第一章采暖系统设计热负荷
供热工程习题
《供热工程》复习题第1章供暖系统的设计热负荷1．什么是供暖系统的设计热负荷?在设计室外温度t w下，为了维持室内恒温tn，供热系统在单位时间内需向建筑物供给的热量。
2．供暖系统的设计热负荷包括哪几部分？围护结构的基本耗热量，附加耗热量，冷风渗透耗热量，冷风侵入耗热量3．什么是围护结构的传热耗热量?分为哪两部分?指室内温度高于室外温度时，通过围护结构向外传递的热量包括基本耗热量和附加耗热量4．围护结构的修正耗热量包括哪几部分?朝向修正耗热量，风力附加耗热量，高度附加耗热量5．写出房间围护结构基本耗热量的计算公式，说明各项的意义。
6．在什么情况下对供暖室内外计算温差要进行修正? 如何确定温差修正系数?对供暖房间围护结构外侧不是与室外空气直接接触，而中间隔着不供暖房间或空间的场合，在计算外围护结构的基本耗热量时，为统一计算公式，要进行温度修正7．相邻房间供暖室内设计温度不同时，什么情况下计算通过隔墙和楼板的传热量。
当两个相邻供暖房间的温差大于或等于5℃时，应计算通过隔墙或楼板的传热量。
与相邻房间的温差小于5，且通过隔墙和楼板等的传热量大于该房间热负荷的10%时，应计算其传热量。
8．目前我国室外供暖计算温度确定的依据是什么?依据是不保证天数法，即采暖室外计算温度应采用历年平均不超过5天的日平均温度。
9．围护结构中空气间层的作用是什么?空间层中的空气导热系数比组成围护结构的其他材料导热系数小，增加了围护结构传热热阻，减少传热量思考：是否空气间层的厚度越厚越好？对流换热强度开始随间层的厚度的增加而减小，当间层达到一定厚度后，反而易于对流，间层热阻不再随间层厚度的增加而增加。
10．地面的传热系数是如何确定的?地带划分法：沿平行于外墙的方向2m一个把地面划分成四个地带。
平均传热系数法第一地带靠近墙角的地面面积需要计算两次11．高度修正是如何进行的？高度附加耗热量时考虑房屋高度对围护结构耗热量的影响而附加的耗热量，当房间高度大于4m时，高度增加1m，耗热量增加2%，总增量不超过15%，且应附加于房间各围护结构的基本耗热量和其他附加耗热量的总和上12．在计算供暖系统的设计热负荷时，太阳辐射得热是如何考虑的？太阳得热量可用减去一部分基本耗热量的方法列入。
供热工程：第一章 供热工程2
虽然燃气和电能通常由远处输送到室内来，但热量的转化 和利用都是在散热设备上实现的。
集中式供暖系统
热源和散热设备分别设置，用热媒管道相连接，由热源向 各个房间或各个建筑物供给热量的供暖系统，称为集中式供暖 系统。
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集中供热系统由三大部分组成：
热源、热力网(热网)和热用户。
1．热源: 在热能工程中，热源是泛指能从中吸取 热量的任何物质、装置或天然能源。
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第九章 热水网路的水力计算和水压图； 第十章 热水供热系统的水力工况； 第十一章 蒸汽供热系统的水力工况计算与 水力工 况； 第十二章 集中供热系统的热力站及其主要 设备；
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第十三章 供热管线的敷设和构造； 第十四章 供热管道的应力计算； 第十五章 集中供热系统的热源； 第十六章 集中供热系统的技术经济分析。 附录
得热量有：
7．生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q７； 8．非供暖通风系统的其它管道和热表面的散热量Q８； 9．热物料的散热量Q９。； 10．太阳辐射进入室内的热量Q10；
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第二章 供暖系统的散热设备
1.目前，国内生产的散热器种类繁多，按其制造材质，主要有铸铁、钢制散热 器两大类。按其构造形式，主要分为柱型、翼型、管型，平板型等。
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1.供暖系统的热负荷: 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
供暖系统的设计热负荷
—围护结构的传热热阻，m2· ℃/W； an aw —围护结构内表面、外表面的换热系数，W/ （m2· ℃）； ℃/W； Rn Rw—围护结构内表面，外表面的换热热阻m2· i —围护结构各层材料的厚度，m； ℃/W； i —围护结构各层材料的导热系数，m2· R j —围护结构本体（包括单层或多层结构材料层及封闭 的空气间层）的热阻m2· ℃/W，。
R0
2、由两种以上材料组成的、两向非匀质围护结构 的传热系数K值 （两维传热过程，通常采用近似计算方法或实验数 据）
F R pj n Fi R i 1 i ( R R ) n w
3、空气间层传热系数K值（难用理论公式确定） 间层中空气导热系数比组成围护结构的其他材 料小，增加了热阻。 围护结构内常用空气间层以减少传热量，如双 层玻璃、复合墙体的空气间层等。
围护结构的耗热量
围护结构的耗热量 = 基本耗热量＋附加（修正）耗热量 当室内温度tn要求并不严格时，可 近似按稳定传热过程来处理。
围护结构的基本耗热量Q
1、供暖控制对象 室内温度（干球温度） 2、按一维稳定传热过程计算 q ＝K F ( t n - t wn ) a
围护结构的 基本耗热量 围护结构的 传热系数 围护结构的 面积 冬季室内 计算温度
• 朝向修正耗热量
室内因阳光射入而得到热量 1、原因 向阳面围护结构外表面温度升高，失热量减少 向阳面围护结构较干燥，λ较小，K较小 2、方法：考虑日射有利作用各向不同。 按围护结构的不同朝向，采用不同的修正率：
北、东北、西北 0～10％ 东南、西南 ﹣10 ％～ ﹣ 15％ 东、西 ﹣5％ 南 ﹣15 ％～ ﹣ 30％
供热工程中级职称复习试题
第一章 供暖系统的设计热负荷第一节 供暖系统设计热负荷一、冬季供暖通风系统的热负荷，应根据建筑物或房间的得、失热量确定：失热量有：1．围护结构传热耗热量Q1；2．加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量Q 2，称冷风渗透耗热量；3．加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量Q 3，称冷风侵入耗热量；4．水分蒸发的耗热量Q 4；5．加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量Q 5；6．通风耗热量。
通风系统将空气从室内排到室外所带走的热量Q 6；得热量有： 7．生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q 7；8．非供暖通风系统的其它管道和热表面的散热量Q 8，9．热物料的散热量Q 9；10．太阳辐射进入室内的热量Q 10此外，还会有通过其它途径散失或获得的热量Q 11。
二、对于没有由于生产工艺所带来得失热量而需设置通风系统的建筑物或房间(如一般的民用住宅建筑、办公楼等)，建筑物或房间的热平衡就简单多了。
失热量Q sh 只考虑上述太阳辐射的热量不同而对基本耗热量进行的修正。
供暖系统的设计热负荷，一般分为几部分进行计算。
3/2/1/1/Q Q Q Q Q x j +++=⋅⋅式中 /1j Q ⋅——围护结构的基本耗热量；/1x Q ⋅——围护结构的附加(修正)耗热量。
第二节 围护结构的基本耗热量围护结构基本耗热量，可按下式计算α）（w n t t KF q -=/ Wα——围护结构的温差修正系数一、室内计算温度t n（一）、室内计算温度是指距地面2米以内人们活动地区的平均空气温度。
对于高度较高的生产厂房，由于对流作用，上部空气温度必然高于工作地）（）（h n w n t t KF t t KF q -=-=//αw j n wi i n R R R R K ++=+∑+==111110αλδα区温度，通过上部围护结构的传热量增加。
因此，当层高超过4 m 的建筑物或房间，冬季室内计算温度t n ，应按下列规定采用：（1）计算地面的耗热量时，应采用工作地点的温度，t g (℃)（2）计算屋顶和天窗耗热量时，应采用屋顶下的温度，t d (℃)（3）计算门、窗和墙的耗热量时，应采用室内平均温度t p.j =(t g +t d )/2(℃)二、供暖室外计算温度/w t ：目前国内外选定供暖室外计算温度的方法，可以归纳为两种：—是根据围护结构的热惰性原理，另一种是根据不保证天数的原则来确定。
第一章供暖系统热负荷
Q2——为加热门窗缝隙渗入的冷空气耗热量
Q2 ——冷风侵入耗热量 适用条件
适用于一般的民用建筑，产热量很少且无通风系 统的公用建筑。
第二节 围护结构的基本耗热量
一、围护结构的传热过程 包括： 内表面吸热（对流 换热、辐射换热）、 结构导热（导热） 和外表面放热（对 流换热、辐射换热） 三个基本过程。
第二节 围护结构的基本耗热量
二、围护结构基本耗热量的计算
Q 计算公式： 1. j q KF (t n t w )a
式中： 1. j ——建筑物或房间围护结构的基本耗热量，W； Q
q ——各部分围护结构的基本耗热量，W； ℃)； K —— 各 部分围护结构的传热系数，W/(㎡· F —— 各部分围护结构的表面积，㎡； t n —— 冬季室内计算温度, ℃； t w —— 冬季室外空气计算温度, ℃； a —— 围护结构的温差修正系数,见表1-2。
3.温差修正系数 a值:
q KF (t n t h ) aKF (t n tW ) tn th a , 见附录 1 2 t n tW
当隔壁为非供暖房间时，通过 该围护结构的传热耗热量：
tn
供暖房间
F K
th
非供暖房间
与外界直接接触的外围护结构耗热量， α
Q1 (1 x g )[ aKF (t n tW )(1 x ch x f )] W
思考：为什么每增高1m附加2％？为什 么总附加量不超过15％？
四：其他修正方法：
工程实践中，除以上几项主要修正外，对房间围护结 构基本耗热量的修正还可能遇到下述情况。
对于公用建筑，当房间具有两面及两面以上 外墙时，可将外墙、窗、门的基本耗热量增加 5％。如果窗、墙面积之比超过1：1时，可对 窗的基本耗热量附加10％。 对于高层建筑来说，应当考虑到室外风速随 楼房高度增高而加大，从而对外窗传热耗热量 将有较大影响。对此，可按单、双层钢窗在不 同高度和室外风速下分别考虑0％-15％和0％-7 ％的传热系数K值附加率来进行修正，详细资 料可见《供热通风设计手册》。
供热计算书
目录第一章供暖系统设计热负荷.................................................1.1体积热指标法..........................................................1.2面积热指标法..........................................................1.3城市规划指标法........................................................ 第二章热负荷延续时间图及年耗热量.........................................2.1热负荷延续时间图......................................................2.2年耗热量.............................................................. 第三章供暖方案的确定.....................................................3.1热源形式的选择........................................................3.2热媒种类的选择........................................................3.3热媒参数的确定........................................................3.4热网系统形式的选择....................................................3.4.1枝状管网......................................... 错误!未指定书签。
热负荷计算
1 室内供暖系统的设计热负荷供暖热负荷的估算对于只设供暖系统的建筑物，在进行方案初选或只做技术方案比较时，其供暖的供热量可采用下面方法之一进行估算。
1）单位面积热指标法当只知道总面积时，其供暖热指标可参考表2-6的数值。
表2-6 供暖指标（单位 W/m2）若建筑物总面积大，外围护结构热工性能好，窗户面积小，采用下限的指标；反之，采用较大的上限指标。
2）窗墙比公式法当已知外墙面积、窗墙比及建筑面积时，供暖指标也可按下式估算：q={(1.163κ(6a+1.5)A)}•(t N-t W)/F (W/m2)式中 q——建筑物供暖热负荷指标，W/m2,按表2-6选取；κ——新风系数，1.3~1.5；a——外窗面积与外墙面积（包括窗）之比；A——外墙总面积（包括窗），m2F——总建筑面积，m2t N——冬季空调室内计算温度，℃；t W——冬季空调室外计算温度，℃。
在冬季，人们为了满足正常活动和生产工艺的需要，要求室内具有一定的温度。
为此就得向房间供给一定的热量，以维持供暖房间在该温度下的热平衡。
所谓供暖系统的设计热负荷，是指在某一室外温度下，为了维持所要求的室内温度，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。
该热量随着房间失热量与得热量的变化而变化。
当室内能维持在一定温度时，必须保持供暖房间在该温度下的热平衡。
通过对供暖房间热平衡时得热量和失热量情况的分析和计算，就可以确定供暖系统的设计热负荷。
供暖系统的热负荷是指在某一室外温度下，为了达到要求的室内温度，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。
它随建筑物得失热量的变化而变化，是一个动态的概念[5]。
1．1供暖房间的热平衡冬季供热通风系统的热负荷应根据建筑物或房间的得、失热量确定，即根据(建筑物 或房间的)热平衡确定热负荷Q 。
(1)失热量失热量(sh Q )包括以下几部分： (1)围护结构传热耗热量Q1。
；(2)冷风渗透耗热量Q2(加热由门窗缝隙渗入的冷空气的耗热量)；(3)冷风渗入耗热量Q3(加热由外门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量)； (4)水分蒸发耗热量Q4；(5)加热外部进入的冷物料和运输工具的耗热量Q5；(6)通风耗热量Q6(通风系统将空气从室内排到室外所带走的热量)。
第1章 室内供暖系统的设计热负荷
Q2 0.278c p L w (tn tw )
' '
L ——经门窗缝隙渗入室内的总空气量，m3/h； ρw——供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3； Cp——冷空气的定压比热容，Cp＝1kJ/(kg· ℃)；
0.278——单位换算系数， 1kJ/h＝0.278W。
第四节 冷风渗透耗热量
第二节
围护结构基本耗热量
2.1采暖室内计算温度 t n
室内计算温度是指距地面2m以内人们活动地区的平均空 气温度。室内空气温度的选择，应满足人们生活和生产工 艺的要求。 许多国家所规定的冬季室内温度标准，大致在16～22℃范 围内。根据国内有关卫生部门的研究结果认为：当人体衣 着适宜，保暖量充分且处于安静状况时，室内温度20℃比 较舒适，18℃无冷感，15℃是产生明显冷感的温度界限。
第四节 冷风渗透耗热量
影响冷风渗透耗热量的因素很多，如门窗构 造、门窗朝向等。
总的来说，对于多层(六层及六层以下)的建筑 物，由于房屋高度不高，在工程设计中，冷风渗透 耗热量主要考虑风压的作用，可忽略热压的影响。 对于高层建筑，则应考虑风压与热压综合作用的结 果。
第四节 冷风渗透耗热量
缝隙法的概念： 通过计算不同朝向的门、窗缝隙长度以及从每来长 缝隙渗入的冷空气量，确定其冷风渗透耗热量。
第二节
围护结构基本耗热量
暖通规范规定，设计采暖系统时，冬季室内计算温度 应根据建筑物用途，按下列规定采用： （1）民用建筑的主要房间，宜采用16～24℃； （2）工业建筑的工作地点，宜采用轻作业18～21℃； 中作业16～18℃；重作业14～16℃；过重作业12～ 14℃。 （3）辅助建筑物及辅助用室，不应低于下列数值： 浴室25℃；更衣室25℃；办公室、休息室18℃；食 堂18℃；盥洗室、厕所12℃。 当工艺或使用条件有特殊要求时，各类建筑物的室内 温度可按照国家现行有关专业标准、规范执行。
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目录
1 课题1 采暖系统设计热负荷 2 课题2 围护结构的基本耗热量 3 课题3 围护结构的附加(修正)耗热量 4 课题4 冷风渗透耗热量
第一章采暖系统设计热负荷
目录
5 课题5 围护结构的最小传热阻与经传热阻 6 课题6 采暖设计热负荷计算例题
第一章采暖系统设计热负荷
课题1 采暖系统设计热负荷
第一章采暖系统设计热负荷
课题2 围护结构的基本耗热量
围护结构稳定传热时，基本耗热量计算公式为：
q'K(F tnt'w)aW
(1-2)
式中 Q ——围护结构的基本耗热量，W；
K ——围护结构的传热系数，W／(m2·℃)；
F ——围护结构的传热面积，m2；
t n ——采暖室内计算温度，℃；
t 'w ——采暖室外计算温度，℃；
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供热工程
GONG RE GONG CHENG
第一章 供暖系统 设计热负荷
第一章采暖系统设计热负荷
知 识 目 标： 1、采暖系统设计热负荷； 2、围护结构的基本耗热量； 3、围护结构的附加（修正）耗热量、冷风渗透耗热量； 4、围护结构的最小传热阻和经济传热阻。 能力目标： 1、能够掌握围护结构耗热量的计算方法； 2、能够进行冷风渗透耗热量计算方法； 3、能够进行围护结构最小传热阻的确定与校核； 4、能够进行一般建筑物采暖热负荷的计算。
第一章采暖系统设计热负荷
课题1 采暖系统设计热负荷
计算围护结构附加(修正)耗热量时，太阳辐射得热量可采 用对基本耗热量附加（减）的方法列入，而风力和高度影 响用增加一部分基本耗热量的方法进行附加。本单元主要 阐述采暖系统设计热负荷的计算原则和方法。对具有采暖 及通风系统的建筑(如工业厂房和公共建筑等)，采暖及通 风系统的设计热负荷，需要根据生产工艺设备使用或建筑 物的使用情况，通过得失热量的热平衡和通风的空气量平 衡综合考虑才能确定。
1.1 采暖系统设计热负荷
人们为了保证正常的生产和生活，要求室内保持一定的温 度。一个建筑物或房间可有各种得热和散失热量的途径。 当建筑物或房间的失热量大于得热量时，为了保持室内在 要求温度下的热平衡，需要由采暖通风系统补给热量，以 保证室内要求的温度。采暖系统通常利用散热器向房间散 热，通风系统送入高于室内要求温度的空气，这样,一方面 向房间不断地补充新鲜空气，另一方面也为房间提供热量。
第一章采暖系统设计热负荷
课题1 采暖系统设计热负荷
对没有装置机械通风系统的建筑物，围护结构的耗热量是 指当室内温度高于室外温度时，通过围护结构向外传递的 热量。在工程设计中，计算采暖系统的设计热负荷时，常 把它分成围护结构的基本耗热量和附加(修正)耗热量两部 分进行计算。基本耗热量是指在设计条件下，通过房间各 部分围护结构(门、窗、墙、地板、屋顶等)从室内传到室 外的稳定传热量的总和。附加(修正)耗热量是指围护结构 的传热状况发生变化而对基本耗热量进行修正的耗热量。 附加(修正)耗热量包括朝向修正、风力附加、高度附加和 外门附加等耗热量。
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第一章采暖系统设计热负荷
课题2 围护结构的基本耗热量
围护结构的传热耗热量是指当室内温度高于室外温度时， 通过房间的墙、窗、门、屋顶、地面等围护结构由室内向 室外传递的热量。常分为两部分计算，即围护结构的基本 耗热量和附加耗热量。
基本耗热量是指在设计的室内、外温度条件下通过房间各 围护结构稳定传热量的总和。
1.2 建筑物得热量和失热量
建筑物失热量： （1）围护结构的耗热量； （2）加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量，称
冷风渗透耗热量； （3）加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量，
称冷风侵入耗热量； （4）水分蒸发的耗热量； （5）加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量；
第一章采暖系统设计热负荷
第一章采暖系统设计热负荷
课题1 采暖系统设计热负荷
1.3 热负荷确定的基本原则
冬季采暖通风系统的热负荷，应根据建筑物或房间的得、 失热量确定。
对于没有由于生产工艺所带来得失热量而需设置通风系统 的建筑物或房间(如一般的民用住宅建筑、办公楼等)，失 热量只考虑上述的前三项耗热量。得热量只考虑太阳辐射 进入室内的热量。至于住宅中其它途径的得热量，如人体 散热量、炊事和照明散热量，一般散发量不大，且不稳定， 通常可不予计入。
采暖系统的设计热负荷是指在设计室外温度 tw n下，为了达
到要求的室内温度t n ，采暖系统在单位时间内向建筑物供
给的热量。它是设计采暖系统的最基本依据。
第一章采暖系统设计热负荷
课题1 采暖系统设计热负荷
采暖系统的热负荷是指在室外温度下 t wn ，为了达到要求的 室内温度 t n ，采暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。 它随着建筑物得失热量的变化而变化。
a ——围护结构的温差修正系数。
整个建筑物或房间围护结构的基本耗热量等于它的围护结 构各部分基本耗热量的总和。应该注意，在进行计算时一 定要注意单位的统一，通常均要采用法定单位。
第一章采暖系统设计热负荷
课题2 围护结构的基本耗热量
2.1采暖室内计算温度 t n
室内计算温度是指距地面2m以内人们活动地区的平均空 气温度。室内空气温度的选择，应满足人们生活和生产工 艺的要求。生产工艺要求的室温，一般由工艺设计人员提 出。生活用房间的温度，主要决定于人体的生理热平衡， 它和许多因素有关，如与房间的用途、室内的潮湿状况和 散热强度、劳动强度以及生活习惯、生活水平等有关。
课题1 采暖系统设计热负荷
（6）通风耗热量。通风系统将空气从室内排到室外所带 走的热量；
（7）通过其它途径的耗热量。 建筑物得热量： （1）生产车间最小负荷班的工艺设备散热量； （2）热管道及其他热表面的散热量； （3）热物料的散热量； （4）太阳辐射进入室内的热量。 此外，还会有通过其它途径散失或获得的热量。
在工程设计中，围护结构的基本耗热量是按一维稳定传热 过程进行计算的，实际上，室内散热设备散热不稳定，室 外空气温度随季节和昼夜变化不断波动，这是一个不稳定 传热过程。但不稳定传热计算复杂，所以对室内温度容许 有一定波动幅度的一般建筑物来说，采用稳定传热计算可 以简化计算方法并能基本满足要求。但对于室内温度要求 严格，温度波动幅度要求很小的建筑物或房间，就需采用 不稳定传热原理进行围护结构耗热量计算，具体计算参考 有关资料。