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集中供热的热负荷详解第六章集中供热的热负荷概述集中供热是以热水或蒸汽作为热媒从一个或多个热源通过供热管网向一个城镇或较大区域的各热用户供应热能的方式。
各种用热系统的热负荷按其性质可分为两类：这些热用户热负荷的大小及其性质是供热规划和设计的重要依据。
对集中供热系统进行规划和设计时由于难以提供较准确的建筑热负荷资料常用概算指标法确定各类热用户的热负荷。
季节性热负荷常年性热负荷常用系统供热、通风、空调系统生活用热（热水供应）生产工艺系统特点与室外温度、湿度、风向、风速和太阳辐射热等气候条件密切相关对其大小起决定作用的是室外温度。
全年变化大与气候关系不大用热状况全天变化较大第一节集中供热系统热负荷的概算一、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~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。
体积热指标法式中建筑物的供暖设计热负荷KW建筑物的外围体积M供暖室内计算温度℃供暖室外计算温度℃建筑物的供暖体积热指标WM℃*（）建筑物的供暖体积热指标的物理意义：其含义为各类建筑物在室内外温差℃时每m建筑物外围体积的平均供暖热负荷。
（）影响供暖体积热指标的因素：所在区域、围护结构的热工特性和外形数据来源：已有建筑计算数据统计与实测所汇总的手册(应用不多)建筑形状尺寸×d=×面积周长qｖ最大最小较大外形主要指窗墙比、体型系数等*面积热指标法建筑物供暖设计热负荷kw。
建筑物的建筑面积,m建筑物供暖面积热指标WM（）供暖面积热指标的物理意义：每m建筑面积的平均供暖设计热负荷。
（）特点：建筑物的供暖热负荷主要取决于通过垂直围护结构向外传递热量。
不仅与建筑平面面积有关还与层高、外形等有关。
在物理概念上不如供暖体积热指标表征建筑物供暖热负荷的大小清楚。
但由于采用供暖面积热指标法更易于计算所以面积热指标法在集中供热系统规划中应用广泛。
集中供热系统的热负荷随着城市的发展和人们对生活品质的不断提高，集中供热系统在城市中得到了广泛的应用。
集中供热系统是指通过中央供热站将热能分发给各个用户，为用户提供取暖和生活热水等服务。
在设计和运行集中供热系统时，热负荷是一个非常重要的考量因素。
热负荷是指供热系统在给定时间内需提供的热量总量，也可以理解为系统所需的热能输入。
准确地计算热负荷对于保证供热系统的正常运行以及节约能源具有重要意义。
下面将从建筑物热负荷和供热管网热负荷两个方面来详细介绍集中供热系统的热负荷。
一、建筑物热负荷建筑物热负荷是指建筑物内部需要供热的能量。
它受到建筑物本身的热损失以及室内热量需求的影响。
一般而言，建筑物热负荷包括传导热负荷、对流热负荷和辐射热负荷三部分。
1. 传导热负荷传导热负荷是指建筑物由于导热性能不好而导致的热量损失。
建筑物墙体、屋顶和地板等部位都会发生传导热负荷，需要通过加热来进行补偿。
传导热负荷的计算需要考虑建筑物的导热系数、表面积和温度差等因素。
2. 对流热负荷对流热负荷是指建筑物因冷风、湿气和人体热量等引起的热量损失。
它主要包括建筑物外窗、墙缝和通风口等位置的能量损失。
对流热负荷的计算主要考虑窗户的面积、U值、风速和温差等因素。
3. 辐射热负荷辐射热负荷是指建筑物由于室内和室外表面的辐射传热而引起的热量损失。
室内人体、家具和设备等都会发出辐射热量，而室外墙面则会吸收或辐射热量。
辐射热负荷的计算需要考虑建筑物的表面积、室内外温差和辐射系数等因素。
二、供热管网热负荷供热管网热负荷是指集中供热系统中供热管网所要传输的热量。
它受到供热管网的长度、管径、材料和室外环境温度等因素的影响。
供热管网热负荷的计算主要考虑管网的热损失和输送热负荷。
1. 管网热损失管网热损失是指供热管路在传输过程中由于管道本身的热损失而导致的热量损失。
热负荷的计算需要考虑管道的传热系数、长度和管径等因素。
此外，还需考虑到管道绝热层的材料和厚度。
第二篇 集 中 供 热（讲稿）第一章 集中供热系统的热负荷（2学时）第一节 集中供热系统热负荷的概算和特征（1学时）1 要点 热负荷的分类（供暖，通风，生活，生产）；热负荷特征（常年、季节）；热负荷的概算2 重点：面积热指标概算法、城市规划指标概算法；通风设计热负荷概算。
3 难点 一个供热系统的综合面积热指标（平均面积热指标）的确定、城市规划指标法。
引言：集中供热系统的热负荷按其性质可分为两大类：季节性热负荷、常年性热负荷1.季节性热负荷季节性热负荷的特点：与季节相关的热负荷，如冬季供暖热负荷、夏季供冷热负荷，其中起决定作用的是室外气温。
季节性热负荷一年四季有很大的变化。
供暖热负荷、通风热负荷、空调热负荷等是季节性热负荷。
2.常年性热负荷其特点，一年四季都有的热负荷，和季节无关。
负荷大小受室外气温影响不大，如生活用热（主要指热水供应）和生产工艺用热。
生产工艺用热量直接取决于生产状况。
热水供热系统的用热量与生活水平、生活习惯以及居民成分等有关，全天变化较大。
集中供热负荷的概算特点：编制集中供热规划或可行性研究报告时，对于已有的各类建筑物往往无法取得全部、准确设计热负荷；对于规划新增的建筑物，这个阶段也没有准确的负荷。
可见，集中供热工程设计初期不可能获得全部建筑物的、准确计算得的设计热负荷。
通常就是，也只能是通过概算方法来确定集中供热系统的设计热负荷。
一、 供暖设计热负荷概算方法引言：体积热指标概算法、面积热指标概算法、城市规划指标概算法。
（一）体积热指标法1、体积热指标概算公式：''-3()10w n w n v Q q V t t =-⨯ kW （6-1） 式中 'n Q ——建筑物的供暖设计热负荷，kW ；w V ——建筑物的外围体积，m 3；n t ——供暖室内计算温度，℃；'w t ——供暖室外计算温度，℃；v q ——建筑物的供暖体积热指标，W/m 3·℃，它表示各类建筑物，在室内外温差1℃时，每1 m 3建筑物外围体积的供暖热负荷。
2 体积热指标v q 的影响因素：● 围护结构传热系数● 建筑物的体型系数，体型系数对v q 的影响体型系数：建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。
外表面积中，不包括地面和不采暖楼梯间隔墙和户门的面积。
建筑体形系数中所指的外表面积不包括女儿墙，也不包括屋面层的楼梯间与设备用房等的墙体。
突出墙面的构件如空调板在计算时忽略掉，按完整的墙体计算即可。
即S=F0/V0。
它实质上是指单位建筑体积所分摊到的外表面积。
体积小、体形复杂的建筑，以及平房和低层建筑，体形系数较大，对节能不利；体积大、体形简单的建筑，以及多层和高层建筑，体形系数较小，对节能较为有利。
如建筑物的高度相同，则其平面形式为圆形时体型系数最小，依次为正方形、长方形以及其他组合形式。
● 建筑物的窗墙比● 建筑物门窗的气密性。
3 降低供暖热负荷的方法：● 减小建筑物的体形系数，即在体积相等的条件下减小外维护结构的表面积● 减小建筑物的窗墙比● 提高门窗的气密性，减少空气渗透耗热量● 通过有效地整体规划，从朝向、间距、体形等保证单体建筑受太阳辐射面积最大； ● 增加建筑物的保温性能4 体积热指标v q 通常用于工业厂房和大空间建筑的负荷估算。
5 体积热指标v q 可从有关手册获取，或调查同类型建筑。
（二）面积热指标法1面积热指标法，按下式进行概算：'-3n F Q 10f q =⋅⨯ kW （6-2）式中 'n Q ——建筑物的供暖设计热负荷，kW ；F ——建筑物的建筑面积，m 2；q——建筑物的供暖面积热指标，W/m2，它表示每1 m2建筑物面积的供暖热负荷。
f2面积热指标与建筑物平面积没有直接的关系。
供暖热负荷大小主要取决于外围护结构（墙、门、窗等）向外传递热量的多少，虽然它与建筑物平面尺寸和层高有关，但是没有直接的关系。
（画图）3 供暖面积热指标法主要用在城市集中供热民用建筑的热负荷概算中。
我国《城市供热管网设计规范》（CJJ34-2010）给出的供暖面积热指标的推荐值，见附录6-1。
面积热指标的来源——4 供暖热指标和地区无关5 供暖热指标不能用于单个房间的负荷计算（三）城市规划指标法1：城市规划指标：当各类型的建筑物面积、形状、大小等尚未具体落实时，可用城市规划指标来估算整个新区的供暖设计负荷。
2 城市规划指标确定：首先确定城市的居住人口，然后根据城市人均建筑面积，城市住宅与公共建筑的建筑比例指标，来估算城市的综合供暖热指标值（平均面积热指标）。
（总规）附录6-1给出《热网规范》推荐的未采取节能措施的居住区综合供暖面积热指标值为60~67W/m2。
此数据是根据北京市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情况不同，综合热指标值会有不小的差别。
利用城市规划指标确定供热规划热负荷的方法，目前在我国已有一定的应用。
二、通风设计热负荷概算方法在供暖季节中，通过空气加热器（或其他通风专用设备）加热从室外进入的新鲜空气所消耗的热量，称为通风热负荷。
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，在一昼夜内波动也较大（季节和日变化都大）。
1.通风体积热指标法可按下式计算：Q′t=q t V w（t n－t′w·t）×10-3kW （6-3）Q——建筑物的通风设计热负荷，kW；式中'tV——建筑物的外围体积，m3；wt——供暖室内计算温度，℃；nt′w·t——通风室外计算温度，℃；t q ——通风的体积热指标，W/m 3·℃，它表示建筑物在室内外温差1℃时，每1 m 3建筑物外围体积的通风热负荷。
● 通风体积热指标t q 值，取决于建筑物的性质（使用）和外围体积。
● 工业厂房的供暖体积热指标v q 和通风体积热指标t q 值，可参考有关设计手册选用。
● 对于一般的民用建筑，室外空气无组织地从门窗等缝隙进入，预热这些空气到室温所需的渗透和侵入耗热量，已计入供暖设计热负荷中，不必另行计算。
2.百分数法对有通风空调的民用建筑（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''t n t Q Q K =⋅ KW （6-4）式中 t K ——计算建筑物通风、空调新风加热热负荷的系数，一般取0.3~0.5。
其它符号同前。
三、生活用热的设计热负荷1. 热水供应用热 卫生热水热负荷为日常生活中用于洗脸、洗澡、洗衣服以及洗刷器皿等所消耗的热量。
● 卫生热水热负荷取决于热水用量。
● 住宅建筑的热水用量，取决于住宅卫生设备的完善程度和人们的生活习惯。
● 公用建筑（如浴池等）和工厂的热水用量，与其生产性质和工作制度有关。
● 卫生热水热负荷的特点：具有昼夜的周期性。
日用量变化不大，小时用量变化较大。
图6-1所示为一个居住区的典型日的小时热水用热变化示意图。
2 热水用量和平均耗热量确定 根据用热水的单位数（如人数、床位数等）和相应的热水用水量标准，先确定全天的热水用量和耗热量，然后再计算设计小时热负荷。
供暖期热水供应平均小时热负荷按下式计算:'r p ()Q r l cm v t t T ⋅ρ-== 0.001163 ()r l mv t t T - kW (6-5) 式中 'r p Q ⋅——供暖期的热水供应平均小时热负荷，kW ；m ——用热水单位数（住宅为人数，公共建筑为每日人次数，床位数等）；v ——每个用热水单位每天的热水用量，L/d ；可按《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）的标准选用（见附录6-2）；r t ——生活热水温度，℃，附录6-2中的热水温度按60℃计算，热水器具的使用水温详见规范；l t ——冷水计算温度，取最冷月平均水温，℃；如无资料时，亦可按上述规范的数值计算。
T ——每天供水小时数，h/d ；对住宅、旅馆、医院等，一般取24h 。
（T 取值和Q ） c ——水的热容量，c =4.1868kJ/kg·℃；ρ——水的密度，按ρ=1000kg/m 3计算；0.001163——公式化简和单位换算的数值，（0.001163=4.1868⨯103/3600⨯1000）。
3城市居住区热水供应的平均热负荷概算：《热网规范》在总结北京城市集中供热资料的基础上，给出了一个估算公式：'3r p Q 10s F q -⋅=⋅⨯ kW （6-6）式中'r p Q ⋅——居住区供暖期的热水供应平均热负荷，kW ；F ——居住区的总建筑面积，m 2；s q ——居住区热水供应的热指标，W/m 2；当无实际统计资料时，可按照附录6-3取用。
● 小时变化系数如图6-1中，一天24=n 内的总热水用量，等于曲线所包围的面积。
纵坐标OA 表示最大值m ax ⋅'r Q 。
将全天总用热量除以每天供水时数T 小时，即为平均热负荷p rQ ⋅'。
p r rr Q Q k ⋅''=/max . （6-7） 或 max rr r p Q k Q ⋅⋅''=⋅ kW （6-8） 图6-1某居住区热水供应热负荷全日变化示意图 式中 r k ——小时变化系数，见附录6-4。
● 小时变化系数的取值用水单位数越多，全天中的最大小时用水量（用热量）越接近于全天的平均小时用水量（用热量），小时变化系数r k 值越接近1。
对全日使用热水的用户，如住宅、别墅、医院、旅馆等，小时变化系数按附录6-4取用。
对短时间使用热水的用户，如工业厂房、体育馆和学校等的淋浴设备，r k 值可取大些，可按r k =5~12取用。
6 热网的热水供应设计热负荷：与热水用户和热网的连接方式有关。
● 当用户有热水储水箱时，可采用供暖期的热水供应平均热负荷p rQ ⋅'计算。
● 当用户无储水箱时，应以供暖期的热水供应最大热负荷m ax ⋅'rQ 作为设计热负荷。
● 对热网的干线，热水供应设计热负荷可按热水供应的平均热负荷p rQ ⋅'计算。
5．其它生活用热，如开水供应、蒸饭等项目用热。
这些用热负荷的概算，可根据一些指标，参照上述方法计算。
例如计算开水供应用热量，加热温度可取105℃，用水标准v 可取2~3L/天·人； 蒸饭锅的蒸汽消耗量，当蒸煮量为100kg 时，约需耗蒸汽100~250kg （蒸煮量越大，单位耗汽量越小）。
一般开水和蒸锅要求的加热蒸汽表压力为0.15~0.25Mpa.四、生产工艺热负荷● 概要：生产工艺热负荷是为了满足生产过程中用于加热、烘干、蒸煮、清洗、溶化等过程的用热，或作为动力用于驱动机械设备（汽锤、汽泵等）。
