第一章集中供热系统的热负荷课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,1,第一章 集中供热系统的热负荷,*1第一章 集中供热系统的热负荷,*,2,*2,*,3,第一节 集中供热系统热负荷的特征,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区域的供热系统。,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。,*3第一节 集中供热系统热负荷的特征,*,4,一、集中供热系统热负荷的分类,1,按用途,采暖热负荷,空调热负荷,通风热负荷,生活用热水供应热负荷,生产工艺热负荷,*4一、集中供热系统热负荷的分类1按用途,*,5,一、集中供热系统热负荷的分类,2,按民用、工业,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。,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。,*5一、集中供热系统热负荷的分类2按民用、工业,*,6,一、集中供热系统热负荷的分类,按性质（时间）,季节性热负荷,常年性热负荷,*6一、集中供热系统热负荷的分类按性质（时间）,*,7,二、热负荷的特征,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,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）,*7二、热负荷的特征季节性热负荷,*,8,第二节 集中供热系统热负荷的确定,供暖设计热负荷,通风设计热负荷,空调设计热负荷,生活用热的设计热负荷,生产工艺热负荷,*8第二节 集中供热系统热负荷的确定,*,9,一、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,q,v,=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，,q,v,值。,*9一、供暖设计热负荷 供暖设计热负荷：在设计室外温度,*,10,一、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,*10一、供暖设计热负荷 2面积热指标法,*,11,*11,*,12,*12,*,13,*13,*,14,*14,*,15,二、通风设计热负荷,通风热负荷,:,为保证室内空气具有一定的清洁度、温湿度，在供暖季节中，加热从室外进入室内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,),*15二、通风设计热负荷 通风热负荷:为保证室内空气具有一,*,16,二、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,0.3,0.5,。,*16二、通风设计热负荷 2百分数法,*,17,三、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荷,*17三、空调设计热负荷1空调冬季设计热负荷,*,18,*18,*,19,四、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。,热水供应热负荷,=f,（热水用量）,住宅建筑的热水用量,=f,（住宅内卫生设备、生活习惯）,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。,*19四、生活用热的设计热负荷定义：在日常生活中，用于洗脸、,*,20,四、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/m,3,；,c,水的比热，,4.1868kJ/(kg),；,t,r,生活热水温度；,t,l,冷水计算温度；,T,每天供水小时数。,*20四、生活用热的设计热负荷供暖期热水供应平均小时热负荷,*,21,四、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,*21四、生活用热的设计热负荷居住区热水供应最大热负荷,*,22,四、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,作为,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,=,热水供应设计热负荷,+,其他生活用热热负荷,*22四、生活用热的设计热负荷 用水单位数多、生活热水,*,23,五、生产工艺热负荷,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。,特点：属全年性热负荷,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）。,*23五、生产工艺热负荷定义：生产过程中用于加热、烘干、蒸煮,*,24,五、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,0.6,0.9,。,*24五、生产工艺热负荷集中供热系统热网的最大生产热负荷：,第三节集中供热系统年耗热量计算,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,Q,n.a,Q,n,供暖设计热负荷，,KW,；,N,供暖天数，,d,t,w,_,供暖室外计算温度，,t,n,供暖室内计算温度,t,pj,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 集中供热系统的年耗,第三节集中供热系统年耗热量计算,二、采暖期通风耗热量,Q,t,通风设计热负荷，,KW,；,t,wt,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=3600,10-6,GJ),其他通式（,1-11,）。,第三节集中供热系统年耗热量计算二、采暖期通风耗热量,第三节集中供热系统年耗热量计算,三、空调年耗热量,Q,ca,(1),空调冬季采暖耗热量,Q,aa,(2),制冷期空调制冷耗热量,第三节集中供热系统年耗热量计算三、空调年耗热量Qca,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,Q,ra,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四、热水供应全年耗热量Qra,第三节集中供热系统年耗热量计算,五、生产工艺年耗热量,第三节集中供热系统年耗热量计算五、生产工艺年耗热量,*,30,第四节 集中供热系统热负荷图,定义：热负荷图是用来表示整个热源或热用户系统热负荷随室外温度或随时间变化图。,Q=f(tw),或,Q=f(t),。,热负荷图可形象的反映热负荷变化的规律。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。,*30第四节 集中供热系统热负荷图,*,31,第四节 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,热负荷时间图,热负荷随室外温度变化图,热负荷延续时间图,*31第四节 集中供热系统热负荷图 供热工程中常用的热负荷,*,32,一、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,全日热负荷图、月热负荷图,和,年热负荷图,。,全日热负荷图以小时为横坐标，以小时热负荷为纵坐标，从零时开始逐时绘制的。,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,冬季和夏季典型工作日的全日生产工艺热负荷图,。,年热负荷图：月份为横坐标，每月的热负荷为纵坐标。是规划供热系统全年运行的原始资料，也是用来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。,*32一、热负荷时间图特点：图中热负荷的大小按照它们出现的先,一、热负荷时间图,图,1-3,年热负荷图,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,的供暖、通风热负荷的大小，主要取决于,当地的室外温度,，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律。室外温度为横坐标。,二、热负荷随室外温度变化图季节性的供暖、通风热负荷的大小，主,*,35,4,1,2,3,热负荷随室外温度变化曲线图,曲线,1,供暖热负荷,随室外温度变化曲线（,供暖热负荷与室内外温差成正比）,曲线,2,冬季通风,热负荷随室外温度变化曲线曲线,3,热水供应,热负荷随室外温度变化曲线（,受室外温度影响较小，呈水平直线,）曲线,4,总热负荷,随室外温度变化曲线,*354123热负荷随室外温度变化曲线图曲线1供暖热负荷,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,t,w,f,（,n,）的函数式：,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,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,Q,f,（,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,N5,5NN,h,(1-13,三、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,图,1-5,图1-5,或用下式表达：,N5,5NNzh 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。,或用下式表达：,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。,修正系数。,根据供暖热负荷与室内、外温度差成正比关系，即,式中：Nzh，nzh，5、120供暖期总天数，不保证天数，,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：,N5,5NNzh,或 N5,5NNzh,式中：,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（1-5）作图了。,综合式（6-12）和（6-13），可得出供暖热负荷延续时间图,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。,2.生产工艺热负荷延续曲线图的绘制方法,图,1-6,图 1-6,*,44,问题,(1),从节约采暖能耗