1、华 北 电 力 大 学 成 人 教 育毕 业 设 计 (论 文 )论文题目： 住宅供热热负荷校核计算的研究 学生姓名： 刘志民 学号 00103005 年级、专业、层次： 2000 级、热动、本科 函授站： 直属 二 六 年 四 月华北电力大学成人教育学院毕 业 设 计（论 文）评 定 表学生姓名 刘志民 所在班级 2000 级热动（本科）设计题目 住宅供热热负荷校核计算的研究设计地点 承德市热力集团公司 设 计 起 止 日 期 2005 年 10 月至2006 年 5 月指导教师评语指导教师签字：年 月 日答辩委员会评语、成绩答辩委员会主任签字：年 月 日 华北电力大学成人教育学院毕 业 设
2、 计（论 文）任 务 书动力 学院 热能动力工程 专业 热动 000 班、学生 刘志民 一、毕业设计（论文）课题 住宅供热热负荷校核计算的研究 二、毕业设计（论文）工作自 2005 年 10 月 31 日至 2006 年 5 月 1 日止三、毕业设计（论文）进行地点： 承德市热力公司 四、毕业设计（论文）的内容要求：1、 供热热负荷的校核计算是最基本的计算 2、 实例计算 1） 校核围护结构传热阻是否满足最小传热阻的要求 2） 校核顶棚结构传热阻是否满足最小传热阻的要求 3） 计算各房间供暖设计热负荷 4） 计算整楼供暖设计热负荷 3对比分析 1） 集中供热系统热负荷的概算和特征 2） 概算集
3、中供热设计热负荷的面积热指标法 3） 用供热设计热负荷的面积热指标法计算例题 4） 两种计算的对比和分析 4分析总结 教 研 室 热能 教研室主任 批 准 日 期 2009.04. 五、分阶段完成时间：2005.10.3112.15 完成开题报告 2005.12.1512.31 完成任务书的 1 部分 2006.01.0102.15 完成任务书的 2、3 部分 2006.02.1603.30 完成任务书的第 4 部分、撰写论文 2006.04.0304.16 审阅及安排答辩 六、原始数据和参考资料：1、承德市气象资料 2、承德市双柳小区工程设计书 3、 供热工程第三版 4、 中国城镇集中供热的
4、可持续发展 （论文） 5、 城市热力网设计规范 6、 暖通规范 7、 暖通规范设计手册 负责指导教师 指 导 教 师 接受设计、论文任务开始执行日期 学生签名 华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 摘 要 ）I住宅供热热负荷校核计算的研究摘 要供暖系统的设计热负荷是设计供热系统的最基本依据，其结果直接影响到热源厂锅炉出力、换热站内各种设备的选型、用户供热系统的方案选择以及供热管道的管径和散热器等设备的确定等，关系到供热系统的使用和经济效益问题。本文针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资料的问题，采用通常的
5、概算指标法确定了各类热用户的热负荷，并举出实例。在实例中，讨论了供热热负荷的计算方法；研究了供热热负荷设计负荷计算和热负荷面积指标计算方法的步骤，分析了两种计算方法的计算结果和对设计带来的影响，以及对供热事业的节能降耗和可持续发展的实际意义。关键词：住宅供热，热负荷计算, 计算方法华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 摘 要 ）IIStudy on The Calculation and Check of Heating Load in HousingABSTRACTThe design for heating load is the base of heating sy
6、stem, which has direct influnce on the out-comes of boilers, the selection of equipments and the method of user,s heating, even on the diameter of pipes and the use of radiators. As above reasons mentioned, the success of a heating system and its economy are attached with it. Generally, the design f
7、or the heating system goes before the actual construction of buildings, impossible to give exact information on heating load of the buildings, therefore, a method of budgetary estimate is used for calculation of the load. In this article, true examples are made to discuss the calculation methods, to
8、 study two different methods and their steps and compare their results and different effects on designs, economy on power and resources, as well as the far meaning on continual development on heating career.Keywords: heating system, the design for heating load, calculation methods华 北 电 力 大 学 成 人 教 育
9、 毕 业 设 计 （ 目 录 ）III目 录中文摘要.ABSTRACT1 绪论11.1 本课题的研究背景及意义.11.2 本课题的主要研究内容及其研究方法.22 实例计算22.1 基础资料.22.2 校核围护结构传热阻是否满足最小传热阻的要求.32.3 校核顶棚结构传热阻是否满足最小传热阻的要求.62.4 计算各房间供暖设计热负荷.92.5 计算整楼供暖设计热负荷.143 对比分析.143.1 集中供热系统热负荷的概算和特征143.2 概算集中供热设计热负荷的面积热指标法.153.3 用供热设计热负荷的面积热指标法计算例题.153.4 两种计算的对比和分析.164 结论16致谢.18参考文献.
10、19华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）第 1 页1. 绪论（小二号字黑体）1.1 本课题的研究背景及意义（小三号字黑体）供热是为建筑业创造舒适环境，为工业生产创造合适条件的服务部门。经过约 20 年的努力，我国城市集中供热已具备一定的规模。至 1998 年有 286 个城市有集中供热设施，供热面积达 8.6 亿 m2，供热管网约为 3.5 万公里。已占华北、东北、西北、山东、 河南等采暖地区实有房屋面积 319372 万 m2；的 1/4 以上，其中住宅面积占 60%以上，用热人 口达 3000 多万 1（此处为参考文献引注）。作为城市基础设施之一的城市集中
11、供热工程除了已有的供热能力之外，还具有很大的潜力。如承德市热力集团有限责任公司是一个集供热、供汽、供电为一体，兼营热电工程安装、运输、煤炭经销等多元经济的企业集团。担负着承德市市区 800 多个机关、企事业单位、40000 多户居民集中供热及承德“露露”、承德中药厂等二十几家企业的工业用汽任务。截止 2005 年底，市区集中供热面积已超过 500 万平方米。在充分发挥现有三热源和已立项建设热源的供热能力的条件下，就能逐年新增供热面积；制定合理供热范围，就能充分发挥已建热网的供热能力。从而既能尽快地满足承德市房屋建设迅速增长和承德市人民生活水平不断提高的需要，又能为改承德市的大气环境作出贡献。承
12、德市自上世纪八十年代末至今以逐步转为集中供热方式。集中供热方式较以前的分散“小锅炉 ”已经体现了较经济、较节能、环保效益较好的特点。35T/h 蒸汽锅炉 4 台、40T/h 蒸汽锅炉 1 台、46MW 热水锅炉 1 台、29MW 热水锅炉 2 台、64MW 热水锅炉 1 台、58MW 热水锅炉 1 台，10 台炉分散在承德市三个热源厂内。而且均以燃煤为动力。每个冬季运行期约燃煤 9 万吨 2。（正文，小四号字宋体）随着全市热用户的经济收入逐年增加，供热收费的逐年增加，热用户对供热的要求也在提高：安全、可靠、舒适、调节方便、维修方便，改变收费方法。在计划经济 体制下，民用采暖一直作为福利，采用按
13、用热面积计费的收费方法，这种方法既不利于节能 ，又给政府财政带来了沉重的负担，还出现了热费收缴难的问题。对于集中供热来说，正在 逐步建立和完善对供热用户计量收费制度，积极开发热量表和温控阀。以满足用户的要求。当前，我国的能源形势十分严峻，主要表现如下，能源年增长约 4%，不能满足国民 经济年增长 8%10% 的要求：能源缺口大。2000 年约缺能 4.65.4 亿吨标煤，2010 年缺能 8% ，2050 年缺能 24%；节能任务重，通过调整产业结构，产品结构，贯彻执行节能措施，2000 年节能 57 万吨标煤，2010 年约为 8 亿吨标煤，2050 年约为 17 亿吨标煤。由此可见，节能是
14、 实现可持续发展战略的最有效、最经济的途径。目前，我国城市环境污染严重，约有 57%的 城市总悬浮微粒超过国家限制值 ；约有 48 个城市 SO2 浓度超过国家二级排放标准；约有 82 %的城市出现酸雨 3。能效低，能源浪费，环境恶化与可持华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）第 2 页续发展极不相称，只有贯彻执行可持续发展的重大战略，才能使经济建设、人口、资源、环境相协调，才能实现良性循环。1.2 本课题的主要研究内容及其研究方法承德市热力集团有限责任公司对全市居民住宅的供热占到总体的 80%以上。资源紧缺、煤价上涨、资金紧缺是我们不得不面对的大环境。运行期前
15、的储煤工作已经呈现逐年紧张的趋势。如果对全市居民住宅供热在保证规范要求下，做到提高供热系统能效，降低能耗，降低造价。不但可以增加企业利润，促使企业稳定发展，更对节约能源，改善城市大气环境，提高人民生活水平起到重要的作用，对供热事业的可持续发展具有举足轻重的作用。不但是我们企业，更是整个供热行业当前的主要任务。供暖系统的热负荷是指在某一室外温度 tw 下，为了达到要求的室内温度 tn , 供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。它随着建筑物得失量的变化而变化。供暖系统的设计热负荷，是设计供热系统的最基本依据。它的结果也直接影响着热源厂锅炉的应出力，换热站内各种设备的选型，用户供热系统的方案的选择
16、，以至供热管道的管径和散热器等设备的确定，关系到供热系统的使用和经济效果。（以下内容略）华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）第 3 页2实例计算2.1 基础资料承德市双柳小区共有住宅楼 12 座，每座楼都是正房，户型、面积也均一致。如图 2-1 所示为承德市双柳小区 1#楼一层平面图 10。该楼共七层，二层至七层平面图同一层平面图一样。层高 2700 mm。图 2-1 承德市双柳小区 1#楼一层平面图 （五号宋体）2.1.1 已知围护结构条件（四号字黑体）外墙：两砖墙（500 mm），双面抹灰（20 mm），K=1.27W/m 2.。内墙：一砖半墙（370mm
17、），双面抹灰（20mm）, K=1.57W/m 2.。外窗：推拉铝窗，尺寸为（宽高）1500 mm900 mm。外门：单层防盗门，门型为全封闭防盗门。可开启部分的缝隙总长为 6400 mm。七楼顶棚：厚 200 mm 混凝土盖板，单面抹灰 10 mm，锅炉渣 300 mm，水泥沙浆 50 mm，沥青油毡 20 mm。一层地面：保温地面。（注意单位正体书写，变量斜体书写）2.1.2 承德市市外气象资料 11供暖室外计算温度 tw=-15累年最低日平均温度 tp.min=-22.9冬季室外平均风速 Vpj=3.8m/s2.2 校核围护结构传热阻是否满足最小传热阻的要求围护结构需要选用多大的传热阻，
18、才能使其在供暖期间，满足使用要求、卫生要求图已略去华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）第 4 页和经济要求，这就需要利用“围护结构最小传热阻” 或“经济传热阻”的概念。确定围护结构传热阻时，围护结构内表面温度 n 是一个最主要的约束条件。除浴室等相对湿度较高的房间外， n 值应满足内表面不结露的要求。内表面结露可导致耗热量增大和使围护结构易于破坏。室内空气温度 tn 与围护结构内表面温度 n 的温度差还要满足卫生要求。当内表面温度过低，人体向外辐射热过多，会产生不舒服感。根据上述要求而确定的外围护结构传热阻，称为最小传热阻。建筑物围护结构采用的传热阻值，应大于
19、最小传热阻。但选用多大的传热阻才算经济合理？在目前能源紧缺，价格上涨和围护结构逐步推广采用轻质保温材料情况下，人们开始关注利用“ 经济传热阻 ”的概念来研究围护结构传热阻问题。在一个规定年限里，使建筑物的建造费用和经营费用之和最小的围护结构传热阻，称为围护结构的经济传热阻。建造费用包括围护结构和供暖系统的建造费用。经营费用包括围护结构和供暖系统的折旧费、维修费及系统的运行费（水、电费、工资，燃料费等）。国内外许多资料分析表明，按经济传热阻原则确定的围护结构传热阻值，要比目前采用的传热阻值大的多。利用传统的砖墙结构，增加其厚度将使土建基础负荷增大、使用面积减少；因而建筑围护结构采用复合材料的保温
20、墙体，将是今后建筑节能的一个重要措施。由于按经济传热阻确定围护结构，需要增加许多基建投资，目前我国尚难实现。为了节约能源和逐步加强围护结构保温措施，建设部于一九八六年制订了民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）。标准中规定了不同地区供暖居住建筑围护结构平均传热系数的最大值和一些具体要求，从总体控制供暖的能耗。2.2.1 确定外墙热惰性指标 D 值表 2-1 建筑材料的热物理特性表（五号黑体）材料名称密度 kg/m3 导热系数 W/m.蓄热系数 S （24h）W/m2.比热 C J/kg.重沙浆黏土砖砌体 1800 0.81 10.53 1050石灰 水泥 砂 砂浆 1700 0.87 10.
21、79 1050D=Di=RiSi=（2C iii/Z） -2i/i （21）（注意公式标号并右对齐）式中： i建筑材料厚度，砖墙取 0.5m；灰取 0.02m。i建筑材料导热系数，砖墙取 0.81 W/m.；灰取 0.87 W/m.。Ci建筑材料比热，砖墙取 1050 J/kg.；灰取 1050 J/kg.。（见表 1）华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）第 5 页i建筑材料密度，砖墙取 1800 kg/m3；灰取 1700 kg/m3。（见表 1）Z 温度波动周期， s，（一般取 24h=86400s 计算）（以下内容略， 全文内容 2 万字左右 ）华 北
22、电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）第 6 页4结论（已略去部分内容）2）两种计算住宅供暖热负荷的方法有一定差距，结果中相差的热负荷说明两种计算中存在很大误差，造成误差的原因是参考资料中的室外平均气温、室外平均风速、建筑材料的热物理特性、建筑材料传热系数等等，均与现在有一定的变更。参考资料是上世纪八十年代末九十年代初出版的，一直沿用至今，许多的数据都不符合现在的气候条件，也不适应现代建筑材料的特性，一定会造成误差，而且随着时间的推移和科学技术在建筑行业中的不断发展和更新，这个计算结果的误差将会越来越大了。而由它决定的热源厂生产指标也会越来越不准确，不利于企业的节能降耗
23、，更加阻碍了供热事业的可持续发展。可持续发展的目的是发展，但当前的发展一定要把节约资源，保护环境放到重要位置，以保证将来的发展。随着经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，供热的发展速度将更快。因此，重新制定相关参数，选择计算方法，最终达到合理计算住宅供暖热负荷。为供热事业的节能，为供热事业的环境保护，为供热事业的降低成本和供热的提高效益等可持续发展问题 作出贡献。（以下内容略）华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）第 7 页致谢在毕业设计期间，我的工作得到了周围各位老师和同学的支持，首先要感谢本毕业设计中吕玉坤老师贯彻始终的教导和指点, 吕玉坤老师在论文选题、
24、专业理论、知识库系统的总体设计、材料组织和论文撰写等方面都给予了我关心和指导，并为论文的起草和修改提供了许多有意义的建议和参考资料。同时感谢设计期间给予我们帮助老师和给予我鼎力支持的同学们。最后，特向四年来对我精心栽培的华北电力大学老师表示诚挚的谢意衷心的祝福！华 北 电 力 大 学 成 人 教 育 毕 业 设 计 （ 论 文 ）第 8 页参考文献1 贺平，孙刚 供热工程第三版北京：中国建筑工业出版社，19932 李先瑞，李秀 中国城镇集中供热的可持续发展 中国建筑科学研究院空调所 中国城镇供热协会，20033 城市热力网设计规范CJJ3490，北京：出版社，19904 暖通规范 ，北京：出版社，5 暖通规范设计手册 ，北京：出版社，（以下内容略）
