1、燃氣熱水器的熱負荷計算參考文獻   前言在沒計或開發一個新品種熱水器時，首先要考慮的就是熱負荷(或稱熱流量)，即單位時間的耗熱量)單位以kW或kJ/h計。    熱水器熱負荷的大小應根據其服務對象的性質與規模決定。很明顯熱負荷小了，滿足不了要求。但是，也不是越大越好，因為熱負荷過大不僅增加了用戶的一次投資(購買熱水器的費用)而且加大了年耗損(消耗燃氣的費用)。特別是在小流量下使用大熱水器造成的大馬拉小車現象，會降低熱水器的熱效率，浪費燃氣。    我國批量生產熱水器是從仿造日本5升熱水器開始的，后來出現了6升、8升及10升等

2、。主要是用來供應浴室及洗手盆的。近幾年來隨著我國天然氣源發展的趨勢，因內、外廠家看準我國廣大的燃氣采暖市場，紛紛推出燃氣采暖的產品，歐洲不少廠家已把熱水采暖兩用的熱水器投入我國市場。可見目前熱水器服務對象有兩大類：一為供熱水；另一為采暖。至于不同服務對象的供熱水與采暖的熱負荷計算方法在我國已頒布的國家標準都有具體的規定，本文目的在于介紹不同服務對象的熱負荷的計算方法，供參考。一、供熱水的熱負荷    根BGJ1588，建筑給排水設計規范中第四章熱水及飲水供應的第三節熱水量耗熱量的計算中給出了兩種計算公式。    1.根據使用熱水的計算

3、單位數計算    所謂使用熱水的計算單位是指使用熱水的人數，或床位數等。此公式一般用于一個小區的供熱水，可根據小區用熱水人數計算，或用于一個旅館供熱水，可根據其床位數計算。其公式為：         式中的qr是規范編制組經過幾年實例總結出來的適合國情的指標，其l人d是指每人每日需要的熱水量，具體數字見附表1。    Kh為設計流量與平均流量的比值，受服務對象的性質與m值大小影響，見參1。    tr熱水溫度可根據用水定額中給

4、出的熱水溫度確定；tl冷水溫度可根據服務對象所在的地區的最冷月平均水溫資料確定。當資料不完整時，可采用規范劃分的六個區給出的冷水溫度，最冷區為610，最熱區為20，詳見參1。    這種計算方法主要是針對小區燃氣鍋爐或企業大型熱水器用的，非本文重點，在此不再舉例。       2。根據使用熱水器具數量計算       當熱水器只供應一戶時，就可以根據該戶使用熱水器具的性質與數量決定熱水器的熱負荷。其計算公式為   &

5、#160;    其它符號及單位同前。    式中的qh值據用熱水器具性質及服務對象決定，具體數字參見附表2。    b為同時使用系數，考慮同樣設備同時使用的或然率，b最大值為1。    根據GBJl588表 4.1.2-2。對于住宅有淋浴器的條件小時用40水量為140200l；對于帶有淋浴器的浴盆小時用40水量為300l。    根據目前我國生活水平，絕大部分為有淋浴器的條件。    (1)對普通戶：qh=140-

6、200l/h；tr=37-40取qh=200l/h，tr=40。    高 冷水溫區，tl=20，則       考慮熱水器熱效率后，熱負荷分別為9.2kW一15.8kW。由此可見對于富裕戶，5升熱水器也能適應大部分冷水溫度不太低的地區。但是，隨著生活水平的提高，5升熱水器就不能適應洗浴要求了。    (3)對豪華戶，擁有雙（或多）衛生間時，就要根據具使用熱水器具與主人的意愿來決定，至少需10升以上的熱水器，甚至于每個浴缸配一個熱水器。在此不再舉例計算。二、采暖的熱負荷

7、60;   1采暖房間的熱平衡    冬天室外溫度低于室內要求的18的溫度，這時室內就要向室外傳出熱量，一股稱之為建筑物耗熱量QHL。為了保持室內溫度不變，必須在室內沒散熱器(暖氣片)，其散出的熱量QHL等于建筑物的耗熱量QHL，這時達到熱平衡，維持穩定的室內溫度。如果散熱器的熱源是由熱水器提供的流量為G的熱水，此熱水在散熱器中放出熱量，溫度由tr降至tl，溫度為tl的水回到熱水器中又被加熱至tr，又送回至散熱器。這樣由散熱器散發出來的熱量QHL等于熱水器提供的熱量即達到熱乎衡(此處略去管道散熱量)。在此基礎上考慮到熱水器的熱效率后，即得到采暖

8、熱負荷。            在采暖系統中，QHL是根據建筑物圍護結構的材質、所在地區、朝向等因素，按照GBJ-87采暖通風與空氣調節設計規范進行計算(計算方法不再贅述)。式中的tr與tl一般采用95與70。或者（tr-tl）措制在2025之間。這樣熱水流量G也可得出。根據公式3可以求得單戶采暖的熱水器采暖熱負荷Q。    2建筑耗熱指標與集中采暖熱負荷    在計算一個小區的采暖熱負荷時，不可能之逐個計算每座建筑的蘸熱量，

9、一般是根據一些指標數據來估算。附表3中給出了各城市的采暖期各項耗能指標。    表中的qH是建筑物耗熱量指標，根據國家標推對其下的定義為：在采暖期室外平均溫度條件下，為保持室內計算溫度(一股為1618)，單位時間、單位建筑面積需由采暖設備供應熱量，單位以w/m2計。此值是一個能量消耗標準，與表中建筑物采暖耗能指標Qsa有密切關系。Qsa是指在采暖期室外平均溫度下，為保持室內計算溫度，單位建筑面積在一年內(采暖期內)由采暖設備消耗的能量，即        表中的qHL為采暖設計熱負荷指標

10、，其定義為在采暖室外計算溫度條件下，為保持室內計算溫度，單位時間，單位建筑面積，需用采暖設備供給的熱量。因為采暖室外計算溫度低于平均溫度，所以qH小于qHL，兩者關系可以由室內計算溫度、室外平均與計算溫度算出。    QHL是確定采暖設備容量的指標。如果對于一個小區可以據小區建筑總面積用qHL確定燃氣鍋爐的熱負荷，根據qH與Qsa可以估算每采暖季消耗的燃氣量。    附表3中還有節能建筑與現有建筑之分。所謂節能建筑是指1996年7月1日起實施的JGJ-95民用建筑節能設計標準(采暖居住建筑部分)要求逐步推廣節能建筑。節能建筑加強國護結

11、構的保溫層，門窗都有保溫措施，所以其qH值低，節約能源，是今后的方向。要注意的是，節能建筑不能一步到位，新建筑不一定屬節能建筑，需要給預調查研究后，選用qH值。所謂現有建筑是指沒有節能措施的建筑。其qH值大于節能建筑qH值。表中給出的現有建筑的qH值屬于估算用的參考值。       室內計算溫度是需要維持的冬季室內溫度，一般以18為宜，后為了節省投資也有用16，當然室內計算溫度定得高，必然加大采暖設備的一次投資。    室外計算溫度，是由氣象條件與房屋結構以及經濟等因素由設計標推確定的。以天津市為例，室外

12、計算溫度規定為9。低于平均溫度-12也高于冬季最低溫度。當室外計算溫度定得過低，也會加大采暖設備一次投資，但能滿足冬季溫度最低氣溫下的采暖效果。因此確定室外計算溫度與國民經濟有關，當人民生活水平提高時，可以定得低點。但不是越低越好，因為建筑有一定熱惰性，寒流來時并不是馬上使室內降溫，這樣看來確定室外計算溫度既是經濟問題又是技術問題。       最后要指出的是，附表3中給出的數字都屬連續采暖條件下的數據。在確定小區燃氣采暖負荷時，首先要看建筑物性質，如果屬于國家推行的節能建筑就要按照節能建筑qHL指標考慮熱效率來決定集中采暖鍋爐(或大

13、型熱水器)的熱負荷，當小區有室外熱力管時，尚應附加管道熱損失（約占10%）。如果屬現有建筑，可以收集當地采暖指標數據，參考附表3給出qHL值計算出采暖熱符荷。     3單戶燃氣采暖的熱負荷      燃氣熱水器用于單戶采暖有其很大的靈活性。例如用戶可以根據自己的意愿控制室內溫度，不受集中采暖系統采暖期的限制，人不在時可以關閉采暖系統而節能，同時還可以使老人房間室溫高些，起居室的溫度低些。更可貴的是采暖費統一由燃氣費來支付，等等。    在一次投資方面省去了供熱干管、集中鍋爐

14、房的投資。在年投資方面省去了集中鍋爐房管理費用與供熱干管熱損失。    單戶采暖并不是都是優點。所謂節約管理投資，實際上是把管理的一部分任務強加于用戶。另外，高層樓用燃氣分戶采暖，首先要解決的是高層建筑燃氣設備的排煙問題。不過我國幅員廣大，單戶燃氣采暖作為集中供暖的補充還是有廣闊市場的。     在確定單戶采暖熱水器的熱負荷時，可以參考附表3中給出的指標。因為中小熱水器是為各家各戶用的。各家各戶由于所在位置不同。用戶主人生活水平與習慣不同，因此各家各戶需要的采暖、熱水的熱負荷與每季采暖消耗的燃氣量都不一樣。生產廠家只能根據市場需要情況

15、確定一個負荷系列以滿足不同用戶的需要。           為了防止建筑圍護結構內部結露，寒冷地區的外墻厚度厚于溫暖地區。這樣就形成了我國各個地區的QH值相差不大。這就為廠家確定熱水器采暖熱負荷提供很大的方便。從附表3中還可看出各城市qHL值并非相差很大，在45一60W/m2之間。考慮到熱水器的熱效率后，100m2的建筑面積的住宅，采暖熱負荷也不過是68kW。由此可見目前負荷最小的5升熱水器能為一般住宅采暖，其熱負荷完全可以達到要求。    單戶采暖還要注意兩個問題

16、：    首先要考慮的是間歇采暖。由于單戶采暖調節比較方便，另一方面人在洗浴中對水的敏擊性很高，也就是說人在洗浴時，很容易覺察水溫的變化。而采暖系統的熱水溫度的變化卻不會馬上影響室內溫度，這是因為建筑物有一定熱情性的原故。因此對于單戶采暖無論是人工調節還是自動調節大都采用間歇采暖的方式。根據建筑物采暖熱工分析，間歇采暖的采暖設備的容量要大于連續采暖。為此對附表3中的qHL值，需要考慮因間歇采暖而增加的份額。       另外一個問題是開始采暖時房間溫升速度問題。因為單戶采暖的靈活性，當家中主人去上班時，可

17、以關閉采暖系統。有自控系統時要維持室內溫度為5左右。當主人回家后，啟動采暖系統，并希望室溫很快上升。這時采暖熱水器的熱負荷效應該大一些。這也是單戶燃氣采暖的一個特點。簡要結論    1.熱負荷是一切燃氣用具非常重要的參數。決不是越大越好。生產廠家在確定其批量生產的產品時，一定要根據用戶的類型與實際需要來確定。    2.單獨為采暖用的單戶采暖熱水器的負荷不需要太大。對于我國廣大用戶(三室)，其熱負荷為10kw己足夠。但是也不能完全根據建筑熱指標計算，定得不宜過低。要考慮間歇采暖及啟動時快速加熱等要求，故其熱負荷一般不低于10kW。    3.單獨為熱水的快速熱水器及采暖熱水兩用快速熱水器