5.3 耗热量、热水量和加热设备供热量的计算

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【已废止】建筑给水排水设计规范 GB50015-2003

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5.3.1 设计小时耗热量的计算应符合下列要求：
    1 设有集中热水供应系统的居住小区的设计小时耗热量应按下列规定计算：
        1) 当居住小区内配套公共设施的最大用水时时段与住宅的最大用水时时段一致时，应按两者的设计小时耗热量叠加计算；
        2) 当居住小区内配套公共设施的最大用水时时段与住宅的最大用水时时段不一致时，应按住宅的设计小时耗热量加配套公共设施的平均小时耗热量叠加计算。
    2 全日供应热水的宿舍(Ⅰ、Ⅱ类)、住宅、别墅、酒店式公寓、招待所、培训中心、旅馆、宾馆的客房(不含员工)、医院住院部、养老院、幼儿园、托儿所(有住宿)、办公楼等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量应按下式计算：

式中：

——设计小时耗热量(KJ/h);

m——用水计算单位数(人数或床位数);

——热水用水定额(L/人·d或L/床·d),按本规范表5.1.1采用;

C——水的比热，C=4.187(KJ/kg·℃);

——热水温度，tr=60(℃);

t1——冷水温度，按本规范表5.1.4选用;

——热水密度(kg/L);

T——每日使用时间(h),按本规范表5.1.1采用;

——小时变化系数，可按表5.3.1采用。

表5.3.1 热水小时变化系数Kh值

注：1 根据热水用水定额高低、使用人（床）数多少取值，当热水用水定额高、使用人（床）数多时取值低，反之取值高，使用人（床）数小于等于下限值及大于等于上限制的，就取下限值或上限制，中间值可用内插法求得；
2 设有全日集中热水供应系统的办公楼、公共浴室等表中未列入的其他类建筑的Kh值可按本规范表3.1.10中给水的小时变化系数选值。
3 定时供应热水的住宅、旅馆、医院及工业企业生活间、公共浴室、宿舍(Ⅲ、Ⅳ类)、剧院化妆间、体育馆(场)运动员休息室等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量应按下式计算：

式中：

——设计小时耗热量(KJ/h);

——卫生器具热水的小时用水定额(L/h)，按本规范表5.1.1-2采用;

C——水的比热，C=4.187(KJ/kg·℃);

——热水温度(℃)，按本规范表5.1.1-2采用;

t1——冷水温度(℃)，按本规范表5.1.4采用;

——热水密度(kg/L);

——同类型卫生器具数;

b——卫生器具的同时使用百分数：住宅、旅馆、医院、疗养院病房，卫生间内浴盆或淋浴器可按70%~100%计，其他器具不计，但定时连续供水时间应大于等于2h。工业企业生活间、公共浴室、学校、剧院、体育馆(场)等的浴室内的淋浴器和洗脸盆均按100%计。住宅一户设有多个卫生间时，可按一个卫生间计算。

不同使用热水部门的单一建筑或具有多种使用功能的综合性建筑，当其热水由同一热水供应系统供应时，设计小时耗热量，可按同一时间内出现用水高峰的主要用水部门的设计小时耗热量加其他用水部门的平均小时耗热量计算。

5.3.2 设计小时热水量可按下式计算：

式中：

——设计小时热水量(L/h);

——设计小时耗热量(KJ/h);

——设计热水温度(℃);
t1——设计冷水温度(℃)。

5.3.3 全日集中热水供应系统中，锅炉、水加热设备的设计小时供热量应根据日热水用量小时变化曲线、加热方式及锅炉、水加热设备的工作制度经积分曲线计算确定。当无条件时，可按下列原则确定：

1 容积式水加热器或贮热容积与其相当的水加热器、燃油(气)热水机组应按下式计算：

式中：

——容积式水加热器(含导流型容积式水加热器)的设计小时供热量(KJ/h);

——设计小时耗热量(KJ/h);

——有效贮热容积系数;容积式水加热器η=0.7~0.8,导流型容积式加热器η=0.8~0.9;第一循环
系统为自然循环时，卧式贮热水罐η=0.80~0.85;立式贮热水罐η=0.85~0.90;第一循环系
统为机械循环时，卧、立式贮热水罐η=1.0;

——总贮热容积(L);

T——设计小时耗热量持续时间(h),T=2h~4h;

——热水温度(℃)，按设计水加热器出水温度或贮水温度计算;

t1——冷水温度(℃),按本规范表5.1.4采用。

注：当

计算值小于平均小时耗热量时，

应取平均小时耗热量。水加热器或贮热容积与其相当的水加热器、燃油(气)热水机组的设计小时供热量应按设计小时耗热量计算；

3 半即热式、快速式水加热器及其他无贮热容积的水加热设备的设计小时供热量应按设计秒流量所需耗热量计算。

条文说明

5.3.1 本条在下列方面进行了局部修订：
1 将原规范耗热量单位由“W”(即J/s)改成“kJ/h”，便于计算。
    2 设计小时变化系数K_h的重新编制：
        1) 热水小时变化系数K_h存在的问题：
        原规范中热水小时变化系数K_h存在与给水的小时变化系数不匹配及计算值偏大的问题，是热水部分多年来一直未解决的难题。原规范中给水的K，是按用水定额大小变化取值的。且其值小变化范围小，如住宅(含别墅)K_h＝1.8～3.0，而热水的K_h是按使用热水的人数或单位数的变化取值的，其值相对给水的K_h大，且变化范围也大，如住宅、别墅K_h＝2.34～5.12。这样在工程设计中，当使用热水的人数少或较少时，就会出现热水的设计小时用水量高于给水(含热水水量)的设计小时用水量，这显然是不合理的。
        热水的K_h偏大带来的另一问题是热源、水加热、储热设备大，不经济，使用效率低，耗能。
        2) 此次编制中，对K_h的修编做了下述工作：
            (1)通过对北京蓝堡小区、伯宁花园两个小区集中生活热水供应系统三个月的逐日逐时热水用水量实测，并经数据分析整理后得出该两个小区集中生活热水系统的实际K_h值。
            (2)参考有关论文中对生活热水最大小时耗热量及修正现有K_h值的分析、推理，在设定给水小时变化系数K_h准确的基础上，对K_h进行了推导计算。其计算公式为：

式中：

——热水小时变化系数;

——给水用水定额(L/人·d或L/床·d);

——热水用水定额(L/人·d或L/床·d);

——60℃热水用水量占使用热水(使用水温为37℃~40℃时热水)用水量的比值，α=0.43~0.64;

——给水小时变化系数，见本规范表3.1.10。

(3)K_h计算示例：
某医院设公用盥洗室、淋浴室采用全日集中热水供应系统，设有病床800张，60℃热水用水定额取110L/床·d，试计算热水系统的K_h值。计算步骤：
1 查表5.3.1，医院的K_h＝3.63～2.56；
2 按800床位、110L/床·d定额内插法计算系统的K_h值：

3 将式(5.3.1—1)中的分母86400改为T，是因为全日供应热水的时间不都是24h，因此将86400(＝3600s/h×24h)改为T(T按本规范表5.1.1中的每日使用时间取值)更为准确。
5.3.3 本条对水加热设备的供热量(间接加热时所需热媒的供热量)作了如下具体规定：
1 容积式水加热器或贮热容积相当的水加热器、燃油(气)热水机组的供热量按式(4)计算：

该式是参照《美国1989年管道工程资料手册》《ASPEDataBook》的相关公式改写而成的。原公式为

式中：

——可提供的热水流量(L/s);

R——水加热器加热的流量(L/s);

M——可以使用的热水占罐体容积之比;

——总贮水容积(L);

d——高峰用水持续时间(h)。

对照美国公式，式（4）中的Q_g、Q_h、T分别相当于美国公式的R、Q_t和d，而

、V_r则相当于美国公式的MS_t。

式(4)的意义为，带有相当量贮热容积的水加热设备供热时，提供系统的设计小时耗热量由两部分组成：一部分是设计小时耗热量时间段内热媒的供热量Q_g；一部分是供给设计小时耗热量前水加热设备内已贮存好的热量。即式(4)的后半部分：

采用这个公式比较合理地解决了热媒供热量，即锅炉容量与水加热贮热设备之间的搭配关系。即前者大，后者可小，或前者小后者可大。避免了以往设计中不管水加热设备的贮热容积有多大，锅炉均按设计小时耗热量来选择，从而引起锅炉和水加热设备两者均偏大，利用率低，不合理不经济的现象。但当Q_g计算值小于平均小时耗热量时，Q_g按平均小时耗热量取值。
    2 半容积式水加热器或贮热容积相当的水加热器、热水机组的供热量按设计小时耗热量计算。
    由于半容积式水加热器的贮水容积只有容积式水加热器的1/2～1/3，甚至更小些，主要起调节稳定温度的作用，防止设备出水时冷时热。在调节供水量方面，只能调节设计小时耗热量与设计秒流量之间的差值，即保证在2min～5min高峰秒流量时不断热水。而这部分贮热水容积对于设计小时耗热量本身的调节作用很小，可以忽略不计。因此，半容积式水加热器的热媒供热量或贮热容积与其相当的水加热机组的供热量即按设计小时耗热量计算。
    3 半即热式、快速式水加热器及其他无贮热容积的水加热设备的供热量按设计秒流量计算。
    半即热式等水加热设备其贮热容积一般不足2min的设计小时耗热量所需的贮热容积，对于进入设备内的被加热水的温度与水量基本上起不到任何调节平衡作用。因此，其供热量应按设计秒流量所需的耗热量供给。

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