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1、第一章第一章 集中供热系统的热负荷集中供热系统的热负荷2024/7/2912024/7/292第一节第一节 集中供热系统热负荷的特征集中供热系统热负荷的特征o集中供热系统：是以热水或蒸汽为热媒通过集中供热系统：是以热水或蒸汽为热媒通过室外热力网将热能输送到一个城镇或较大的室外热力网将热能输送到一个城镇或较大的区域的供热系统。区域的供热系统。o集中供热系统的热负荷：包括采暖、通风、集中供热系统的热负荷：包括采暖、通风、空气调节、生活用热和生产工艺等热负荷。空气调节、生活用热和生产工艺等热负荷。2024/7/293一、集中供热系统热负荷的分类一、集中供热系统热负荷的分类1按用途按用途o采暖热负荷采
2、暖热负荷o空调热负荷空调热负荷o通风热负荷通风热负荷o生活用热水供应热负荷生活用热水供应热负荷o生产工艺热负荷生产工艺热负荷2024/7/294一、集中供热系统热负荷的分类一、集中供热系统热负荷的分类2按民用、工业按民用、工业o民用热负荷：居民住宅和公共建筑的采暖、空民用热负荷：居民住宅和公共建筑的采暖、空调、通风和生活用热热负荷。调、通风和生活用热热负荷。o工业热负荷：生产工艺、厂房的采暖、通风、工业热负荷：生产工艺、厂房的采暖、通风、空调和厂区的生活用热热负荷。空调和厂区的生活用热热负荷。2024/7/295一、集中供热系统热负荷的分类一、集中供热系统热负荷的分类按性质（时间）按性质（时间
3、）o季节性热负荷季节性热负荷o常年性热负荷常年性热负荷2024/7/296二、热负荷的特征二、热负荷的特征季节性热负荷季节性热负荷 特点：热负荷f（气候条件）=f（室外温度、湿度、风向、风速、太阳辐射等）常年性热负荷常年性热负荷特点：与气候条件关系不大，用热状况在全日中变化较大。生产工艺热负荷=f(生产状况)热水供应热负荷=f（生活水平、生活习惯、居民成分）2024/7/297第二节第二节 集中供热系统热负荷的确定集中供热系统热负荷的确定 o供暖设计热负荷供暖设计热负荷o通风设计热负荷通风设计热负荷o空调设计热负荷空调设计热负荷 o生活用热的设计热负荷 o生产工艺热负荷 2024/7/298一
4、、供暖设计热负荷一、供暖设计热负荷 供暖设计热负荷：在设计室外温度 下，为达到要求的室内温度，供热系统在单位时间内向建筑物供应的热量 。1体积热指标法 qv=f (建筑物的围护结构，外形有关)，围护结构传热系数，采光率，外部建筑体积，或建筑物的长宽比，qv值。2024/7/299一、供暖设计热负荷一、供暖设计热负荷 2面积热指标法 =f（垂直围护结构墙、门、窗等向外传递的热量）=f（建筑物平面尺寸、层高） 体积热指标法物理概念清楚。面积热指标法易于概算。3城市规划指标法2024/7/29102024/7/29112024/7/29122024/7/29132024/7/2914二、通风设计热负
5、荷二、通风设计热负荷 通通风风热热负负荷荷:为为保保证证室室内内空空气气具具有有一一定定的的清清洁洁度度、温温湿湿度度，在在供供暖暖季季节节中中，加加热热从从室室外外进进入入室室内内的新鲜空气所耗的热量。的新鲜空气所耗的热量。1通风体积热指标法 =f (建筑物的性质，外围体积)2024/7/2915二、通风设计热负荷二、通风设计热负荷 2百分数法 对有通风的民用建筑（如旅馆，体育馆等），通风设计热负荷可按该建筑物的供暖设计热负荷的百分数进行概算，即 -建筑物通风热负荷系数，一般取0.30.5。 2024/7/2916三、空调设计热负荷三、空调设计热负荷1空调冬季设计热负荷2空调夏季制冷设计热负
6、荷 2024/7/29172024/7/2918四、生活用热的设计热负荷四、生活用热的设计热负荷定义：在日常生活中，用于洗脸、洗澡、洗衣服以及洗刷器皿等消耗的热量，称为热水供应热负荷。o热水供应热负荷=f（热水用量）o住宅建筑的热水用量=f（住宅内卫生设备、生活习惯）o公共建筑(如浴池、食堂、医院等)和工厂的热水用量= f（卫生设备、生活习惯、生产性质、工作制度） 特点: 具有昼夜的周期性，每天的热水用量变化不大，小时热水用量变化较大。 2024/7/2919四、生活用热的设计热负荷四、生活用热的设计热负荷供暖期热水供应平均小时热负荷m用热水单位数；v用水量定额，L/d；水的密度，1000kg
7、/m3；c水的比热，4.1868kJ/(kg)；tr生活热水温度；tl冷水计算温度；T每天供水小时数。2024/7/2920四、生活用热的设计热负荷四、生活用热的设计热负荷居住区热水供应最大热负荷 居住区热水供应最大热负荷 居住区热水供应的平均设计热负荷 热水小时变化系数 2024/7/2921四、生活用热的设计热负荷四、生活用热的设计热负荷 用水单位数多、生活热水负荷占供热总负荷比例小、生活热水高峰出现时间短，所以热水供应的平均热负荷热水供应的平均热负荷作为热水供应设计热负荷热水供应设计热负荷。其他生活用热热负荷采用指标法计算。生活用热设计热负荷生活用热设计热负荷=热水供应设计热负荷热水供应
8、设计热负荷 +其他生活用热热负荷其他生活用热热负荷2024/7/2922五、生产工艺热负荷五、生产工艺热负荷o定义：生产过程中用于加热、烘干、蒸煮、清洗、溶化或作为动力用于驱动机械设备，如汽锤、汽泵等的耗热量，称为生产工艺热负荷。o特点：属全年性热负荷o设计热负荷的大小、热媒种类和参数=f（生产工艺过程的性质，用热设备的型式及工作制度等）。 2024/7/2923五、生产工艺热负荷五、生产工艺热负荷集中供热系统热网的最大生产热负荷： 热网最大生产热负荷，GJ/h； 各工厂（各车间）的生产工艺最大热负荷之和，GJ/h； 同时使用系数，一般可取0.60.9。 2024/7/2924第三节集中供热系
9、统年耗热量计算 集中供热系统的年耗热量是各类热用户年耗热量的总和。一、采暖年耗热量Qn.aQn供暖设计热负荷，KW；N供暖天数，dtw_供暖室外计算温度，tn供暖室内计算温度tpj供暖室外平均温度，0.0864公式简化和单位换算后的数值。0.0864=24360010-6第三节集中供热系统年耗热量计算二、采暖期通风耗热量Qt通风设计热负荷，KW；twt冬季通风室外计算温度，；Z供暖期内通风装置每日运行小时数，h/d;0.0036单位换算系数。(1KWh=360010-6GJ)其他通式（1-11）。第三节集中供热系统年耗热量计算三、空调年耗热量Qca(1)空调冬季采暖耗热量Qaa(2)制冷期空调
10、制冷耗热量第三节集中供热系统年耗热量计算四、热水供应全年耗热量Qra 热水供热负荷式全年热负荷。考虑到冬季与夏季冷水温度不同，热水供应全年耗热量按下式计算第三节集中供热系统年耗热量计算五、生产工艺年耗热量第四节第四节 集中供热系统热负荷图集中供热系统热负荷图 o定定义义：热热负负荷荷图图是是用用来来表表示示整整个个热热源源或或热热用用户系统热负荷随室外温度或随时间变化图。户系统热负荷随室外温度或随时间变化图。oQ=f (tw) 或或 Q=f ( t )。o热热负负荷荷图图可可形形象象的的反反映映热热负负荷荷变变化化的的规规律律。集集中中供供热热系系统统的的热热负负荷荷：包包括括采采暖暖、通通风
11、风、空气调节、生活用热和生产工艺等热负荷。空气调节、生活用热和生产工艺等热负荷。2024/7/2930第四节第四节 集中供热系统热负荷图集中供热系统热负荷图 供热工程中常用的热负荷图，主要有供热工程中常用的热负荷图，主要有 o热负荷时间图o热负荷随室外温度变化图 o热负荷延续时间图2024/7/2931一、热负荷时间图一、热负荷时间图特点：图中热负荷的大小按照它们出现的先后排列；有特点：图中热负荷的大小按照它们出现的先后排列；有全全日热负荷图、月热负荷图日热负荷图、月热负荷图和和年热负荷图年热负荷图。 全日热负荷图以小时为横坐标，以小时热负荷为全日热负荷图以小时为横坐标，以小时热负荷为纵坐标，
12、从零时开始逐时绘制的。纵坐标，从零时开始逐时绘制的。用来表示整个热源或用来表示整个热源或用户的热负荷在一昼夜中每小时的变化情况。对生产工用户的热负荷在一昼夜中每小时的变化情况。对生产工艺热负荷，必需绘制全日热负荷图为设计集中供热系统艺热负荷，必需绘制全日热负荷图为设计集中供热系统提供基础数据，需要分别绘制提供基础数据，需要分别绘制冬季和夏季典型工作日的冬季和夏季典型工作日的全日生产工艺热负荷图全日生产工艺热负荷图。 年热负荷图：月份为横坐标，每月的热负荷为纵年热负荷图：月份为横坐标，每月的热负荷为纵坐标。是规划供热系统全年运行的原始资料，也是用来坐标。是规划供热系统全年运行的原始资料，也是用来
13、制订设备维修计划和安排职工休假日等方面的基本参考制订设备维修计划和安排职工休假日等方面的基本参考资料。资料。 2024/7/2932一、热负荷时间图一、热负荷时间图图1-3 年热负荷图二、热负荷随室外温度变化图季节性季节性的供暖、通风热负荷的大小，主要取决的供暖、通风热负荷的大小，主要取决于于当地的室外温度当地的室外温度，利用热负荷随室外温度，利用热负荷随室外温度变化图能很好地反映季节性热负荷的变化规变化图能很好地反映季节性热负荷的变化规律。室外温度为横坐标。律。室外温度为横坐标。*354123热负荷随室外温度变化曲线图热负荷随室外温度变化曲线图曲线曲线1供暖热负荷供暖热负荷随室外温度变随室外
14、温度变化曲线（化曲线（供暖热负荷与室内外温差供暖热负荷与室内外温差成正比）成正比）曲线曲线2冬季通风冬季通风热负荷随室外温热负荷随室外温度变化曲线度变化曲线曲线曲线3热水供应热水供应热负荷随室外温热负荷随室外温度变化曲线（度变化曲线（受室外温度影响较小，受室外温度影响较小，呈水平直线呈水平直线 ）曲线曲线4总热负荷总热负荷随室外温度变化随室外温度变化曲线曲线三、热负荷延续时间图在供热工程规划设计过程中，需要绘制热负荷延续时间图。热负荷延续的时间图的特点与热负荷时间图不同。 在热负荷延续时间图中，热负荷不是按出现时间的先后排列，而按其数值的大小来排列。它须有热负荷随室外温度变化曲线和室外气温变化
15、规律的资料绘出。 （一）供暖热负荷延续时间图 （二）利用数学公式绘制供暖系统热负荷延续时间曲线的方法 1.函数公式方法 根据该地区不同室外温度的延续小时数，利用最小二乘法，可以拟合twf（n）的函数式：三、热负荷延续时间图式中：n延迟小时数，它的指数次数取决于所要求达到的精度。 根据热负荷随室外温度变化规律Q=f(tw),由此可导出Qf（n）的数学表达式。该方法的拟合精度高，但是必须有详细的室外气温资料。2.无因次综合公式法 表达式的几个共性依据 各城市的开始和终止供热的温度均为+5。 各城市的不保证天数为5天。 各城市的供热长短与其室外温度变化幅度，大致也有一定规律。 无因次群数学模型 N5
16、 5NNh (1-13图1-5o 或用下式表达：o N5o 5NNzh 式中：tw、 tp.j室外计算温度、室外日平均温度。o Rn和Rt两个无因次群，分别代表无因次室外气温和无因次延续天数或小时数。o o o o式中：Nzh，nzh，5、120供暖期总天数，不保证天数，总小时数等。o N、n延续天数和小时数。o bRn的指数值。o o修正系数。o o根据供暖热负荷与室内、外温度差成正比关系，即o o综合式（6-12）和（6-13），可得出供暖热负荷延续时间图的数学表达式：o N5o 5NNzh o o或 N5o 5NNzh o式中：o o利用无因次综合式法绘制供暖热负荷延续时间图的最大优点是
17、：当缺乏一个城市详细室外气温分布统计资料情况下，只要从暖通规范中查出该城市的三个规定数据即tw、Nzh、tpj就可以利用式（1-5）作图了。2.生产工艺热负荷延续曲线图的绘制方法 绘制的主要条件是须有冬季和夏季典型日的生产工艺负荷时间图作为依据。总之，事实上绘制切合实际的生产工艺热负荷延续时间图是难以做到的。对以热电厂为热源的集中供热系统，各类热用户的总热负荷延续时间曲线图，主要用于热电厂选择供热汽轮机型式台数等，对集中供热系统的网路设计用处，不是很大。图图 1-6问题问题 (1)从节约采暖能耗角度而言,建筑物的体形系数,即建筑物与室外大气接触的表面积与其所包围的体积之比()。 A.不宜太大B
18、.不宜太小C.越大越好D.大小无关 (2)从节能角度,采暖建筑的朝向宜为( ) A.东西向B.南北向 C.面向冬季主导风向D.西南东北向(3)从节能角度讲,采暖建筑主要房间应布置在()。 A.下风侧B.上风侧C.向阳面D.底层 2024/7/2944问题问题 (4)设置全面采暖的建筑物,开窗面积的原则应是 ()A.为了照顾建筑物立面美观,尽量加大开窗面积 B.为了室内有充足的自然光线,尽量加大开窗面积 C.在满足采光的要求下,开窗面积尽量减小 D.为了节能在满足通风换气条件下,开窗面积尽量减小 (5)我国北方一县级医院,有采暖用热、卫生热水用热、蒸气用热,则最佳设备组合为:() A.1台热水锅
19、炉,1台蒸气锅炉 B.2台蒸气锅炉 C.1台热水锅炉,2台蒸气锅炉 D.2台热水锅炉,1台蒸气锅炉 2024/7/2945问题问题 (6)设有集中空调的民用建筑,其主要出入口处,下列哪种做法对节能最不利? A.门斗B.单层门C.转门D.空气幕 (7)下列哪条与节能无关?() A.体形系数B.开间大小C.窗墙比D.朝向 2024/7/2946答案答案(1) 提示:参见民用建筑节能设计标准(以下简称节能标准)第4.1.2条规定:体形系数宜控制在0.30及0.30以下。 答案:A (2) 提示:参见节能标准第4.1.1条规定。 答案:B (3)提示:参见民用建筑热工设计规范(以下简称热工规范)第3.
20、2.1条规定;住宅的主要房间温度要求高且要求品质好。在向阳一侧太阳辐射热大、冷风渗透量小,易保持温度且冷空气不明显。 答案:C 2024/7/2947问题问题 (4)提示:A、B不对,D只考虑通风未提采光,采光比通风更重要,在满足采光要求下,开窗尽量小的节能。 答案:C (5) 提示:分别满足热用户的要求,2台热水锅炉又互为备用,为最佳组合。 答案:D 2024/7/2948(6)提示:参见热工规范第3.4.10条规定“当有频繁开启的外门时，应设置门斗或空气幕等防渗透措施”。转门相当于门斗。 答案:B (7)提示:参见节能标准第4,1.1条、第4.1.2条、第4.2.4条规定涉及到A、C、D。 答案:B2024/7/2949
