dai第二章 空调负荷计算与送风量.pptx

第二章空调负荷计算与送风量 主讲教师 戴晓丽建筑环境与能源应用工程专业 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 1 空气调节 内容提要 第二章空调负荷计算与送风量 2 2020 1 15 第一节室内外空气计算参数 第二节太阳辐射热对建筑物的热作用 第三节通过围护结构的得热量及其形成的冷负荷 第四节室内热源 湿源的散热散湿形成冷负荷与湿负荷 第五节冷负荷的工程简化计算法及热负荷的计算 第六节空调房间送风量的确定 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 3 得热量 得湿量 在室内外热湿扰量的作用下 某时刻进入恒温恒湿房间内的总热量和总湿量称为该时刻的得 耗 热量和得 耗 湿量 影响得热量因素 影响得湿量因素 1 人体2 各种工艺设备3 各种电子 电气设备 1 外扰量 太阳辐射 室内外温差 2 内扰量 人体 照明 各种工艺设备 电子 电气设备等 前言 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 4 冷负荷 为了保持空调房间设定 t 不变 需要向房间供给的冷量 或从该房间除去多余的热量 热负荷 为了维持空调房间设定 t 不变 需要向房间除去的冷量 或从该房间供给多余的热量 湿负荷 为了维持空调房间设定的 不变 需要从房间除去或增加的湿量 负荷 空调系统的作用是平衡室内 外干扰因素的影响 使室内温度 湿度维持为设定的数值 在空调技术中将这些干扰因素对室内的影响称为负荷 Tip 空调房间的冷 热 湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据 前言 2 1室内外空气计算参数 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 5 一 室内外空气计算参数的概念 一 室内空气计算参数定义空调的实质是维持室内空气具有一定的状态参数 在进行空调设计时 要按规定的室内空气状态参数进行计算 这一规定的空气状态参数叫 或设计参数 二 室外空气计算参数定义室外空气计算参数对空调运行也有一定的影响 在空调设计时 要按规定的室外空气状态进行计算 这一规定的室外空气状态参数称为 或设计参数 二 室内空气计算参数 t v 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 6 空气参数 温度 湿度 空气流速 描述方法 基数和空调精度 基数 在空调区域内 所要保持的基准温湿度 空调精度 在空调区域内 在工件旁一个或数个测量点上水银温度计或相对湿度计在要求的持续时间内 所示的空气参数偏离室内参数基数的最大差值 离外墙0 5m 地面0 3m至高于精密仪器或人的呼吸区0 3 0 5m范围内 舒适性空调 无精度要求 工艺性空调 依工艺过程而定 一 舒适性空调室内空气计算参数 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 7 1 热舒适知识回顾 1 人体热平衡方程式 S M W C R E 式中S 人体蓄热率W m2M 人体能量代谢率W m2W 人体作的机械功W m2E 汗液蒸发和呼出的水蒸汽带走的热量W m2R 人体辐射热量W m2C 人体与室内空气对流的热交换量W m2 t C E v E C 室内其物体表面温度C R 人体活动量 衣着 年龄性别M 影响人体舒适感的因素 当S 0 热不舒适 当S 0时 出现冷感受 打颤 当S 0时 人体处于热平衡状态 环境因素 人为因素 1 2 有效温度图和舒适区 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 8 新有效温度 通过对身着0 6clo服装 静坐在流速0 15m s空气中的人进行热感觉实验 并采用 50 的空气温度作为与其冷热感相同环境的等效温度 它是影响舒适度的多个因素 如干球温度 湿度 空气流速等 的一个综合指标 等效温度线 以 50 为基准的不同温湿度组合 给人以相同的感觉 即等效温度线的各点由不同温度湿度组合 它给人相同的冷热感 2 有效温度图和舒适区 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 9 舒适区 菱形区 美国堪萨斯州立大学推荐 实验条件 身着0 6 0 8clo服装坐着的人梯形区 ASHRAE推荐的舒适图实验条件 身着0 8 1 0clo服装坐着 但活动量稍大的人 推荐的室内设计条件区域 重叠区 3 人体热舒适方程PMV PPD指标 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 10 PMV 预期平均评价 S M W C R E 人体热舒适方程 1 2 3 4 5 Fanger教授通过对1396名试验者提出表征人体热反应的评价指标PMV 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 11 3 人体热舒适方程和PMV PPD指标 PPD 预期平均不满意百分率 表3 0 4不同热舒适度等级对应的PMV PPD GB50736 2012 民用建筑采暖通风与空气调节设计规范 GB50736 2012 规定 ISO7730标准 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 12 2 室内空气温湿度计算参数的确定 1 确定原则 室内参数综合作用下的舒适条件室外气温经济条件节能 2 舒适性空调室内设计参数 暖规GB50019 2003 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 13 2 舒适性空调室内设计参数 新民规GB50736 2012 商场 车站 机场 营业厅 展厅 书店 门厅 游泳馆 兵乓球 羽毛球馆等体育建筑和医院特护病房 广播电视等特殊建筑除外 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 14 公建节能 民用建筑技术措施 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 15 二 工艺性空调室内空气计算参数 降温性空调不考虑空调精度 只规定温湿度的限制 如纺织厂 印刷厂 卷烟厂 恒温恒湿空调对空调基数精度都有一定要求 如计量室 热电偶测量 净化空调温度 湿度 洁净度均有严格要求 采暖通风与空气调节规范 3 1 3规定 工艺性空调室内设计温度 相对湿度及其允许波动范围 应根据工艺需要及健康要求确定 人员活动区的风速 供热工况时 不宜大于0 3m s 供冷工况时 宜采用0 2m s 0 5m s 从节能角度出发 应尽可能的提高夏季室内温度基数 补充 辐射供暖室内设计温度宜降低2 辐射供冷室内设计温度宜提高0 5 1 5 民规3 0 5 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 16 三 室外空气计算参数 室内外空气温差空调系统采用一部分新风 室外空气计算参数从以下两方面影响系统设计容量 一 室外空气温 湿度的变化规律 1 温度的变化规律 气温日变化呈24h周期变化 凌晨4 5点气温最低 下午两三点气温最高 2 湿度的变化规律 d 一日中基本无变化 与干球温度变化规律相反 二 夏季空调室外空气计算参数的确定 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 17 夏季空调室外计算干球温度应采用历年平均不保证50小时的干球温度夏季空调室外计算湿球温度应采用历年平均不保证50小时的湿球温度夏季空调室外计算日平均温度应采用历年平均不保证5天的日平均温度夏季空调室外计算逐时温度 A0 0阶外扰An n阶室外气温波幅wn n阶室外气温变化频率 n n阶室外气温变化的初相角 历年平均 系针对累年 1978 2007年 不保证总天数或小时数的历年平均值而言的 6 7 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 18 夏季空调室外计算逐时温度 民规4 1 11 8 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 19 三 冬季空调室外空气计算参数的确定 冬季空调室外计算干球温度应采用历年平均不保证1天的日平均温度冬季空调室外计算相对湿度应采用累年最冷月平均相对湿度 中国 按照平均或累年不保证时日数确定 美国 日本 英国等 一般采用不保证率的方法 按稳定传热计算 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 20 2 2太阳辐射热对建筑物的热作用 一 太阳辐射热的基本知识 一 辐射强度I W m2 表示太阳辐射热量的大小 定义为一平方黑体表面在太阳照射下所获得的热量值 二 太阳常数I0 W m2 太阳射线在到达大气层上界时 日地平均距离处 垂直于太阳射线方向的表面上的辐射强度I0 1353W m2 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 21 被大气层中的O3 H2O CO2吸收 被云层中的尘埃 水珠 气体分子散射 其余沿大气层直射到地面 宇宙空间 地面 散射辐射 无方向性 直射辐射 有方向 到达地面 三 到达地球表面的太阳辐射能 Tip 1 到达地面的太阳辐射能包括直射辐射和散射辐射两种 其中直射辐射是影响地球表面总辐射的主要因素 2 其到达地面的总辐射强度取决于大气透明度以及地球与太阳的相对位置 纬度 朝向 地方太阳时 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 22 太阳总辐射强度 暖规 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 23 太阳总辐射强度 暖规 续 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 24 四 围护结构外表面的太阳辐射能 紫外线区 0 2 m 0 4 m 可见光区 0 4 m 0 76 m 红外线区 0 76 m 到达地面的太阳辐射光谱根据波长可分为 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 25 当太阳射线照射到非透明围护结构外表面时 被吸收 被反射 表面粗糙度 表面颜色 比例取决于 同一种材料对不同波长的吸收率也不同 Question 哪种颜色的房屋室内负荷最小 其余条件均相同 各材料的围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数 见下页附录2 5 四 围护结构外表面的太阳辐射能 续 围护结构外表面的太阳辐射热吸收系数 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 26 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 27 二 室外空气综合温度 外表面单位面积上得到的热量 围护结构外表面对流换热系数 吸收系数 太阳辐射强度 9 考虑入射角 围护结构的特性 地面表面特性等多个因素的综合值 tz 相当于室外气温由原来的tw增加了一个太阳辐射的等效温度 围护结构外表面的热平衡 一 未考虑围护结构外表面与天空和周围物体之间存在的长波辐射 Tip 室外空气综合温度因朝向以及围护结构外表面的材料不同而不同 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 28 10 二 考虑围护结构外表面与天空和周围物体之间存在的长波辐射 围护结构外表面的长波辐射系数 围护结构向外界发射的长波辐射和由天空及周围物体向围护结构外表面的长波辐射之差 垂直表面 水平表面 Tip 考虑了长波辐射 室外空气综合温度tz有所下降 例题 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 29 例2 2 北京地区某建筑物屋顶吸收系数 0 90 东墙 0 75 试计算11时作用于屋顶和东墙的室外综合温度 夏季北京大气透明度为4 解 室外空气逐时温度 Tip 一个建筑的屋顶和各朝向的外墙表面有不同的综合温度值 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 30 2 3通过围护结构的得热量及其形成的冷负荷 一 基本概念 一 得热量和冷负荷 得热量 HeatGain 某一时刻由室外和室内热源进入房间的热量总和 即通过围护结构进入到房间的 以及房间内部散出的各种热量 太阳辐射 室内外温差人体 照明 工艺设备 电气设备冷负荷 coolingload 为了维持室温恒定 空调设备某一时刻应从室内排出去的热量 进入 排出 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 31 二 得热量与冷负荷的关系 得热量 显热 潜热 对流 辐射 瞬时冷负荷 瞬时冷负荷 围护结构及室内物体升温滞后冷负荷 延迟和衰减 Tip 得热量转化为冷负荷时存在一定的延迟和衰减 辐射的存在是其根源 对流 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 32 一朝西的房间 当其温度保持一定 空调装置连续运行时 进入室内的瞬时太阳辐射热与冷负荷之间的关系 峰值衰减 相位延迟 当室温恒定时 两部分阴影面积相等 二 得热量与冷负荷的关系 热源特性与房间构造影响 对于恒温恒湿房间 理论上在足够长的时间内 总冷负荷必等于总得热量 取决于热源的特性 内表面的角系数及其长波辐射量 取决于热源的特性 内表面的角系数及其长波辐射量 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 33 衰减与延迟的程度 围护结构及家具设备的热容量 重量 比热 重量 二 得热量与冷负荷的关系 围护结构热工特性的影响 建筑物的蓄热能力 二 得热量与冷负荷的关系 空调方式的影响 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 34 常规的送风方式空调需要去除的是进入到空气中的得热量 冷辐射板空调需要去除的热量除了进入到空气中的得热量外 还包括部分贮存在热表面上的得热量 送风 负荷 对流部分辐射 负荷 对流部分 部分辐射部分 总结 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 35 得热量与冷负荷之间的关系取决于 热源的特性 对流与辐射的比例 房间的构造 角系数 围护结构的热工特性 蓄热能力 空调方式 常规送风与辐射 冷负荷与得热有关 但不一定相等 得热量与空调系统本身无关 而冷负荷与空调系统具有直接的联系 得热量是一个自然存在的参变量 而冷负荷是一个人工干预后的参变量 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 36 三 除热量 若室温不能维持恒定 当空调间歇运行 即使连续运行 室温有波动 引起围护结构额外的蓄热和放热 使得空调设备要从室内多取走一些热量 这种在非稳定工况下 空调设备自室内带走的热量称为 除热量 四 得热 负荷 除热量关系汇总 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 37 二 负荷计算方法 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 38 一 负荷计算方法发展历史 1946年 美国人C O Mackey和L T Wight提出当量温差法 20世纪50年代初 苏联人什克洛维尔提出谐波分解法 1968年 加拿大学者D G Stephenson和G P Mitalas提出了反应系数法 区分得热与负荷的区别1971年 加拿大学者D G Stephenson和G P Mitalas又用z传递函数法改进了反应系数法 并提出了适合手算的冷负荷系数法 1975年 Rudoy和Duran采用传递函数法求得了一批典型建筑的冷负荷温差和冷负荷系数 1977年 ASHARE1977年的手册对冷负荷系数法正式予以采用 1982年 我国开展了新计算方法的研究 一致通过了谐波反应法 冷负荷系数法 针对我国建筑提出一批典型的围护结构的冷负荷温差 冷负荷温度 以及冷负荷强度系数 冷负荷系数 未区分得热与负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 39 二 常用的负荷求解方法 1 稳态计算法 适用性 1 蓄热性能较差的轻型结构 2 室外的温度波动远小于室内外温差的平均值 仅限于冬季寒冷地区 夏季不合适 不考虑建筑物历史时刻传热过程的影响 而仅采用室内外瞬时或平均温差进行计算 夏季采用日平均温差 负荷将偏小 采用逐时室内外温差 不考虑蓄热 负荷将偏大 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 40 2 非稳态计算法 积分变换 复杂偏微分方程 简单的方程 求解 积分变换 逆变换 积分变换 傅里叶变换 拉普拉斯变换 谐波反应法 冷负荷系数法 把边界条件离散为等时间间隔 按时间序列分布的单元扰量 把边界条件离散分解为简谐波的周期性函数 3 采用模拟软件计算法 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 41 DOE 2美国能源部主持 美国劳伦斯伯克利国家实验室开发 于1979年首次发布的建筑全年逐时能耗模拟软件 是目前国际上应用最普遍的建筑热模拟商用软件 ESP rESP r是由英国于1977 1984年开发的建筑与设备系统能耗动态模拟软件 负荷计算采用有限差分法 EnergyPlusEnergyPlus是美国劳伦斯伯克利国家实验室于20世纪90年代开发的商用教学研究用的建筑热模拟软件 其负荷计算采用的是传递函数法 反应系数法 DeSTDeST是由清华大学建筑技术科学系建筑环境与设备研究所近20年研究开发的建筑热环境模拟软件 tz 三 谐波反应法计算冷负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 42 外扰 内扰 太阳辐射 室外空气温度 设备 电热 电子 电动 照明 人体 非透明围护结构 外墙 屋顶 透明围护结构 玻璃窗 玻璃幕墙 不稳定温差传热 温差瞬变传热 日射得热形成的冷负荷 透射 冷负荷 显热 潜热 其它 吸收 忽略 一 通过外墙 屋顶的得热量及其形成的冷负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 43 传热延迟时间 内表面温度波对外侧综合温度的相应滞后 传热衰减度 围护结构外侧综合温度的波幅与内表面温度波幅的比值 A 外扰形成室内得热量 内扰 的过程 A1 A2 A2 室内表面温度 室内得热量 A1 室外空气综合温度 室内表面温度 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 44 B 室内得热量 内扰 形成冷负荷的过程 房间的放热衰减度 定义进入房间的辐射得热与室内冷负荷波幅的比值 房间的放热延迟 室内冷负荷对辐射得热的相位滞后 冷负荷形成需要两个过程 1 由于外扰 室外空气综合温度 形成室内得热量的过程 内扰 此过程考虑外扰的周期性和围护结构对外扰量的衰减和延迟 2 内扰量形成冷负荷的过程 对流是瞬时冷负荷的一部分 辐射则要考虑房间总体蓄热作用后 表现为放热衰减和放热延迟 才转换为瞬时冷负荷 1 综合温度作用下经围护结构传入的得热量 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 45 1 综合温度可表示为 平均值 波动值 1 2 由室外综合温度作用下的室内得热量 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 46 1 室外综合温度的平均值作用下 2 室外综合温度的波动值作用下 引起的围护结构内表面温度波动 产生的附加不稳定传热量 围护结构的内表面放热系数 围护结构对n阶综合温度扰量的衰减度和相位延迟 当量温差 某时刻的总得热量 2 1 3 4 5 2 通过墙体 屋顶传入的房间冷负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 47 房间得热量 1 对流得热形成的冷负荷 2 辐射得热形成的冷负荷 辐射得热稳定部分形成的冷负荷 辐射得热不稳定部分形成的冷负荷 6 7 8 辐射得热 1 辐射得热稳定部分形成的冷负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 48 向邻室传热 又从另一邻室传入相同的热量 只传出热量 而不传入热量 这部分稳定得热通过提升墙体内表面温度 形成对流得热 直接转换为冷负荷 传出热量 冷负荷 9 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 49 2 辐射得热不稳定部分形成的冷负荷 辐射得热中的不稳定部分为 该部分以Pf比例分配给各个表面 则第j个表面可得到的得热量为 转换成冷负荷 房间所有表面引起的放热反应为 第j表面n阶辐射热扰量的放热衰减度和相位延迟 房间第j个表面引起的放热反应为 房间对n阶墙体传导得热中辐射热扰量的衰减度和相位延迟 又称放热特性 10 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 50 影响该房间的放热特性 的主要因素 六面体各内表面的放热衰减度 放热相位延迟 见表2 9 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 51 各表面接受的辐射热扰量的比例Pj 辐射扰量的类型 各围护结构的表面性质 房间各部分的尺寸比例 见表2 7 某一标准房间内各围护结构内表面的分配系数 影响房间冷负荷的主要围护结构 影响该房间的放热特性 的主要因素 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 52 如果楼面上满铺地毯 则不论楼板构造如何 均视该房间为轻型 如果内墙属于轻钢龙骨或轻质条板之类的隔墙 则不论隔墙的具体构造如何 均视该内墙为轻型 如果楼板和内墙分别属于相邻的不同类型 则视该房间为较轻的那一类型 如果楼板和内墙分别属于轻 重两个类型 则视该房间为中型 房间的分类 3 通过墙体 屋顶传入形成的总冷负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 53 负荷温差 代入整理为 总冷负荷为 得热量为 11 12 5 9 10 7 Tip 当 则 二 通过窗户的得热量及其形成的冷负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 54 1 瞬变传导得热和冷负荷 温度波衰减度为相位延迟为 不考虑窗户的热容 房间对n阶窗户传导得热中辐射扰量的衰减度和相位延迟 瞬变传热得热量 冷负荷 13 14 2 日射得热和冷负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 55 直接透射到室内的太阳辐射热qt 被玻璃吸收的太阳辐射热传向室内的热量q 日射得热 影响日射得热的因素 太阳辐射特性 辐射强度入射角 纬度 日期 时间等 窗玻璃特性 玻璃光学性能是否遮阳窗户结构 钢窗 木窗 单双层玻璃等 内 外放热系数 日射得热因数Dj 标准玻璃 3mm普通平板玻璃 在特定的内外表面放热系数下 在不同地点 不同朝向的单位面积日射得热量 1 日射得热量 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 56 Cs 窗玻璃的遮挡系数 附录2 7 Cn 窗内遮阳设施的遮阳系数 附录2 8 2 日射得热形成的冷负荷 15 16 17 房间对n阶窗户日射得热中辐射扰量的衰减度和相位延迟 2 4室内热源 湿源的散热散湿形成的冷负荷和湿负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 57 tz 外扰 内扰 太阳辐射 室外空气温度 设备 电热 电子 电动 办公 照明 人体 非透明围护结构 外墙 屋顶 透明围护结构 玻璃窗 玻璃幕墙 不稳定温差传热 温差瞬变传热 日射得热形成的冷负荷 透射 吸收 忽略 冷负荷 显热 潜热 瞬时冷负荷 对流 辐射 瞬时冷负荷 滞后冷负荷 其它 一 室内热源散热量 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 58 一 设备散热 1 电动设备 工艺设备散热 电动机散热 电动机效率 一般可取0 7 0 9 反应安装功率的利用程度 一般可取0 5 反应平均负荷达到最大负荷的程度 一般可取0 5 0 8 实际输入功率 实际输出功率 额定输出功率 1 2 3 2 电热设备 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 59 对于保温密闭罩的电热设备 散热量为 n4 考虑排风带走热量的系数 一般取0 5 3 电子设备 n4 通风保温系数 n3 对于计算机可取1 0 一般仪表取0 5 0 9 4 5 4 办公设备散热量 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 60 Si 第i类设备的台数qi 单台散热量 见下表n 设备的种类数 单台办公设备的散热量qi 6 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 61 Tip 该设备得热量中的辐射与对流比例与工艺设备的类型有关 具体范围如下 返回 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 62 二 照明得热 白炽灯 荧光灯 n1 镇流器消耗功率系数当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时 取1 2当暗装荧光灯镇流器装设在顶篷内时 可取1n2 灯罩隔热系数当荧光灯罩上部穿有小孔 可利用自然通风散热与顶棚内时 取0 5 0 6当荧光灯罩无通风孔时 取0 6 0 8 Tip 该得热量中的辐射与对流比例取决于热源的类型 见表2 5其辐射部分在室内表面的分配与房间尺寸和照明设备的位置有关 7 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 63 三 人体散热与散湿 影响人体散热量的因素 性别年龄衣着劳动强度周围温湿度环境 群集系数n 以成年男子为基础 乘以考虑了各类人员组成比例的系数 见表2 17 q 不同室温和劳动性质时成年男子散热量 W 见表2 18 8 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 64 二 室内热源散热形成的冷负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 65 设备 照明和人体散热得热呈现的特征 矩形波 得热量为常量 矩形波得热量可展开成傅里叶级数形式 可写成 相应的冷负荷为 谐波反应法 房间对设备 照明和人体得热中辐射扰量的n阶衰减度和相位延迟 9 三 湿源散湿量 湿负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 66 民规 7 2 9规定 空调区的夏季计算散湿量 应考虑散湿源的种类 人员群集系数 同时使用系数以及通风系数等 并根据下列各项确定 1 人体散湿量 2 渗透空气带入的湿量 3 化学反应过程的散湿量 4 各种潮湿表面 液面或液流的散湿量 5 食品或其他物料的散湿量 6 设备散湿量 一 人体的散湿量 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 67 n 群集系数n 人数g 一名成年男子每小时散湿量g h 见表2 18 10 二 水槽表面或地面积水散湿量 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 68 11a 11b 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 69 民规 7 2 2规定 空调区的夏季计算得热量 应根据下列各项确定 1 通过围护结构传入的热量 2 通过透明围护结构进入的太阳辐射热量 3 人体散热量 4 照明散热量 5 设备 器具 管道及其他内部热源的散热量 6 食品和物料的散热量 7 渗透空气带入的热量 8 伴随各种散湿过程产生的潜热量 2 5冷负荷的工程简化计算法及热负荷的计算 房间或封闭空间中 保持空气参数在给定范围之内的区域 该得热量只计算空调区的得热量 包括空调区自身的得热量和由空气调节区外传入的得热量 分层空调中的对流热转移和辐射热转移 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 70 民规 7 2 5规定 空调区的夏季冷负荷计算时 当屋顶处于空调区之外时 只计算屋顶进入空调区的辐射部分形成的冷负荷 高大空间采用分层空调时 空调区的逐时冷负荷可按全室性空调计算的逐时冷负荷乘以小于1的系数 民规 7 2 4规定 前3项要按非稳态传热计算 其中第3项处于人员密集空调区的人体散热量可按稳态传热计算 第4和第5项 当其设备和照明不是全天使用时 也要按非稳态传热进行计算 一 谐波反应法的工程简化计算方法 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 71 一 通过外墙和屋顶的传热冷负荷 非稳态 计算时刻 延迟时间 作用时刻 作用时刻的负荷温差 见附录2 10 1 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 72 0 2时采用 民规 7 2 5规定 当室温允许波动范围大于等于 1 时的空调区 通过非轻型外墙 传入的热量可采用稳态法计算形成的冷负荷 围护结构越厚 n越大 越小 二 通过窗户形成的冷负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 73 1 通过玻璃窗的温差瞬变得热形成的冷负荷 计算时刻的负荷温差 2 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 74 2 窗户日射得热形成的冷负荷 Xg 窗户有效面积系数 扣除边框等净面积 单层钢窗0 85 双层钢窗0 75 单层木窗0 7 双层木窗0 6Xd 地点修正系数 附录2 13Jj 计算时刻时 透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷 负荷强度 3 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 75 1 外窗无任何遮阳设施辐射冷负荷 4 1 引自 实用供热空调设计手册 2 外窗只有内遮阳设施的辐射负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 76 4 2 3 外窗只有外遮阳板的辐射负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 77 4 外窗既有内遮阳设施又有外遮阳板的辐射负荷 计算时刻下 透过有内遮阳设施外窗的太阳散射辐射负荷强度 F1 窗口受到太阳照射时的直射面积 计算时刻下 透过无遮阳设施外窗的太阳散射辐射负荷强度 4 3 4 4 三 设备 照明 人体形成的冷负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 78 5 Q 设备 照明和人体的得热T 设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻 h T 从设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻到计算时刻 h 设备 照明 人体负荷强度系数 附录2 14 2 15 2 16 室内热源所形成的冷负荷与其散热开始时刻及延续时间有关 二 冷负荷系数法的工程简化计算法 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 79 一 通过外墙 屋顶 窗户的传热冷负荷 非稳态 冷负荷温度逐时值 外墙 屋顶 窗户 特例 当室温允许波动范围 1 的空调区 其非轻型外墙传热形成的夏季冷负荷 也可近似按稳态方法计算 5 6 tzp 夏季空调室外计算日平均综合温度twp 夏季空调室外计算日平均温度Jp 围护结构所在朝向太阳总辐射照度的日平均值 w m2 围护结构外表面对于太阳辐射热的吸收系数 w 围护结构外表面换热系数 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 80 二 内围护结构 隔墙 楼板 的传热冷负荷 稳态 Qcl KF tls tn W tls 邻室计算平均温度 1 邻室为空调房间 tls就是邻室的室内计算温度 基本原则 民规7 2 8规定 空调房间与邻室的夏季温差 3 时 需计算内围护结构传热形成的冷负荷 内围护结构冷负荷采用稳定传热方法 不必进行逐时计算 7 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 81 2 邻室为非空调房间 tls twp tlstwp 夏季空调室外计算日平均温度 tls 邻室计算平均温度与夏季空调室外计算日平均温度的差值tls twp 与邻室散热量有关 7 1 三 地面冷负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 82 工艺性空调 当有外墙时 距外墙2m范围内的地面受室外气温和太阳辐射热的影响较大 因此 民规 7 2 6中规定距外墙2m范围内的地面须计算传热形成的冷负荷 传热系数通常取为 非保温地面0 47W m2 保温地面0 35W m2 舒适性空调 夏季通过地面传热形成的冷负荷所占的比例很小 可以忽略不计 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 83 四 通过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷 非稳态 日射得热因数最大值 冷负荷系数 五 室内人体显热 照明 设备散热形成的冷负荷 非稳态 人体 照明 设备显热散热冷负荷系数 8 9 六 室内人体潜热冷负荷 直接转化为冷负荷 10 群集系数 人数 潜热量 七 食物冷负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 84 餐厅的食物散湿量D kg h 可按下式计算 n 就餐总人数 n 群集系数 食物散湿量形成的潜热冷负荷 W 可按下式计算 一般食物散热量形成的显热冷负荷可按照每位就餐客人9W计算 显热冷负荷 潜热冷负荷 直接转化为冷负荷 12 11 八 水面蒸发潜热冷负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 85 F 蒸发表面积 m2g 单位水面的蒸发量 kg h m2r 汽化潜热 敞开水面的蒸发散湿量 湿负荷 潜热冷负荷 直接转化为冷负荷 13 kg h 14 三 谐波反应法与冷负荷系数比较 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 86 四 空调总冷负荷的确定 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 87 空调区的夏季冷负荷 应按空调区各项逐时冷负荷的综合最大值确定 空调建筑的夏季冷负荷 末端设备设有温度自动控制装置时 空调系统的夏季冷负荷按所服务各空调区逐时冷负荷的综合最大值确定 末端设备无温度自动控制装置时 空调系统的夏季冷负荷按所服务各空调区冷负荷的累计值确定 空调系统的冷负荷系统所服务区域的空调建筑的计算冷负荷新风冷负荷再热冷负荷空气通过风机 风管温升引起的附加冷负荷冷水通过水泵 管道 水箱温升引起的附加冷负荷其他进入空调系统的热量 累加 确定房间空调送风处理过程和空调设备容量的依据 确定制冷系统总装机容量的依据 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 88 空调系统的冷负荷 空调建筑冷负荷 五 空调区的热负荷 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 89 空调热负荷与采暖热负荷区别 室外计算温度不同 区内温度不保证的时间一般少于供暖房间当空调区有足够的正压时 不必计算经由门窗缝隙渗入室内冷空气的耗热量 扣除室内设备等所形成的稳定散热量 空调热负荷与采暖热负荷计算方法基本相同 对于民用建筑 其空调区的热负荷主要为围护结构传热形成的耗热量 空调系统的冬季热负荷 空调区热负荷加热新风所需的热量 应按照所服务各空调区热负荷的累计值确定 除了空调风管局部布置在室外环境的情况外 可不计入新风负荷除外的各项附加热负荷 一 围护结构的基本耗热量 稳态计算 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 90 冬季空调室内外计算温度 围护结构的温差修正系数 见下表 15 二 围护结构的附加耗热量 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 91 朝向修正率北 东北 西北朝向0 10 东 西朝向 5 东南 西南朝向 10 15 南向 15 30 风力附加率设在不避风的高地 河边 海岸 旷野上的建筑物 以及城镇明显高出周围其他建筑物的建筑物 其垂直外围护结构宜附加5 10 围护结构的高度附加率当房间高度超过4m时每高出1m应附加2 但总附加率不应大于15 外门附加率 n楼层数 一道门按65 n两道门 有门斗 按80 n三道门 有两个门斗 按60 n公共建筑的主要出入口按500 注意 高度附加率是附加在基本耗热量和其他附加耗热量的总和上 六 冷热负荷的估算法 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 92 民规 7 2 1规定 除在方案设计或初步设计阶段可使用热 冷负荷指标进行必要的估算外 施工图设计阶段应对空调区的冬季热负荷和夏季热负荷进行计算 估算法 根据空调负荷概算指标 即折算到建筑物中每m2空调面积上设备所需提供的负荷值 表 部分公共建筑的空调负荷概算指标 w m2 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 93 例题2 5 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 94 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 95 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 96 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 97 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 98 思考题 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 99 思考题2 思考题1 解答 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 100 思考题1 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 101 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 102 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 103 2020 1 15 第二章空调负荷计算与送风量 104 2020 1 15 第