集中供热系统的热负荷.docx

一集中供热系统的热负荷
第一节集中供热系统热负荷的概算和特征
集中供热系统的热用户有供暖，通风，热水供应，空气调节、生产工艺等用热系统。这些用热系统热负荷的大小及其性质是供热规划和设计的最重要依据。
上述用热系统的热负荷，按其性质可分为两大类：
1．季节性热负荷供暖、通风、空气调节系统的热负荷是季节性热负荷。季节性热负荷的特点是：它与室外温度、湿度、风向、风速和太阳辐射热等气候条件密切相关，其中对它的大小起决定性作用的是室外温度，因而在全年中有很大的变化。
2．常年性热负荷生活用热(主要指热水供应)和生产工艺系统用热属于常年性热负荷。常年性热负荷的特点是：与气候条件关系不大，而且，它的用热状况在全日中变化较大。
生产工艺系统的用热量直接取决于生产状况，热水供应系统的用热量与生活水平，生活习惯以及居民成分等有关。
对集中供热系统进行规划或初步设计时，往往尚未进行各类建筑物的具体设计工作，不可能提供较准确的建筑物热负荷的资料。因此，通常是采用概算指标法来确定各类热用户的热负荷。
一、供暖设计热负荷
供暖热负荷是城市集中供热系统中最主要的热负荷。它的设计热负荷占全部设计热负荷的80%～90%以上(不包括生产工艺用热)。供暖设计热负荷的概算，可采用体积热指标法或面积热指标法等进行计算。
1．体积热指标法，建筑物的供暖设计热负荷，可按下式进行概算
Qn'=qrVw(tn-twn')×10-3kW(6-1)
式中Q'n——建筑物的供暖设计热负荷，kW；
Vw——建筑物的外围体积，m3；
tn——供暖室内计算温度，℃；
t'w——供暖室外计算温度，℃；
qr——建筑物的供暖体积热指标，W／m3.℃，它表示各类建筑物，在室内外温差1℃时，每1m3建筑物外围体积的供暖热负荷。
根据第一章供暖系统的设计热负荷所阐述的基本原理可见，供暖体积热指标qr的大小，主要与建筑物的围护结构及外形有关。建筑物围护结构传热系数越大，采光率越大，外部建筑体积越小、或建筑物的长宽比越大，单位体积的热损失，亦即qr值也越大。因此，从建筑物的围护结构及其外形方面考虑降低qr值的种种措施，是建筑节能的主要途径，也是降低集中供热系统的供热设计热负荷的主要途径。
各类建筑物的供暖体积热指标qr，可通过对许多建筑物进行理论计算或对许多实测数据进行统计归纳整理得出，可见有关设计手册或当地设计单位历年积累的资料数据。
2．面积热指标法，建筑物的供暖设计热负荷，也可按下式进行概算：
Q'n=qf·F×l0-3kW(6-2)
式中Q'n——建筑物的供暖设计热负荷，kW；
F——建筑物的建筑面积，m2；
gf——建筑物供暖面积热指标，W／m2；它表示每1m2建筑面积的供暖设计热负荷。
应该说明：建筑物的供暖热负荷，主要取决于通过垂直围护结构(墙，门，窗等)向外传递热量，它与建筑物平面尺寸和层高有关，因而不是直接取决于建筑平面面积。用供暖体积热指标表征建筑物供暖热负荷的大小，物理概念清楚，但采用供暖面积热指标法，比体积热指标更易于概算，所以近年来在城市集中供热系统规划设计中，国外，国内也多采用供暖面积热指标法进行概算。
在总结我国许多单位进行建筑物供暖热负荷的理论计算和实测数据工作的基础上，我国《城市热力网设计规范》给出的供暖面积热指标的推荐值，见附录6-1。
3．城市规划指标法对一个城市新区供热规划设计，各类型的建筑面积尚未具体落实时，可用城市规划指标来估算整个新区的供暖设计热负荷。
根据城市规划指标，首先确定该区的居住人数，然后根据街区规划的人均建筑面积，街区住宅与公共建筑的建筑比例指标，来估算该街区的综合供暖热指标值。
附录6-1给出《热网规范》推荐的居住区综合供暖面积热指标值为60～67W／m2。此数据是根据北京许多居住街区的规划资料，按居住区公共建筑占居住区总建筑面积的14%和公共建筑的平均供暖热指标为住宅的1.3倍条件估算的。当然，各个地区和街区建设具体情况不同，综合热指标值会有不小差别。利用城市规划指标确定供热规划热负荷的方法，目前在我国应用不多，有待进一步整理和总结这方面的资料。
二、通风设计热负荷
为了保证室内空气具有一定的清洁度及温湿度等要求，就要求对生产厂房、公共建筑及居住建筑进行通风或空气调节。在供暖季节中，加热从室外进入的新鲜空气所耗的热量，称为通风热负荷。通风热负荷也是季节性热负荷，但由于通风系统的使用和各班次工作情况不同，一般公共建筑和工业厂房的通风热负荷，在一昼夜间波动也较大。
建筑物的通风设计热负荷，可采用通风体积热指标或百分数法进行概算。
1、通风体积热指标法可按下式计算通风设计热负荷，
Q't=qtVw(tn-t'wt)×10-3kW(6-3)
式中Q't——建筑物的通风设计热负荷，kW;
Vw——建筑物的外围体积，m3；
tn——供暖室内计算温度，℃