第六章--集中供暖系统的热负荷.ppt

第二篇集中供热,第六章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由于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、供暖设计热负荷它占了设计热负荷总量的8090以上，是最主要的热负荷。供暖设计热负荷可采用下述两种方法概算1.体积热负荷指标法QnqvVw（tntw）10-3KW（6-1）,式中：Vw建筑物外围体积qv建筑物供暖体积热指标，W/m3,它表示各类建筑物在室内外温差为1时，每1立方米建筑物外围体积的供暖热负荷。2.面积热指标法：Qn=qfF10-3Kw（6-2）式中：F建筑面积qf建筑物供暖面积热指标，W/m3,它表示每1平方米建筑物的供暖设计热负荷。我国的供暖设计热负荷在P330上的附录6-1可查得。3.城市规划指标法对一个城市新区各类建筑物还未确定是可依靠本方法概算。,本方法是依据城市居住人口，公用建筑和民用建筑比例，人均建筑面积占有数等试验数据。二、通风设计热负荷通风设计热负荷是指为保证室内的清洁度和一定的温湿度，对生产厂房公共建筑，居住房进行通风或空气调节。而加热这部分通风空气所需要的热负荷。通风设计热负荷可采用“通风体积热负荷指标法”或“百分数法”进行概算。1.通风体积热指标法KW（6-3）式中：Vw建筑物外围的体积qt通风的体积指标，w/m3，它表示建筑物在室内外温度tn和tw.t差1度时，每1立方米建筑物外围体积的通风热负荷。,注意：民用建筑的这部分计算已由冷风渗透热负荷计算代替，不必另算。工业厂房的供暖体积热指标qv和通风体积热指标qt由有关手册可查询。2.百分数法对有通风空调的民用建筑（体育馆、旅馆等）即QiktQnKW（6-4）k一般取值0.30.5三、生活用热设计热负荷1、热水供热用于洗脸、洗澡等日常生活用热。它的供应特点是具有昼夜周期性，每天用量变化不大，但每小时变化量起伏大，因此它的设计须首先根据用热水单位数和相应的热水用水标准，先确定全天的热水用量和耗热量，然后再进行计算热水供应系统的设计小时热负荷,平均小时热负荷可按下式计算：KW（6-5）式中：m用热水单位数。V每个用热水单位每天的热水用量，L/d，可按第330页上的附录6-2选用。T每天供水小时数，C水的比热，C4.1868KJ/kg水的密度，tr热水温度，t1冷水的计算温度，热网的热水供应设计热负荷，与用户热水供应系统和热网连接方式有关，当热水用户有储水箱时，可采用供热热水小时平均热负荷Qr。p计算，如无储水箱时要采用热水供应小时最大热负荷Qr，max作为设计热负荷,最大热水用量与平均热水用量之间可用小时变化系统来换算：得Qr。MaxKrQrPKW2.其它生活用热可参考上述方法，根据一些指标（试验数）进行计算。四、生产工艺热负荷1、生产工艺用热得种类低温供热：P0.40.6MPa，t0130150以下。中温供热：P0.81.3MPa，t0130250由中小型锅炉，热电厂供应。高温供热：P由热电厂新汽减温减压来，t02503002、热负荷的确定方法,因它们的生产性质和方法，用量差别很大，一般不好用统一的标准核算，常采用以产品单位能耗指标方法，或按全年实际耗煤量来核算。工业成品单位耗热量的扩大概算指标，可参用附录6-5的数值。向工业供热，各企业的最大用热负荷不可能同时出现，可采用使用系数的概念；用核实后的各企业最大用热负荷之后乘以使用系数来获得设计负荷。使用系数：（6-9）当热源（如热电厂）的蒸汽参数与各工厂用户使用的蒸汽压力和温度参数不一致时，确定热电厂出口热网的设计流量应进行必要的换算：,t/h(6-10)式中：D热源出口的设计蒸汽流量，t/hir、tr，b热源出口蒸汽的焓与凝水的焓值，kJ/kgDmax各工厂核实的最大蒸汽流量，t/hig、tg，b各工厂使用蒸汽压力下的焓值和凝结水焓值w热网效率，一般取0.90.95,第二节热负荷图,热负荷图是用来表示整个热源或用户系统热负荷随室外温度或时间变化的图一、热负荷时间图热负荷图的特点是图中热负荷的大小按照它们出现的先后顺序排列。1.全日热负荷图这是一种以小时为横坐标，从零时开始的图标对供热性质为全年性热负荷的情况下，它因受到室外温度的影响不大，但在全天中小时的变化较大。因此对生产工艺热负荷，必须绘制全日热负荷图为设计集中供热系统提供基础数据。,一般来说，工厂生产不可能每天一致，冬夏期间总会有区别。因此，需要分别绘制冬季和夏季典型工作日的全日生产工艺热负荷图，由此确定生产工艺的最大、最小热负荷和冬季、夏季平均热负荷值。对季节性供暖、通风热负荷，它的大小主要取决于室外温度，而在全天中小时的变化不大，因此，通常用它的热负荷随室外温度变化来反映热负荷变化的规律。2.年热负荷图（图62）它是以每月为横坐标的图标。对季节性的供暖、通风热负荷，可根据该月份的室外平均温度确定。对热水供应热负荷按平均小时热负荷确定。对生产工艺热负荷可根据日平均热负荷确定。二、热负荷随室外温度变化图（图63）,建筑物的供暖热负荷应与室外温度差成正比，因此Qnf（tw）为线性关系。三、热负荷延续时间图（图64）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：,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N55NNh(6-12),或用下式表达：N55NNzh(6-13)式中：tw、tp.j室外计算温度、室外日平均温度。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。（6-14）（6-15）,式中：Nzh，nzh，5、120供暖期总天数，不保证天数，总小时数等。N、n延续天数和小时数。bRn的指数值。（6-16）修正系数。（6-17）根据供暖热负荷与室内、外温度差成正比关系，即（6-18）,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：N55NNzh（6-19）或N55NNzh（6-20）式中：（6-21）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：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（6-20）作图了。,第332页上的附录6-6给出了我国北方20个城市的无因次综合式中的0和b值。（三）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。,第三节年耗热量计算,1、供暖年耗热量Qn，nGJ/akwh/a(6-22)式中：N供暖期天数。Qn供暖设计热负荷，kw2、通风年耗热量QtaGJ/a(6-23)式中：z是通风装置的日平均运行小时数。,Qt通风设计热负