2015-04-24 16:30:22

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燃料在燃烧器中(如燃气具、燃气热水器、燃气取暖炉、火箭发动机燃烧室)燃烧时单位时间内所释放的热量。其计算式为:热负荷=燃料消耗量*燃料低热值。热负荷的大小是由主燃烧器燃料消耗量的大小等因素决定的。

基本信息

  • 中文名

    热负荷

  • 外文名

    Heat load

  • 基本简介

    城市集中供热系统的用户在单位时间内所需的热量

  • 计算公式

    Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6

目录

折叠 编辑本段 简介

城市集中供热系统的用户在单位时间内所需的热量。它是制订城市供热规划和设计供热系统的重要依据,也是对供热系统设计进行技术经济分析的重要原始资料。集中供热系统的热负荷主要有采暖、通风、热水供应和生产工艺等热负荷。其中采暖和通风用热是季节性热负荷,而热水供应和生产热负荷计算公式热负荷计算公式工艺用热则多是常年性热负荷。季节性热负荷随气候条件而变化,在一年中变化很大,但在一天内波动较小。常年性热负荷受气候条件影响较小,在一年中变化不大,但在一天内波动大,特别是对非全天需热的用户。

折叠 采暖热负荷

在冬季某一室外温度下,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给的热量。采暖设计热负荷是指当室外温度为采暖室外计算温度时,为了达到上述所要求的室内温度,供热系统在单位时间内向建筑物供给的热量。

在制订城市或区域供热规划或设计其供热系统时,往往缺乏确切的原始资料,一般只能用热指标法估算,即用单位建筑面积的热指标乘以建筑面积,得出采暖的设计热负荷Q(瓦)。用公式表示为:

Q=qfF

qf--单位建筑面积热指标(W/㎡);

F--建筑面积(㎡)

如已知房屋体积,也可采用每立方米建筑体积在室内外温差为1°C时的热指标qv【W/(m3·°C)】

Q=qvV(tn-tw)

V--建筑体积(m3);

tn--室内计算温度(°C);

tw--采暖室外计算温度(°C)。

采暖热指标qv和qf的大小与建筑物围护结构的传热系数、外围体积、密闭性或通风条件、建筑物的类型和外形以及墙窗面积比等许多因素有关,通常是依据实际工程统计分析而得,设计时可参考有关部门提供的资料,结合具体情况选用。

一、维护结构的耗热量

1.维护结构的基本耗热量

Qj--j部分围护结构的基本耗热量,W;

Aj--j部分围护结构的表面积,m2;

Kj--j部分围护结构的传热系数,W/(m2*℃);

tR--冬季室内计算温度,℃;

tow-- 采暖室外计算温度,℃;

α --围护结构的温差修正系数,

2.维护结构附加耗热量

(1)朝向修正率

不同朝向的围护结构,收到的太阳辐射热量是不同的;同时,不同的朝向,风的速度和频率也不 同。因此对不同的垂直外围护结构进行修正。修正率为:

北、东北、西北: 0~10%

东、西: -5%

东南、西南 -10%~-15%

南 -15%~-30%

选用修正率时应考虑当地冬季日照率及辐射强度的大小。冬季日照率小于35%的低区,东南、西 南、南向的修正率宜采用-10%~0,其他朝向可不修正。

(2)风力附加率

在不蔽风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物以及城镇、厂区内特别高的建筑,垂直的外护结构热负荷附加5%~10%。

(3)外门附加率

为加热开启外门时侵入的冷空气,对于短时间开启无热风幕的外门,可以用外门的基本耗热量乘上相应的附加率。阳台门不应该考虑外门附加率。

(4) 高度附加率

由于室内温度梯度的影响,往往使房间上部的传热量加大。因此当民用建筑物和工业企业辅助建筑物的房间净高超过4m时,每增加1m,附加率为2%,但最大附加率不超过15%。

二、门窗缝隙渗入冷空气的耗热量

Qi=0.278LρaoCp(tR-toh)

Qi--为加热门窗缝隙渗入的冷空气耗热量,W;

L--渗透冷空气量,m3/h;

ρao--采暖室外计算温度下空气密度,Kg/m3;

Cp--空气定压比热,Cp=1KJ/(Kg*℃);

toh--采暖室外计算温度,℃。

折叠 通风热负荷

在某些民用建筑以及工厂车间中,经常排出污浊的空气,并引进室外新鲜空气。在采暖季节,为了加热新鲜空气而消耗的热量,称为通风热负荷。一般住宅只有排气通风,不采用有组织的进气通风,它的通风用热量包括在采暖热指标中,不另计算通风热负荷。通风热负荷可采用换气次数或通风热指标法估算。

折叠 热水供应热负荷

日常生活用热水的用热量。一般根据用水人数、水温及用水定额估算。

折叠 生产工艺热负荷

主要用于生产过程的加热、烘干、蒸煮、清洗等工艺,或用于拖动机械的动力设备(如汽锤、汽泵等)。由于用热设备和用热方式繁多,生产工艺热负荷一般按实测数据,或用单位产量的耗热概算指标估算。如无实测资料,可参考工厂以往的燃料耗量、锅炉效率等因素估算热负荷。

在确定供热系统的热负荷时,除综合上述各种用户的热负荷外,还应加上热网的热损失。由于用户一般并非同时满负荷、连续用热,因此,还需确定系统的平均热负荷值、最大热负荷值、设备的同时使用系数等,以便选择热源和设计供热系统。

折叠 编辑本段 计算公式

当内能、动能、势能的变化量可以忽略且无轴功时,输入系统的热量与离开系统的热量应平衡,由此可得出传热设备的热量平衡方程式为:

Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6

式中Q1-物料带入设备的热量,kJ;Q2-加热剂或冷却剂传给设备及所处理物料的热量,kJ;Q3-过程的热效应,kJ;Q4-物料带出设备的热量,kJ;Q5-加热或冷却设备所消耗的热量或冷量,kJ;Q6-设备向环境散失的热量,kJ。

在上式时,应注意除Q1和Q4外,其它Q值都有正负两种情况。例如,当反应放热时,Q3取"+"号;反之,当反应吸热时,Q3取"?"号,这与热力学中的规定正好相反。

由式(5-1)可求出Q2,即设备的热负荷。若Q2为正值,表明需要向设备及所处理的物料提供热量,即需要加热;反之,则表明需要从设备及所处理的物料移走热量,即需要冷却。此外,对于间歇操作,由于不同时间段内的操作情况可能不同,因此,应按不同的时间段分别计算Q2的值,并取其最大值作为设备热负荷的设计依据。

为求出Q2,必须求出式中其它各项热量的值。

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