热负荷计算

    用家用锅炉进行独立采暖，其家用锅炉的供热热负荷必须与户室对外的传热热负荷达到平衡，这样才能够按用户要求达到舒适温度。其户型热损包括外墙的传热，门、窗的散热以及屋顶、屋底的热损。计算详见《采暖空调制冷手册》（机械工业出版社  1997.10），在计算锅炉运行费用时，我们应取其平均热负荷来计算，这样比较合适。

下面以建筑面积为100平方米的住宅为例分析某地区的一般采暖热负荷计算方法：

1. 某市的气象资料（以北京为例）：

纬度：北纬40°49′

冬季采暖室外日平均温度≤8℃的天数：140天

冬季日平均温度≤8℃期间的平均温度：-6.2℃

冬季室外平均风速：1.6m/s 

2.根据人体的舒适性条件选择室内设计温度：18℃

3.根据围护结构特点选择和计算的传热系数K:

外墙：K1=1/（Rn+Rλ+Rw）

其中查表知

Rn=0.115m2K/w

Rw=0.04 m2K/w

Rλ=0.76 m2K/w  (按空心砖墙450毫米，外抹水泥砂浆，内粉刷白灰)

K1=1/(0.115+0.04+0.76)=1.09 w/ m2K

当室内外温差为24.2℃时为防止结露，外墙的最大传热系数为1.47w/ m2K，

因此，取K1=1.09 w/ m2K

外窗（双层钢窗）：传热系数K2=3.3w/ m2K

外门（单框木门）：传热系数K3=4.65 w/m2K

4．计算的基本传热量和附加耗热量

因建筑平面图不详，故取正方形模型计算各部分面积，房间层高取3米。

建筑面积为100平方米的房间各部分面积如下 （外墙面积按总墙面积的50%计算）：

外墙：F1=10*4*3*0.5*0.7=42 m2 

外窗：F2=10*4*3*0.5*0.3=18 m2

外门：F3=2 m2

Q1=K1*F1*(tn-tw)=1.09*42*(18+6.2)=1108w

Q2=K2*F2*(tn-tw)=3.3*18*(18+6.2)=1437w

Q3=K3*F3*(tn-tw)=4.65*2*(18+6.2)=225w

5．计算加热渗入空气所需的热量（换气次数法）

Q4=0.278*C*V*N*ρ*(tn-tw)

  C:冷空气比热容，取C=1kJ/kg.K

  V:建筑物体积，V=100*3=300m3

  N：换气次数，取N=1次/小时

  ρ;冷空气密度，1.35kg/ m3

  Q5=0.278*1*100*3*1*1.35*（18+6.2）*1000/3600=757w

6．求出房间采暖系统的热负荷

Q=Q1+Q2+Q3+Q4

  =1108+1437+225+757

  =3527w

注：对于一个标准层的房间，因上下楼层及邻室均为采暖房，故可不考虑楼板及内墙的散热量，对于底层和层，其热负荷会稍高，建议在地面及屋顶作保温处理。

运行费用计算

1．燃气费：    

耗气量的计算是以房间的热负荷为依据的。通过上面的计算可知在某地区单位建筑面积的热负荷为3527/100=35W/ m2，加10%的余量，取38.5W，合每平方米33.1kcal/h。

则每平方米房子每天损耗的热量是：33.1*24=794.4kcal

若家用壁挂式燃气锅炉使用的是天然气（发热量8600 kcal/Nm3）则每平方米每月所需的天然气量为：794.4/8600*30=2.77 Nm3

每平方米每月的运行费用是(天然气按照每立方米价格1.80元)：1.80*2.27=4.98元

以上是按照家用锅炉每天24小时全符合运行采暖时的费用，但对于家用壁挂式燃气锅炉在使用时，由于家用壁挂式燃气锅炉的可调节性好，晚上睡眠时通常会调低锅炉温度，当家中无人时（朝九晚五的上班族），家用壁挂锅炉可以停机，所以家用锅炉实际发生的费用通常是以上费用的60%-80%即：2.99元——3.98元

2．电费：

小松鼠家用壁挂式燃气锅炉的运行最大电功率为0.125千瓦，建筑面积为100平方米的住宅，每单位建筑面积每月的电耗为0.125*24*30/100=0.9千瓦时。

电价按每千瓦时0.4元计算，每单位建筑面积每月所需电费为0.9*0.4=0.36元

3．总的运行费用

使用家用壁挂炉，单位建筑面积每月总的运行费用为3.35——4.34元