集中供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷

1、一 集中供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷第一節(jié) 集中供熱系統(tǒng)熱負(fù)荷的概算和特征 集中供熱系統(tǒng)的熱用戶有供暖，通風(fēng)，熱水供應(yīng)，空氣調(diào)節(jié)、生產(chǎn)工藝等用熱系統(tǒng)。這些用熱系統(tǒng)熱負(fù)荷的大小及其性質(zhì)是供熱規(guī)劃和設(shè)計(jì)的最重要依據(jù)。 上述用熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷，按其性質(zhì)可分為兩大類： 1季節(jié)性熱負(fù)荷 供暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱負(fù)荷是季節(jié)性熱負(fù)荷。季節(jié)性熱負(fù)荷的特點(diǎn)是：它與室外溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速和太陽輻射熱等氣候條件密切相關(guān)，其中對它的大小起決定性作用的是室外溫度，因而在全年中有很大的變化。 2常年性熱負(fù)荷 生活用熱(主要指熱水供應(yīng))和生產(chǎn)工藝系統(tǒng)用熱屬于常年性熱負(fù)荷。常年性熱負(fù)荷的特點(diǎn)是：與氣候條件關(guān)系不大，而且，它的用熱狀

2、況在全日中變化較大。 生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的用熱量直接取決于生產(chǎn)狀況，熱水供應(yīng)系統(tǒng)的用熱量與生活水平，生活習(xí)慣以及居民成分等有關(guān)。 對集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃或初步設(shè)計(jì)時，往往尚未進(jìn)行各類建筑物的具體設(shè)計(jì)工作，不可能提供較準(zhǔn)確的建筑物熱負(fù)荷的資料。因此，通常是采用概算指標(biāo)法來確定各類熱用戶的熱負(fù)荷。 一、供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷 供暖熱負(fù)荷是城市集中供熱系統(tǒng)中最主要的熱負(fù)荷。它的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷占全部設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的80%90%以上(不包括生產(chǎn)工藝用熱)。供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的概算，可采用體積熱指標(biāo)法或面積熱指標(biāo)法等進(jìn)行計(jì)算。 1體積熱指標(biāo)法，建筑物的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，可按下式進(jìn)行概算 Qn'=qr Vw (tn-twn&#

3、39;) × 10-3 kW (6-1)式中 Q'n建筑物的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，kW； Vw 建筑物的外圍體積，m3； tn 供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，； t'w供暖室外計(jì)算溫度，； qr 建筑物的供暖體積熱指標(biāo)，Wm3.，它表示各類建筑物，在室內(nèi)外溫差1時，每1m3建筑物外圍體積的供暖熱負(fù)荷。 根據(jù)第一章供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷所闡述的基本原理可見，供暖體積熱指標(biāo)qr的大小，主要與建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)及外形有關(guān)。建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)越大，采光率越大，外部建筑體積越小、或建筑物的長寬比越大，單位體積的熱損失，亦即qr值也越大。因此，從建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其外形方面考慮降低qr值的種種措施

4、，是建筑節(jié)能的主要途徑，也是降低集中供熱系統(tǒng)的供熱設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的主要途徑。 各類建筑物的供暖體積熱指標(biāo)qr，可通過對許多建筑物進(jìn)行理論計(jì)算或?qū)υS多實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)歸納整理得出，可見有關(guān)設(shè)計(jì)手冊或當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)單位歷年積累的資料數(shù)據(jù)。 2面積熱指標(biāo)法，建筑物的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，也可按下式進(jìn)行概算： Q'n=qf·F×l0-3 kW (6-2)式中 Q'n建筑物的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，kW； F 建筑物的建筑面積，m2； gf 建筑物供暖面積熱指標(biāo)，Wm2；它表示每1m2建筑面積的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。 應(yīng)該說明：建筑物的供暖熱負(fù)荷，主要取決于通過垂直圍護(hù)結(jié)構(gòu)(墻，門，窗等)向外傳遞

5、熱量，它與建筑物平面尺寸和層高有關(guān)，因而不是直接取決于建筑平面面積。用供暖體積熱指標(biāo)表征建筑物供暖熱負(fù)荷的大小，物理概念清楚，但采用供暖面積熱指標(biāo)法，比體積熱指標(biāo)更易于概算，所以近年來在城市集中供熱系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，國外，國內(nèi)也多采用供暖面積熱指標(biāo)法進(jìn)行概算。 在總結(jié)我國許多單位進(jìn)行建筑物供暖熱負(fù)荷的理論計(jì)算和實(shí)測數(shù)據(jù)工作的基礎(chǔ)上，我國城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范給出的供暖面積熱指標(biāo)的推薦值，見附錄6-1。 3城市規(guī)劃指標(biāo)法 對一個城市新區(qū)供熱規(guī)劃設(shè)計(jì)，各類型的建筑面積尚未具體落實(shí)時，可用城市規(guī)劃指標(biāo)來估算整個新區(qū)的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。 根據(jù)城市規(guī)劃指標(biāo)，首先確定該區(qū)的居住人數(shù)，然后根據(jù)街區(qū)規(guī)劃的人均建筑面積

6、，街區(qū)住宅與公共建筑的建筑比例指標(biāo)，來估算該街區(qū)的綜合供暖熱指標(biāo)值。 附錄6-1給出熱網(wǎng)規(guī)范推薦的居住區(qū)綜合供暖面積熱指標(biāo)值為6067Wm2。此數(shù)據(jù)是根據(jù)北京許多居住街區(qū)的規(guī)劃資料，按居住區(qū)公共建筑占居住區(qū)總建筑面積的14%和公共建筑的平均供暖熱指標(biāo)為住宅的1.3倍條件估算的。當(dāng)然，各個地區(qū)和街區(qū)建設(shè)具體情況不同，綜合熱指標(biāo)值會有不小差別。利用城市規(guī)劃指標(biāo)確定供熱規(guī)劃熱負(fù)荷的方法，目前在我國應(yīng)用不多，有待進(jìn)一步整理和總結(jié)這方面的資料。 二、通風(fēng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷 為了保證室內(nèi)空氣具有一定的清潔度及溫濕度等要求，就要求對生產(chǎn)廠房、公共建筑及居住建筑進(jìn)行通風(fēng)或空氣調(diào)節(jié)。在供暖季節(jié)中，加熱從室外進(jìn)入的新鮮空

7、氣所耗的熱量，稱為通風(fēng)熱負(fù)荷。通風(fēng)熱負(fù)荷也是季節(jié)性熱負(fù)荷，但由于通風(fēng)系統(tǒng)的使用和各班次工作情況不同，一般公共建筑和工業(yè)廠房的通風(fēng)熱負(fù)荷，在一晝夜間波動也較大。 建筑物的通風(fēng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，可采用通風(fēng)體積熱指標(biāo)或百分?jǐn)?shù)法進(jìn)行概算。 1、通風(fēng)體積熱指標(biāo)法 可按下式計(jì)算通風(fēng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷， Q't=qtVw(tn-t'wt)×10-3 kW (6-3)式中 Q't 建筑物的通風(fēng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，kW; Vw 建筑物的外圍體積，m3； tn 供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，； t'wt通風(fēng)室外計(jì)算溫度， qt通風(fēng)的體積熱指標(biāo)，Wm3.，它表示建筑物在室內(nèi)外溫差1時，每1 m3建筑物外圍體

8、積的通風(fēng)熱負(fù)荷。 通風(fēng)體積熱指標(biāo)qt值，取決于建筑物的性質(zhì)和外圍體積。工業(yè)廠房的供暖體積熱指標(biāo)qr和通風(fēng)體積熱指標(biāo)qt值，可參考有關(guān)設(shè)計(jì)手冊選用。對于一般的民用建筑，室外空氣無組織地從門窗等縫隙進(jìn)入，預(yù)熱這些空氣到室溫所需的滲透和侵入耗熱量，已計(jì)入供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷中，不必另行計(jì)算。 2百分?jǐn)?shù)法 對有通風(fēng)空調(diào)的民用建筑(如旅館，體育館等)，通風(fēng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷可按該建筑物的供暖沒計(jì)熱負(fù)荷的百分?jǐn)?shù)進(jìn)行概算，即 Q't=Kt·Q'n kW (6-4)式中 Kt 計(jì)算建筑物通風(fēng)，空調(diào)新風(fēng)加熱熱負(fù)荷的系數(shù)，般取0.30.5。 其它符號同前。 三，生活用熱的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷 1熱水供應(yīng)用熱 熱

9、水供應(yīng)熱負(fù)荷為日常生活中用于洗臉，洗澡，洗衣服以及洗刷器皿等所消耗的熱量。熱水供應(yīng)的熱負(fù)荷取決于熱水用量。住宅建筑的熱水用量，取決于住宅內(nèi)衛(wèi)生設(shè)備的完善程度和人們的生活習(xí)慣。公用建筑(如浴池，食堂、醫(yī)院等)和工廠的熱水用量，還與其生產(chǎn)性質(zhì)和工作制度有關(guān)。 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的工作特點(diǎn)是熱水用量具有晝夜的周期性。每天的熱水用量變化不大，但小時熱水用量變化較大。圖6-1所示為一個居住區(qū)的典型日的小時熱水用熱變化示意圖。因此，通常首先根據(jù)用熱水的單位數(shù)(如人數(shù)，每人次數(shù)，床位數(shù)等)和相應(yīng)的熱水用水量標(biāo)準(zhǔn)，先確定全天的熱水用量和耗熱量，然后再進(jìn)一步計(jì)算熱水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)小時熱負(fù)荷。 供暖期的熱水供應(yīng)平均小時

10、熱負(fù)荷可按下式計(jì)算： KW (6-5) 式中 Qr.p 供暖期的熱水供應(yīng)平均小時熱負(fù)荷，kW; m 用熱水單位數(shù)(住宅為人數(shù)，公共建筑為每日人次數(shù)，床位數(shù)等); v 每個用熱水單位每天的熱水用量，Ld，可按室內(nèi)給水排水和熱水供應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)選用(見附錄6-2)； tb 生活熱水溫度，按熱水用量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的溫度取用，一般為6065; t1 冷水計(jì)算溫度，取最低月平均水溫，; 如無資料時，可按上述規(guī)范的數(shù)值計(jì)算。 T 每天供水小時數(shù)，hd，對住宅、旅館，醫(yī)院等，一般取24h。 c 水的熱容量，c=4.1868kJkg·； 水的密度，按=1000kgm3計(jì)算； 0.001163公式化簡和

11、單位換算后的數(shù)值，(0.001163=4.1868×1033600×1000)。 對計(jì)算城市居住區(qū)熱水供應(yīng)的平均熱負(fù)荷時，熱網(wǎng)規(guī)范在總結(jié)北京城市集中供熱資料的基礎(chǔ)上，給出了一個估算公式： Q'rp=qr·F×10-3 kW (6-6)式中 Q'rp居住區(qū)供暖期的熱水供應(yīng)平均熱負(fù)荷，kW； F 居住區(qū)的總建筑面積，m2； gr 居住區(qū)熱水供應(yīng)的熱指標(biāo)，Wm2，當(dāng)無實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料時，可按附錄6-3取用。 建筑物或居住區(qū)的熱水供應(yīng)最大熱負(fù)荷取決于該建筑物或居住區(qū)的每天使用熱水的規(guī)律，最大熱水用量(熱負(fù)荷)與平均熱水用量(熱負(fù)荷)的比值稱為小時變化

12、系數(shù)。 如圖6-1中，縱坐標(biāo)OA表示最大值Qr.max。在一天，n=24 內(nèi)的總熱水用熱量，等于曲線所包圍的面積。將全天總用熱量除以每天供水時數(shù)T小時，即為平均熱負(fù)荷Qr.p。 kr=Q'r.maxQ'r.p (6-7) 或 Qr.max=k·Q'r.p kW (6-8)式中 kr 小時變化系數(shù)，根據(jù)用水單位數(shù)，按室內(nèi)給水排水和熱水供應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范選用，見附錄6-4。 建筑物或居住區(qū)的用水單位數(shù)越多，全天中的最大小時用水量(用熱量)越接近于全天的平均小時用水量(用熱量)，小時變化系數(shù)kr，值越接近1。對全日使用熱水的用戶，如住宅，醫(yī)院，旅館等，小時變化系數(shù)按附錄6

13、-4取用。對短時間使用熱水的用戶，如工業(yè)廠房、體育館和學(xué)校等的淋浴設(shè)備，kr值可取大些，可按kc=512取用。 熱網(wǎng)的熱水供應(yīng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，與用戶熱水供應(yīng)系統(tǒng)和熱網(wǎng)的連接方式有關(guān)。當(dāng)用戶的熱水供應(yīng)系統(tǒng)中有儲水箱時，可采用供暖期的熱水供應(yīng)平均熱負(fù)荷Qr.p計(jì)算。當(dāng)用戶無儲水箱時，應(yīng)以供暖期的熱水供應(yīng)最大熱負(fù)荷Qr.max'作為設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。 對城市集中供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)的干線，由于連接的用水單位數(shù)目很多，干線的熱水供應(yīng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷可按熱水供應(yīng)的平均熱負(fù)荷Q'r.p計(jì)算。 2其它生活用熱，在工廠，醫(yī)院，學(xué)校等中，除熱水供應(yīng)以外，還可能有開水供應(yīng)，蒸飯等項(xiàng)用熱。這些用熱負(fù)荷的概算，可根據(jù)一些指標(biāo)

14、，參照上述方法計(jì)算。例如計(jì)算開水供應(yīng)用熱量，加熱溫度可取105，用水標(biāo)準(zhǔn)v可取23L天·人，蒸飯鍋的蒸汽消耗量，當(dāng)蒸煮量為100kg時， 約需耗蒸汽100250kg(蒸煮量越大，單位耗汽量越小)。一般開水和蒸鍋要求的加熱蒸汽表壓力為0.150.25MPa。 四、生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷 生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷是為了滿足生產(chǎn)過程中用于加熱、烘干，蒸煮，清洗，溶化等過程的用熱，或作為動力用于驅(qū)動機(jī)械設(shè)備(汽錘，汽泵等)。 生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷和生活用熱熱負(fù)荷一樣，屬于全年性熱負(fù)荷。生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的大小以及需要的熱媒種類和參數(shù)，主要取決于生產(chǎn)工藝過程的性質(zhì)、用熱設(shè)備的型式，以及工廠的工作制度等因素。 集中供熱

15、系統(tǒng)中，生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷的用熱參數(shù)，按照工藝要求熱煤溫度的不同，大致可分為三種：供熱溫度在130150以下稱為低溫供熱，一般靠0.40.6MPa(abs)蒸汽供熱，供熱溫度在130150以上到250以下時，稱為中溫供熱。這種供熱的熱源往往是中、小型蒸汽鍋爐或熱電廠供熱汽輪機(jī)的0.81.3MPa(abs)級或4.0MPa級的抽汽；當(dāng)供熱溫度高于250300時，稱為高溫供熱，這種供熱的熱源通常為大型鍋爐房或熱電廠的新汽經(jīng)過減壓減溫后的蒸汽。 由于生產(chǎn)工藝的用熱設(shè)備繁多、工藝過程對熱媒要求參數(shù)不一，工作制度各有不同，因而生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷很難用固定的公式表述。在確定集中供熱系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷，對新增加的

16、熱負(fù)荷，應(yīng)按生產(chǎn)工藝系統(tǒng)提供的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，并參考類似企業(yè)確定其熱負(fù)荷。對已有工廠的生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷，由工廠提供。為了避免用戶多報熱負(fù)荷量，規(guī)劃或設(shè)計(jì)部門應(yīng)對所報的熱負(fù)荷進(jìn)行核算。通?？刹捎靡援a(chǎn)品單位能耗指標(biāo)方法，或按全年實(shí)際耗煤量來核算，最后確定較符合實(shí)際情況的熱負(fù)荷。 工業(yè)成品單位耗熱量的擴(kuò)大概算指標(biāo)，可參用附錄6-5的數(shù)值。 向工業(yè)企業(yè)供熱的集中供熱系統(tǒng)，各個工廠或車間的最大生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷不可能同時出現(xiàn)。因此，在計(jì)算集中供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)的最大生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷時，應(yīng)以核實(shí)的各工廠(或車間)的最大生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷之和乘以同時使用系數(shù)ksh。同時使用系數(shù)的概念，可用下式表示： ksh=Q'w.m

17、axQ'sh.max (6-9)式中 Q'w.max 工廠區(qū)(工廠)的生產(chǎn)工藝最大熱負(fù)荷，GJh; Q'sh.max 經(jīng)核實(shí)的各工廠(各車間)的生產(chǎn)工藝最大熱負(fù)荷，GJh； ksh 生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷的同時使用系數(shù)。一般可取0.70.9。 當(dāng)熱源(如熱電廠)的蒸汽參數(shù)與各工廠用戶使用的蒸汽壓力和溫度參數(shù)不一致時，確定熱電廠出口熱網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量應(yīng)進(jìn)行必要的換算。計(jì)算公式為： 式中 D' 熱源出口的設(shè)計(jì)蒸汽流量，th； ir-tr.b 熱源出口蒸汽的焓與凝水的焓值，kJkg； Dg.max'各工廠核實(shí)的最大蒸汽流量，th； ig-tg.b各工廠使用蒸汽壓力下的焓值

18、和凝水焓值，kJkg； w 熱網(wǎng)效率，一般取w =0.90.95。 對于熱電廠供熱系統(tǒng)，根據(jù)“以熱定電”的原則，必需對生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷在全年中的變化情況有更多的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。除供暖期的最大熱負(fù)荷外，還應(yīng)有供暖期的平均熱負(fù)荷、非供暖期的平均熱負(fù)荷，非供暖期的最小熱負(fù)荷等資料，以及必要的典型的周期(日或一段時間)的蒸汽熱負(fù)荷曲線和年延續(xù)時間曲線等資料。這些數(shù)據(jù)對選擇供熱機(jī)組型式，分析熱電廠的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行工況都是非常必要的。 第二節(jié) 熱 負(fù) 荷 圖 熱負(fù)荷圖是用來表示整個熱源或用戶系統(tǒng)熱負(fù)荷隨室外溫度或時間變化的圖。熱負(fù)荷圖形象地反映熱負(fù)荷變化的規(guī)律。對集中供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和運(yùn)行管理，都很有用處

19、。 在供熱工程中，常用的熱負(fù)荷圖主要有熱負(fù)荷時間圖，熱負(fù)荷隨室外溫度變化圖和熱負(fù)荷延續(xù)時間圖。 一、熱負(fù)荷時間圖 熱負(fù)荷時間圖的特點(diǎn)是圖中熱負(fù)荷的大小按照它們出現(xiàn)的先后排列。熱負(fù)荷時間圖中的時間期限可長可短，可以是一天，一個月或一年，相應(yīng)稱為全日熱負(fù)荷圖，月熱負(fù)荷圖和年熱負(fù)荷圖。 (一)全日熱負(fù)荷圖 全日熱負(fù)荷圖用以表示整個熱源或用戶的熱負(fù)荷，在一晝夜中每小時變化的情況。 全日熱負(fù)荷圖是以小時為橫坐標(biāo)，以小時熱負(fù)荷為縱坐標(biāo)，從零時開始逐時繪制的。圖6-1所示是一個典型的熱水供應(yīng)全日熱負(fù)荷圖。對全年性熱負(fù)荷，如前所述，它受室外溫度影響不大，但在全天中小時的變化較大，因此，對生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷，必需繪

20、制全日熱負(fù)荷圖為設(shè)計(jì)集中供熱系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 一般來說，工廠生產(chǎn)不可能每天一致，冬夏期間總會有差別。因此，需要分別繪制出冬季和夏季典型工作日的全日生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷圖，由此確定生產(chǎn)工藝的最大、最小熱負(fù)荷和冬季，夏季平均熱負(fù)荷值。 生產(chǎn)工藝的全日熱負(fù)荷圖可見圖6-5左側(cè)的示意圖。 對季節(jié)性的供暖，通風(fēng)等熱負(fù)荷，它的大小主要取決于室外溫度，而在全天中小時的變化不大(對工業(yè)廠房供暖、通風(fēng)熱負(fù)荷，會受工作制度影響而有些規(guī)律性的變化)。通常用它的熱負(fù)荷隨室外溫度變化圖來反映熱負(fù)荷變化的規(guī)律。 (二)年熱負(fù)荷圖 年熱負(fù)荷圖是以一年中的月份為橫坐標(biāo)，以每月的熱負(fù)荷為縱坐標(biāo)繪制的負(fù)荷時間圖。圖6-2為典型全年熱

21、負(fù)荷的示意圖，對季節(jié)性的供暖，通風(fēng)熱負(fù)荷，可根據(jù)該月份的室外平均溫度確定，熱水供應(yīng)熱負(fù)荷按平均小時熱負(fù)荷確定，生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷可根據(jù)日平均熱負(fù)荷確定。年熱負(fù)荷圖是規(guī)劃供熱系統(tǒng)全年運(yùn)行的原始資料，也是用來制訂設(shè)備維修計(jì)劃和安排職工休假日等方面的基本參考資料。 圖6-2 年熱負(fù)荷圖 圖6-3 熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線圖曲線1供暖熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線， 曲線2冬季通風(fēng)熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線，曲線3熱水供應(yīng)熱負(fù)荷變化曲線，曲線4總熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線二，熱負(fù)荷隨室外溫度變化圖季節(jié)性的供暖、通風(fēng)熱負(fù)荷的大小，主要取決于當(dāng)?shù)氐氖彝鉁囟?，利用熱?fù)荷隨室外溫度變化圖能很好地反映季節(jié)性熱負(fù)荷的變化規(guī)律。

22、圖6-3示意圖為一個居住區(qū)的熱負(fù)荷隨室外溫度的變化圖。圖中橫坐標(biāo)為室外溫度，縱坐標(biāo)為熱負(fù)荷。開始供暖的室外溫度定為5。根據(jù)式(6-1)，建筑物的供暖熱負(fù)荷應(yīng)與室內(nèi)外溫度差成正比，因此，Qn=f(tw)為線性關(guān)系。圖6-3中的線1代表供暖熱負(fù)荷隨室外溫度的變化曲線。同理，根據(jù)式(6-3)，冬季通風(fēng)熱負(fù)荷Qt, 在室外溫度5>twt'w.t 期間內(nèi)，Qt=f(tw)亦為線性關(guān)系。當(dāng)室外溫度低于冬季通風(fēng)室外計(jì)算溫度t'w.t時，通風(fēng)熱負(fù)荷為最大值，不隨室外溫度改變。圖6-3中的線2代表冬季通風(fēng)熱負(fù)荷隨室外溫度變化的曲線。 圖6-3還給出了熱水供應(yīng)隨室外溫度變化曲線(見曲線3)。

23、熱水供應(yīng)熱負(fù)荷受室外溫度影響較小，因而它呈一條水平直線，但在夏季期間，熱水供應(yīng)的熱負(fù)荷比冬季的低。 將這三條線的熱負(fù)荷在縱坐標(biāo)的表示值相加，得圖6-3的曲線4。曲線4即為該居住區(qū)總熱負(fù)荷隨室外溫度變化的曲線圖。 三、熱負(fù)荷延續(xù)時間圖 在供熱工程規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，需要繪制熱負(fù)荷延續(xù)時間圖。熱負(fù)荷延續(xù)時間圖的特點(diǎn)與熱負(fù)荷時間圖不同，在熱負(fù)荷延續(xù)時間圖中，熱負(fù)荷不是按出現(xiàn)時間的先后來排列，而按其數(shù)值的大小來排列。熱負(fù)荷延續(xù)圖需要有熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線和室外氣溫變化規(guī)律的資料才能繪出。 (一)供暖熱負(fù)荷延續(xù)時間圖 在供暖熱負(fù)荷延續(xù)時間圖中，橫坐標(biāo)的左方為室外溫度tw, 縱坐標(biāo)為供暖熱負(fù)荷Qn; 橫坐

24、標(biāo)的右方表示小時數(shù)(見圖6-4)。如橫坐標(biāo)n'代表供暖期中室外溫度twt'w (t'w為供暖室外計(jì)算溫度)出現(xiàn)的總小時數(shù)；n1代表室外溫度twtw.1 出現(xiàn)的總小時數(shù)；n2 代表室外溫度twtw.2 出現(xiàn)的總小時數(shù)；nzh代表整個供暖期的供暖總小時數(shù)。 供暖熱負(fù)荷延續(xù)時間圖的繪制方法如下：圖左方首先繪出供暖熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線圖(以直線Q'nQ'k表示)。然后，通過t'w時的熱負(fù)荷Q'n引一水平線，與相應(yīng)出現(xiàn)的總小時數(shù)n' 的橫坐標(biāo)上引的垂直線相交于a'點(diǎn)。同理，通過tw.1 時的熱負(fù)荷Q1'引一水平線，與相應(yīng)

25、出現(xiàn)的總小時數(shù)nl的橫坐標(biāo)上引的垂直線相交于al點(diǎn)。依此類推，在圖6-4右側(cè)連接Qn'a'a1a2a3ak等點(diǎn)形成的曲線，得出供暖熱負(fù)荷延續(xù)時間圖。圖中曲線Qn'a'ala2a3akbkO所包圍的面積就是供暖期間的供暖年總耗熱量。 附錄6-6給出我國一些北方城市不同室外溫度下相應(yīng)的延續(xù)小時數(shù)的氣溫資料。該資料是按1951年1980年30年歷年的日平均數(shù)值得出的，可供繪制季節(jié)性的熱負(fù)荷延續(xù)時間圖應(yīng)用。 當(dāng)一個供熱系統(tǒng)或居住區(qū)具有供暖、通風(fēng)和熱水供應(yīng)等多種熱負(fù)荷時，也可根據(jù)整個熱負(fù)荷隨室外溫度變化的曲線圖(見圖6-3曲線4)，按上述同樣的繪制方法，繪制相應(yīng)的總熱負(fù)荷

26、延續(xù)時間圖。 (二)利用數(shù)學(xué)公式繪制供暖熱負(fù)荷延續(xù)時間曲線的方法。 熱負(fù)荷延續(xù)時間圖對集中供熱系統(tǒng)，特別是對以熱電廠為熱源的集中供熱系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析很有用處。如對確定熱電廠供熱機(jī)組型式、規(guī)格和臺數(shù)、確定熱媒的最佳參數(shù)，多熱源供熟系統(tǒng)的熱源運(yùn)行方式等等技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題，都是非常有用的資料。 如能利用數(shù)學(xué)公式，用Q=f(n)的函數(shù)式表示供暖熱負(fù)荷延續(xù)時間曲線，則對目前大量使用計(jì)算機(jī)分析和解決一些技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，帶來更多的方便。 目前國內(nèi)研究了兩種方法： 1函數(shù)公式法 根據(jù)該地區(qū)不同室外溫度的延續(xù)小時數(shù)，利用最小二乘法，可擬合tw=f(n)的函數(shù)表達(dá)式，如： tw=A+Bn+Cn2+Dn3+En4.

27、(6-11)式中 tw 某一室外溫度； A、B、C、D、E常數(shù)值； n 延續(xù)小時數(shù)，它的指數(shù)次數(shù)取決于所要求達(dá)到的精度。 根據(jù)熱負(fù)荷隨室外溫度變化的規(guī)律Q=f(tw)，由此可導(dǎo)出Q=f(n)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 該方法擬合的精度較高，但必需掌握該地區(qū)室外溫度tw的延續(xù)小時數(shù)，亦即需要有該地區(qū)的詳細(xì)室外氣溫的統(tǒng)計(jì)資料。 2無因次綜合公式法 各城市的地理位置和氣象條件等因素是有很大差別的，但也有一些共同的特點(diǎn)： (1)根據(jù)暖通規(guī)范，各城市的開始和停止供暖溫度都定為+5； (2)根據(jù)暖通規(guī)范，以不保證天數(shù)為5天的原則，確定各城市的供暖室外計(jì)算溫度tw'值; (3)各城市供暖期長短(n小時數(shù))與其室

28、外溫度變化幅度，大致也有一定規(guī)律。 基于上述這些共同的特點(diǎn)，根據(jù)許多城市從1951年1980年30年歷年的室外日平均氣溫的資料，通過數(shù)學(xué)分析和回歸計(jì)算，可用下列無因次群形式的數(shù)學(xué)模型，來表達(dá)供暖期內(nèi)的氣溫分布規(guī)律。或用下式表示， 式中 tw 某一室外溫度，； t'w、tp.j和5供暖室外計(jì)算溫度，供暖期室外日平均溫度和供暖期開始及終止供暖的室外日平均溫度，； Rt、Rn兩個無因次群，分別代表無因次室外氣溫和無因次延續(xù)天數(shù)或小時數(shù)， (6-14) (6-15) Nzh、nzh、5，120供暖期總天數(shù)或總小時數(shù)，不保證天數(shù)(5天)或不保證小時數(shù)(120h)； N、n延續(xù)天數(shù)或延續(xù)小時數(shù)，即

29、供暖期內(nèi)室外日平均溫度等于或低于某tw的歷年平均天數(shù)或小時數(shù)； bRn的指數(shù)值； (6-16) 修正系數(shù)。 (6-17)根據(jù)供暖熱負(fù)荷與室內(nèi)、外溫度差成正比關(guān)系，即 (6-18)式中 Qn'、Qn供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷和在室外溫度tw下的供暖熱負(fù)荷； Q 供暖相對熱負(fù)荷比; tn供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，取tn=18。 綜合式(6-12)和式(6-l3)，可得出供暖熱負(fù)荷延續(xù)時間圖的數(shù)學(xué)表達(dá)式： (6-19)或 (6-20)式中 (6-21) 利用無因次綜合公式法繪制供暖熱負(fù)荷延續(xù)時間圖的最大優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)缺乏一個城市詳細(xì)的室外氣溫分布統(tǒng)計(jì)資料情況下，只要從暖通規(guī)范中查出該城市的三個規(guī)定數(shù)據(jù)即供暖室外計(jì)算

30、溫度tw'、供暖期天數(shù)Nxh和供暖期室外日平均溫度tp.j, 就可以利用式(6-20)繪制出供暖熱負(fù)荷延續(xù)時間圖。 附錄6-6給出了我國北方二十個城市的無因次綜合公式中的b。和b值，通過二十個城市的驗(yàn)證，按無因次綜合公式繪制的供暖熱負(fù)荷延續(xù)時間曲線，某一室外溫度tw下的熱負(fù)荷偏差率(與某一室外溫度tw下的理想公式(6-18)與式(6-19)確定的熱負(fù)荷的差異，一般不超過±5%，整個供暖期供熱總耗熱量的相對誤差很小，其值只在1.74%2.85%以內(nèi)，因而所具有的精度，可適用于工程計(jì)算上。 (三)生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷延續(xù)曲線圖的繪制方法 生產(chǎn)工藝全年熱負(fù)荷延續(xù)曲線圖的繪制比供暖熱負(fù)荷延

31、續(xù)曲線圖要麻煩些，而且與實(shí)際的差距也較大。根據(jù)我國能源部的有關(guān)規(guī)定，至少要有冬季和夏季典型日的生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷時間圖作為依據(jù)，來繪制生產(chǎn)工藝年熱負(fù)荷延續(xù)時間曲線圖。 圖6-5左方表示冬季和夏季典型日的生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷圖?？v坐標(biāo)為熱負(fù)荷，橫坐標(biāo)為一晝夜的小時時刻。如圖所假設(shè)，生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷Qn在冬季和夏季的每天工作小時數(shù)為(m1+m2)和(m3+m4)小時。假定冬季和夏季的實(shí)際工作天數(shù)為Nd和Nx則在橫坐標(biāo)表示延續(xù)小時數(shù)na=(m1+m2)Nd+(m3+m4)Nx處，引垂直線交生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷Qa值于a點(diǎn)，同此方法類推，則可繪制出按生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷大小排列的延續(xù)時間曲線圖。 如熱電廠同時具有生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷和民用性質(zhì)(供暖，通風(fēng)和熱水供應(yīng))熱負(fù)荷，熱電廠的總熱負(fù)荷延續(xù)時間曲線圖可將兩個延續(xù)時間圖疊加得出。圖6-5 生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷延