑物還未確定是可依靠本方法概算。第二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五本方法是依據(jù)城市居住人口，公用建筑和民用建筑比例，人均建筑面積占有數(shù)等試驗(yàn)數(shù)據(jù)。二、通風(fēng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷通風(fēng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷是指為保證室內(nèi)的清潔度和一定的溫濕度，對生產(chǎn)廠房公共建筑，居住房進(jìn)行通風(fēng)或空氣調(diào)節(jié)。而加熱這部分通風(fēng)空氣所需要的熱負(fù)荷。通風(fēng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷可采用“通風(fēng)體積熱負(fù)荷指標(biāo)法”或“百分?jǐn)?shù)法”進(jìn)行概算。1.通風(fēng)體積熱指標(biāo)法KW（6-3）

式中：Vw～建筑物外圍的體積qt～通風(fēng)的體積指標(biāo)，w/m3·℃，它表示建筑物在室內(nèi)外溫度tn和t’w.t差1度時(shí)，每1立方米建筑物外圍體積的通風(fēng)熱負(fù)荷。第三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五注意：民用建筑的這部分計(jì)算已由冷風(fēng)滲透熱負(fù)荷計(jì)算代替，不必另算。工業(yè)廠房的供暖體積熱指標(biāo)qv和通風(fēng)體積熱指標(biāo)qt由有關(guān)手冊可查詢。2.百分?jǐn)?shù)法對有通風(fēng)空調(diào)的民用建筑（體育館、旅館等）即Q’i＝ktQ‘nKW（6-4）k一般取值0.3～0.5三、生活用熱設(shè)計(jì)熱負(fù)荷1、熱水供熱用于洗臉、洗澡等日常生活用熱。它的供應(yīng)特點(diǎn)是具有晝夜周期性，每天用量變化不大，但每小時(shí)變化量起伏大，因此它的設(shè)計(jì)須首先根據(jù)用熱水單位數(shù)和相應(yīng)的熱水用水標(biāo)準(zhǔn)，先確定全天的熱水用量和耗熱量，然后再進(jìn)行計(jì)算熱水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)小時(shí)熱負(fù)荷第四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五平均小時(shí)熱負(fù)荷可按下式計(jì)算：

‘KW（6-5）式中：m～用熱水單位數(shù)。V～每個(gè)用熱水單位每天的熱水用量，L/d，可按第330頁上的附錄6-2選用。T～每天供水小時(shí)數(shù)，C～水的比熱，C＝4.1868KJ/kg·℃

ρ～水的密度，tr～熱水溫度，t1～冷水的計(jì)算溫度，熱網(wǎng)的熱水供應(yīng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，與用戶熱水供應(yīng)系統(tǒng)和熱網(wǎng)連接方式有關(guān)，當(dāng)熱水用戶有儲(chǔ)水箱時(shí)，可采用供熱熱水小時(shí)平均熱負(fù)荷Qr。p’計(jì)算，如無儲(chǔ)水箱時(shí)要采用熱水供應(yīng)小時(shí)最大熱負(fù)荷Qr，max‘作為設(shè)計(jì)熱負(fù)荷第五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五最大熱水用量與平均熱水用量之間可用小時(shí)變化系統(tǒng)來換算：得Q’r。Max＝Kr·Q‘r·PKW2.其它生活用熱可參考上述方法，根據(jù)一些指標(biāo)（試驗(yàn)數(shù)）進(jìn)行計(jì)算。四、生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷1、生產(chǎn)工藝用熱得種類

①低溫供熱：P＝0.4～0.6MPa，t0＝130～150℃以下。

②中溫供熱：P＝0.8～1.3MPa，t0＝130～250℃由中小型鍋爐，熱電廠供應(yīng)。③高溫供熱：P＝由熱電廠新汽減溫減壓來，t0＝250～300℃

2、熱負(fù)荷的確定方法第六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五因它們的生產(chǎn)性質(zhì)和方法，用量差別很大，一般不好用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)核算，常采用以產(chǎn)品單位能耗指標(biāo)方法，或按全年實(shí)際耗煤量來核算。工業(yè)成品單位耗熱量的擴(kuò)大概算指標(biāo)，可參用附錄6-5的數(shù)值。向工業(yè)供熱，各企業(yè)的最大用熱負(fù)荷不可能同時(shí)出現(xiàn)，可采用使用系數(shù)的概念；用核實(shí)后的各企業(yè)最大用熱負(fù)荷之后乘以使用系數(shù)來獲得設(shè)計(jì)負(fù)荷。使用系數(shù)：（6-9）

當(dāng)熱源（如熱電廠）的蒸汽參數(shù)與各工廠用戶使用的蒸汽壓力和溫度參數(shù)不一致時(shí)，確定熱電廠出口熱網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量應(yīng)進(jìn)行必要的換算：第七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五t/h(6-10)式中：D’～熱源出口的設(shè)計(jì)蒸汽流量，t/hir、tr，b～熱源出口蒸汽的焓與凝水的焓值，kJ/kgD‘max～各工廠核實(shí)的最大蒸汽流量，t/hig、tg，b～各工廠使用蒸汽壓力下的焓值和凝結(jié)水焓值

ηw～熱網(wǎng)效率，一般取0.9～0.95

第八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)熱負(fù)荷圖熱負(fù)荷圖是用來表示整個(gè)熱源或用戶系統(tǒng)熱負(fù)荷隨室外溫度或時(shí)間變化的圖一、熱負(fù)荷時(shí)間圖熱負(fù)荷圖的特點(diǎn)是圖中熱負(fù)荷的大小按照它們出現(xiàn)的先后順序排列。1.全日熱負(fù)荷圖這是一種以小時(shí)為橫坐標(biāo)，從零時(shí)開始的圖標(biāo)對供熱性質(zhì)為全年性熱負(fù)荷的情況下，它因受到室外溫度的影響不大，但在全天中小時(shí)的變化較大。因此對生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷，必須繪制全日熱負(fù)荷圖為設(shè)計(jì)集中供熱系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。第九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五一般來說，工廠生產(chǎn)不可能每天一致，冬夏期間總會(huì)有區(qū)別。因此，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(fù)荷圖，由此確定生產(chǎn)工藝的最大、最小熱負(fù)荷和冬季、夏季平均熱負(fù)荷值。對季節(jié)性供暖、通風(fēng)熱負(fù)荷，它的大小主要取決于室外溫度，而在全天中小時(shí)的變化不大，因此，通常用它的熱負(fù)荷隨室外溫度變化來反映熱負(fù)荷變化的規(guī)律。2.年熱負(fù)荷圖（圖6－2）它是以每月為橫坐標(biāo)的圖標(biāo)。對季節(jié)性的供暖、通風(fēng)熱負(fù)荷，可根據(jù)該月份的室外平均溫度確定。對熱水供應(yīng)熱負(fù)荷按平均小時(shí)熱負(fù)荷確定。對生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷可根據(jù)日平均熱負(fù)荷確定。二、熱負(fù)荷隨室外溫度變化圖（圖6－3）第十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五第十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五第十二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五建筑物的供暖熱負(fù)荷應(yīng)與室外溫度差成正比，因此Qn＝f（tw）為線性關(guān)系。三、熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖（圖6－4）在供熱工程規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，需要繪制熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖。熱負(fù)荷延續(xù)的時(shí)間圖的特點(diǎn)與熱負(fù)荷時(shí)間圖不同。在熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖中，熱負(fù)荷不是按出現(xiàn)時(shí)間的先后排列，而按其數(shù)值的大小來排列。它須有熱負(fù)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(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖（二）利用數(shù)學(xué)公式繪制供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間曲線的方法1.函數(shù)公式方法

①根據(jù)該地區(qū)不同室外溫度的延續(xù)小時(shí)數(shù)，利用最小二乘法，可以擬合tw＝f（n）的函數(shù)式：第十三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五

式中：n～延遲小時(shí)數(shù)，它的指數(shù)次數(shù)取決于所要求達(dá)到的精度。

②根據(jù)熱負(fù)荷隨室外溫度變化規(guī)律Q=f(tw),由此可導(dǎo)出Q＝f（n）的數(shù)學(xué)表達(dá)式。該方法的擬合精度高，但是必須有詳細(xì)的室外氣溫資料。2.無因次綜合公式法①表達(dá)式的幾個(gè)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。②無因次群數(shù)學(xué)模型N≦55<N≦Nζh(6-12)第十四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五第十五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五或用下式表達(dá)：N≦55<N≦Nzh(6-13)式中：t‘w、tp.j～室外計(jì)算溫度、室外日平均溫度。Rn和Rt～兩個(gè)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(shí)數(shù)。（6-14）

（6-15）第十六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五式中：Nzh，nzh，5、120～供暖期總天數(shù)，不保證天數(shù)，總小時(shí)數(shù)等。N、n～延續(xù)天數(shù)和小時(shí)數(shù)。b～Rn的指數(shù)值。（6-16）μ～修正系數(shù)。（6-17）根據(jù)供暖熱負(fù)荷與室內(nèi)、外溫度差成正比關(guān)系，即（6-18）第十七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五綜合式（6-12）和（6-13），可得出供暖熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖的數(shù)學(xué)表達(dá)式：N?55<N?Nzh（6-19）

或N?55<N?Nzh（6-20）式中：（6-21）利用無因次綜合式法繪制供暖熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖的最大優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)缺乏一個(gè)城市詳細(xì)室外氣溫分布統(tǒng)計(jì)資料情況下，只要從《暖通規(guī)范》中查出該城市的三個(gè)規(guī)定數(shù)據(jù)～即t‘w、Nzh、tpj就可以利用式（6-20）作圖了。第十八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五第332頁上的附錄6-6給出了我國北方20個(gè)城市的無因次綜合式中的β0和b值。（三）生產(chǎn)工藝熱負(fù)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(fù)荷時(shí)間圖作為依據(jù)?？傊?，事實(shí)上繪制切合實(shí)際的生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)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(fù)荷延續(xù)時(shí)間曲線圖，主要用于熱電廠選擇供熱汽輪機(jī)型式臺(tái)數(shù)等，對集中供熱系統(tǒng)的網(wǎng)路設(shè)計(jì)用處，不是很大。第十九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五第二十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)年耗熱量計(jì)算1、供暖年耗熱量Qn，nGJ/akwh/a(6-22)式中：N～供暖期天數(shù)。Q’n~供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，kw2、通風(fēng)年耗熱量Qta