XX楼空调房间冷(热)、湿负荷.ppt

单元9空调房间冷 热 湿负荷 知识点 空调房间室内 外空气计算参数的确定原则和方法 太阳热辐射对建筑物的热作用及处理方法 冷负荷计算方法与步骤 热负荷与湿负荷计算方法 学习目标 了解空调房间室内 外空气计算参数的确定原则 掌握空调房间室内 外空气计算参数的选用方法 了解太阳热辐射对建筑物的热作用及处理方法 了解冷负荷计算方法 掌握冷负荷系数法的计算步骤与方法 掌握热负荷与湿负荷计算方法 在室内外热 湿扰量作用下 某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量 当得热量为负值时称为耗 失 热量 在某一时刻为保持房间恒温恒湿 需向房间供应的冷量称为冷负荷 相反 为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷 为维持室内相对湿度而需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷 空调房间冷 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 本单元主要介绍空调房间冷 热 湿负荷的计算方法 目录 9 1 9 2 9 3 空调房间室内 外空气计算参数的确定 太阳辐射热对建筑物的作用 空调房间冷 热 湿负荷 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 空调房间冷 热 湿负荷的计算必须以室外气象参数和室内要求维持的空气参数为依据 9 1 1空调房间室内空气计算参数 空调房间室内温湿度标准的描述方法 温湿度基数 空调精度 温湿度基数是指室内空气所要求的基准温度和基准相对湿度 空调精度是指在空调区域内温度和相对湿度允许的波动范围 如 tN 26 1 和 N 60 5 中 26 和60 是空调基数 1 和 5 是空调精度 空调区域是指离外墙0 5m 离地面0 3m至高于精密仪器设备或人的呼吸区0 3 0 5m范围内的空间 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 空调系统根据所服务对象的不同 可分为舒适性空调和工艺性空调 舒适性空调是从人体舒适感的角度来确定室内温 湿度设计标准 一般对空调精度无严格要求 工艺性空调主要满足工艺过程对温 湿度基数和精度的特殊要求 同时兼顾人体的卫生要求 1 人体热平衡和舒适感一般来说 人体是一个发热体 它不断释放热量 同时对周围环境的温湿度有一定的要求 人体是靠摄取食物获得能量的 在人体的新陈代谢过程中食物被分解氧化 同时释放出能量以维持生命 其中一部分能量转化为热能散发到体外 并与周围环境发生热量交换 人体为了维持正常的体温 必须使产热量和散热量保持平衡 根据能量转换和守恒定律可得人体热平衡方程式 S M R C E W 9 1 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 式中S 人体蓄热率 W m2 M 人体新陈代谢率 取决于人体的活动量的大小 W m2 R 穿衣人体与环境的辐射热交换 W m2 C 穿衣人体与环境的对流热交换 W m2 E 穿衣人体与环境的蒸发热交换 W m2 W 人体所作的机械功 W m2 上式中各项采用的单位均为W m2 是因为以上各项都与人体的外表面面积在一定程度上成线性关系 这样就可以忽略人的体形 年龄 性别等差别 使有关研究比较方便 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 在稳定的环境条件下 S应该为零 这时 人体保持了能量平衡 如果周围环境温度 空气温度及围护结构 周围物体表面温度 提高 则人体的对流和辐射散热量将减少 为了保持热平衡 人体会运用自身的自动调节机能来加强汗腺的分泌 这样 由于排汗量和消耗在汗液蒸发上热量的增加 在一定程度上会补偿人体对流和辐射散热的减少 当人体余热量难以全部散出时 余热量就会在体内蓄存起来 于是S变为正值 导致体温上升 人体会感到很不舒服 体温增到40 时 出汗停止 如不采取措施 则体温将迅速上升 当体温上升到43 5 时 人即死亡 汗液蒸发强度不仅与周围空气温度有关 而且和相对湿度 空气流动速度有关 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 在一定温度下 空气相对湿度的大小 表示空气中水蒸汽含量接近饱和的程度 相对湿度愈高 空气中水蒸汽分压力愈大 人体汗液蒸发量则愈少 所以 增加室内空气湿度 在高温时 会增加人体的热感 在低温时 由于空气潮湿增强了人体的导热和辐射 会加剧人体的冷感 周围空气的流动速度是影响人体对流散热和水分蒸发散热的主要因素之一 气流速度大时 由于提高了对流换热系数及湿交换系数 使对流散热和水分蒸发散热随之增强 亦加剧了人体的冷感 周围物体表面温度决定了人体辐射散热的强度 在同样的室内空气参数条件下 围护结构内表面温度高 人体增加热感 表面温度低则会增加冷感 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 综上所述 人体舒适感与下列因素有关 室内空气的温度 相对湿度 人体附近的空气流速 围护结构内表面及其它物体表面温度 此外 人的舒适感除受上述四项因素影响外 还和人体的活动量 人体的衣着 生活习惯 年龄 性别等因素有关 图9 1是美国暖通 空调 制冷工程师学会 ASHRAE 根据以上几种影响因素的综合作用 用等效温度的概念提出的舒适图 图中斜画的一组虚线称为等效温度线 它们的数值标注在 50 的相对湿度线上 如通过t 25 50 两等值线交点的虚线就称为25 等效温度 虽然在这条等效温度线上各点所表示的空气状态的干球温度和相对湿度都不相同 但是各个点的空气状态给人体的冷热感觉是相同的 都相当于t 25 50 条件下给人体的冷热感 从一条等效温度线可知 当相对湿度减小时 则维持同样冷热感觉所需要的温度增加 反之亦然 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 图9 1等效温度图 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 在图9 1中还画出了两块舒适区 一块是菱形面积 它是美国堪萨斯州大学通过实验所得出的 另一块有阴影的平行四边形面积是ASHRAE标准55 74所推荐的舒适区 两者的实验条件不同 前者适用于穿着0 6 0 8clo clo是衣服的热阻 1clo 0 155m2 K W 服装坐着的人 后者适用于穿着0 8 1 0clo服装但活动量稍大的人 两块舒适区重叠处则是推荐的室内空气设计条件 25 的等效温度线正好通过重叠区的中心 需注意的是 由于不同地区的居民在生活习惯等方面的差异 以上研究推荐的舒适区及设计条件只作为参考 不宜直接套用 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 2 热舒适环境评价指标图9 2PPD与PMV的关系空调调节室内热舒适性采用预计的平均热感觉PMV和预计不满意者的百分数PPD评价 PMV指标代表了对同一环境绝大多数人的冷热感觉 因此可用PMV指标预测热环境人体的热反应 由于人与人之间生理上的差异 故用预期不满意百分率PPD指标来表示对热环境不满意的百分数 PPD指标综合考虑了人体的活动程度 衣着情况 空气温度 平均辐射温度 空气流动速度和空气湿度等因素来评价人体对环境的舒适感 用PMV PPD指标评价环境的热舒适状况要比用等效温度法所考虑的因素全面 PMV和PPD之间的关系可用图9 2表示 在PMV 0处 PPD为5 这意味着 即使室内环境为最佳热舒适状态 由于人们的生理差别 还有5 的人感到不满意 IS07730对PMV PPD指标的推荐值为 PPD 10 相当于在人群中允许有10 的人感觉不满意 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 图9 2PPD与PMV的关系 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 另外 由于PMV指标的提出是在稳定条件下利用热舒适方程导出的 而对于人们在不稳定情况下的多变环境 如由室外或由非空调房间进入空调房间 或由空调房间走出 人的热感觉不同 因此 国内外有人在进一步研究动态环境下的热感觉指标 3 室内空气温湿度计算参数室内空调设计参数的确定 除了需考虑人体的热舒适度外 还应根据室外空气参数 冷源情况 建筑的使用特点以及经济和节能等方面的因素综合考虑 根据我国的情况 在 采暖通风与空气调节设计规范 中规定 舒适性空调的室内设计参数见表9 1 选用室内设计参数关系到空调耗能量 按日本统计结果 改变室内设计参数的节能效果如表9 2所示 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 舒适性空调室内计算参数表9 1 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 室内设计参数改变的节能效果表9 2 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 由表9 2可见 适当提高夏季的室内空气温度和降低冬季的室内空气温度有显著的节能效果 为了改善热环境的舒适性 夏季在适当提高室内空气温度的同时 也可适当增加空气的流动性 尤其是采用周期性扫描式的送风口 不仅可以克服室内空气的沉闷感 而且还会给人吹自然风的感觉 生活用空调的室内设计参数主要是由人体舒适度决定的 而工艺性空调的室内空气计算参数由生产工艺过程的特殊要求决定 在可能的情况下 也要尽量考虑人体热舒适性的要求 夏季 大多数工艺空调房间的温度对人体舒适感来讲是偏低的 因此应尽量使室内空气流速小些 一般不应大于0 25m s 如果工艺条件允许 应尽量提高夏季室内设计温度 这样即节能又舒适 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 9 1 2空调房间室外空气计算参数 室外空气参数对空调设计而言 主要会从两个方面影响系统的设计容量 一是由于室内外存在温差通过建筑围护结构的传热量 二是空调系统采用的新鲜空气量在其状态不同于室内空气状态时 需要花费一定的能量将其处理到室内空气状态 计算围护结构传热量和新风负荷时 需要确定室外空气计算干 湿球温度值 由于室外空气的干 湿球温度是随着季节 昼夜 时刻而变化的 所以在确定应当采取什么样的空气参数作为设计计算参数之前 需要对室外空气温度 湿度的变化规律有所了解 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 1 室外空气温 湿度的变化规律 1 室外空气温度的日变化室外空气温度在一昼夜内的波动称为气温的日变化 或日较差 室外气温的日变化是由于太阳对地球的辐射引起的 在白天 地球吸收了太阳的辐射热量而使靠近地面的气温升高 在下午二 三点达到全天最高值 到夜晚 地面不仅得不到太阳辐射热而且还要向大气层和太空放散热量 一般在凌晨四 五点气温最低 在一段时间内 可以认为气温的日变化是以24h为周期的周期波动 但室外气温并非呈等幅震荡的简谐波变化 这是因为全天的最低温度到最高温度的时间与最高温度到下一个最低温度的时间并非完全相等 工程计算时 把气温的日变化近似看作按正弦或余弦规律变化 图9 3是北京地区1975年夏季最热一天的气温日变化曲线 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 图9 3室外气温日变化曲线 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 2 室外气温的季节性变化室外气温的季节性变化也呈周期性的 全国各地的最热月份一般在7 8月份 最冷月份在1月份 图9 4是北京 西安 上海三地区10年 1961 1970年 平均的月平均气温变化曲线 3 室外空气湿度的变化空气的相对湿度与空气的干球温度和含湿量有关 而通常认为室外大气中全天的含湿量保持不变 因此 室外空气相对湿度的变化规律正好与干球温度的变化规律相反 即干球温度升高时 相对湿度变小 干球温度降低时 相对湿度则变大 如图9 3所示 从图中还可以看出湿球温度的变化规律与干球温度相似 只是峰值出现的时间不同 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 图9 4室外气温的季节性变化 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 2 夏季室外空气计算参数为了保证室内空气温度 湿度的设计值 可以采用当地室外最高干 湿球温度作为计算依据 但是这种做法并不合理 因为最高温度出现的时间是极少的 而且持续时间很短 用这样的气温资料所确定的空调设备容量必然很大 造成不必要的浪费 因此 必须合理确定室外空气计算参数 空调系统的设计计算中所用的室外空气计算参数 并非是某一地区某一天的实际气象参数 而是应用科学方法从很长一段时间内的实际气象参数中整理出来的统计值 因此 用于计算的这一天实际上是抽象的一天 在空气调节中称之为设计日或标准天 下面介绍我国 采暖通风与空气调节设计规范 GB50019 2003 中规定的室外计算参数 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 夏季空气调节室外计算干球温度 应采用历年平均不保证50h的干球温度 夏季空气调节室外计算湿球温度 应采用历年平均不保证50h的湿球温度 夏季空气调节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 夏季空气调节室外计算逐时温度 按下式计算确定 tsh twp tr 9 2 式中tsh 夏季设计日的逐时温度 twp 设计日夏季空气调节室外计算干球温度 主要城市的twp见附录9 1 室外温度逐时变化系数 见表9 3 tr 夏季室外计算平均日较差 应按下式计算 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 9 3 式中twg 夏季空气调节室外计算干球温度 3 冬季空调室外计算温度 湿度的确定由于空调系统冬季的加热 加湿量所需费用远小于夏季冷却除湿所耗的费用 而且室外气温的波动也比较小 因此冬季通过围护结构的传热量的计算按稳定传热方法 不考虑室外气温的波动 所以冬季采用空调设备送热风时 计算其围护结构传热和冬季新风负荷时采用冬季空调室外计算温度 此外 冬季室外空气含湿量远小于夏季 且变化也很小 故其湿度参数只给出相对湿度值 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 室外温度逐时变化系数表9 3 9 1空调房间室内 外空气计算参数的确定 冬季空调室外计算温度采用历年平均不保证1天的日平均温度 当冬季不使用空调设备送热风 而仅使用采暖设备时 计算围护结构的传热应采用采暖室外计算温度 冬季空调室外计算湿度 应采用历年累计最冷月平均相对湿度 9 2太阳辐射热对建筑物的作用 9 2 1太阳辐射热 太阳是一个巨大的炽热球体 直径相当于地球的110倍 表面温度约6000K左右 太阳的能量是由氢聚变为氦的热核反应所产生的 聚变所产生的巨大能量维持着太阳的高温 太阳表面不断地以电磁波辐射方式向宇宙发射出巨大的热能 总称为太阳辐射 9 2太阳辐射热对建筑物的作用 当太阳辐射穿过大气层时 一部分辐射光能被大气中的水蒸气 二氧化碳和臭氧等所吸收 一部分辐射光遇到空气分子 尘埃和微小水珠等分子时 产生散射现象 另外云层对太阳辐射还有反射作用 最终到达地球表面的太阳辐射能可分为两部分 一部分是从太阳直接照到地球表面的部分 称为直接辐射 这部分辐射是具有方向性的 是太阳到达地面总辐射的主要部分 另一部分由于被各种气体分子 尘埃和微小水珠等反射或折射 到达地球表面无特定方向称为散射辐射 它没有方向性 特别是在晴天 它只占总辐射的一小部分 我们把直射辐射和散射辐射之总和称为太阳总辐射或简称太阳辐射 9 2太阳辐射热对建筑物的作用 太阳辐射强度是指1m2黑体表面在太阳照射下所获得的热量值 单位为KW m2或W m2 地面所接受的太阳辐射强度受太阳高度角 大气透明度 地球纬度 云量和海拔高度等因素影响 9 2 2太阳辐射热对建筑物的作用 到达地面的太阳辐射能为直接辐射和散射辐射之和 其中一部分被地面反射出去 而形成地面的反射辐射 另一部分被地面所吸收 由于地面吸收太阳辐射热后温度升高 形成一个辐射热源 而向大气及周围物体表面发出长波辐射 所以建筑物所受到的辐射热 除了太阳的直接辐射与散射辐射外 还有地面的反射辐射与长波辐射 此外 建筑物表面 由于受辐射而提高了表面温度 也变成了辐射热源 并以长波向外辐射 称为有效辐射 这样 建筑物表面所受到的辐射照度J可按下式表示 9 2太阳辐射热对建筑物的作用 J JZ JS JD JC Jy 9 4 式中JZ 太阳直射辐射照度 W m2 JS 太阳散射辐射照度 W m2 JD 地面反射辐射照度 W m2 JC 地面长波辐射照度 W m2 Jy 建筑物表面有效辐射照度 W m2 9 2太阳辐射热对建筑物的作用 建筑物在相同地点 不同朝向的外表面所受到的辐射强度各不相同 当太阳照射到围护结构外表面时 一部分被反射 另一部分被吸收 二者的比例取决于表面材料的种类 粗糙度和颜色等 各种材料的围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数不同 表面越粗糙 颜色越深吸收的太阳辐射热就越多 反之 表面越光滑 颜色越浅吸收的太阳辐射热就越少 因此 建筑物的外表面根据需要太阳辐射的强度大小而采用不同的颜色 对于夏季需使用空调的地区 外墙易采用浅色 有利于减小辐射热 外窗采用反射玻璃 增大玻璃的反射率 减少室内的太阳辐射热 9 2太阳辐射热对建筑物的作用 9 2 3室外空气综合温度 室外环境传给围护结构外表面的热量由对流传热和太阳辐射热两部分组成 这样 建筑物单位外表面上得到的热量应取决于其表面换热量与太阳辐射热之和 即 9 5 式中F 建筑外表面面积 m2 室外空气温度 围护结构外表面温度 表面传热系数 W m2 9 2太阳辐射热对建筑物的作用 围护结构材料对太阳辐射的吸收系数 见附录9 2 太阳总辐射强度 W m2 根据地理纬度 朝向 时刻等按规范查取 室外空气综合温度 称为综合温度 所谓综合温度是相当于室外气温由原来的值增加了一个太阳辐射的等效温度值 显然这只是为了计算方便所得到的一个相当的室外温度 并非实际的室外空气温度 9 6 式中 围护结构外表面的长波辐射系数 9 2太阳辐射热对建筑物的作用 围护结构外表面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 W m2 值可近似取用 垂直表面 0水平面 可见 考虑长波辐射作用后 综合温度值有所下降 由于太阳辐射强度因朝向而异 而吸收系数因外围护结构表面材料而有别 所以一个建筑物的屋顶和各朝向的外墙表面有不同的综合温度值 9 3空调房间冷 热 湿负荷 9 3 1冷负荷计算概述 在进行空调房间的冷负荷计算时 首先需要对得热量和冷负荷这两个含义不同但又互相关联的概念有清楚的认识 房间的得热量是指在某一时刻由室外和室内热源散入房间热量的总和 房间冷负荷是指在某一时刻为了维持某个稳定的室内基准温度需要从房间排出的热量或者是向房间供应的冷量 两者的关系是得热量和冷负荷有时相等 有时则不等 得热量的性质和围护结构的蓄热特性决定了两者的关系 房间的得热量通常包括以下几方面 1 传导得热 由室内 室外温差传热进入的热量 2 日射得热 太阳辐射经过围护结构 窗玻璃时引起的得热 3 人员得热 由室内停留人员的人体散热引起的得热 9 3空调房间冷 热 湿负荷 4 灯光得热 由室内照明灯具引起的得热 5 设备得热 由室内发热设备引起的得热 6 渗透和新风得热 由室外进入室内的空气带入的热量 根据热量的性质不同 得热量中包含有潜热和显热两部分热量 而显热又包括对流热和辐射热两种成分 在瞬时得热中的潜热得热和显热得热中的对流成分会立即传给室内空气 构成瞬时冷负荷 而显热得热中的辐射成分 如经窗的瞬时日射得热及照明辐射得热等 被室内各种物体 围护结构和室内家具 所吸收和贮存 当这些蓄热体的表面温度高于室内空气温度时 它们又以对流方式将贮存的热量再次散发给空气 从而不能立即成为瞬时冷负荷 各种瞬时得热量中所含各种热量成分的百分比如表9 4所示 9 3空调房间冷 热 湿负荷 各种瞬时得热量中所含的热量成分 表9 4 9 3空调房间冷 热 湿负荷 得热量转化为冷负荷的过程中 存在着衰减和延迟现象 不只是冷负荷的峰值低于得热量的峰值 而且还在时间上有滞后 如图9 5所示 这些衰减和滞后是由于建筑物的蓄热能力所决定的 图9 6所示为不同重量的围护结构的蓄热能力对冷负荷的影响 由上述可见 任意时刻房间瞬时总的得热量与同一时间冷负荷未必相等 只有当瞬时得热量全部以对流方式传递给室内空气时或房间没有蓄热能力的情况下 两者才相等 9 3空调房间冷 热 湿负荷 图9 5瞬时太阳辐射得热与房间实际冷负荷之间的关系 9 3空调房间冷 热 湿负荷 图9 6瞬时日射的得热与轻 中 重型建筑实际冷负荷的关系 9 3空调房间冷 热 湿负荷 9 3 2冷负荷计算 计算空调冷负荷的方法有两种 即冷负荷系数法和谐波反应法 冷负荷系数法是工程中计算空调冷负荷的一种简化计算法 下面介绍冷负荷系数法的计算方法 1 外墙和屋面 地面瞬变传热引起的冷负荷在日射和室外气温的综合作用下 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷 可按下式计算 式中 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷 W 外墙和屋面的传热系数 W m2 根据外墙和屋面的不同构造和厚度分别在附录9 3中查出 9 7 9 3空调房间冷 热 湿负荷 外墙和屋面的面积 外墙和屋面的冷负荷计算温度的逐时值 根据外墙和屋面的不同类型在附录9 4中查出 室内设计温度 应用公式 9 6 计算时 应注意外墙和屋顶的逐时冷负荷计算温度值是以北京地区气象参数数据为依据计算出来的 所采用的外表面放热系数为18 6W m2 K 内表面放热系数为8 7W m2 K 外墙和屋面吸收系数为 0 90 为了使上述的逐时冷负荷计算温度适用于我国其它的地区和条件 需要对他们进行修正 可用下式计算 9 8 式中 地点修正值 见附录9 5 外表面放热系数修正值 见表9 5 外表面吸收系数修正值 见表9 6 9 3空调房间冷 热 湿负荷 外表面放热系数修正值表9 5 9 3空调房间冷 热 湿负荷 吸收系数修正值表9 6 9 3空调房间冷 热 湿负荷 经修正后 相应的冷负荷计算式为 9 9 舒适性空气调节区 夏季可不计算通过地面传热形成的冷负荷 工艺性空气调节区 有外墙时 宜计算据外墙2m范围内的地面传热形成的冷负荷 2 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷在室内外温差作用下 由玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷计算式与上式相同 即 9 10 式中 外玻璃窗的瞬变传热引起的逐时冷负荷 W 9 3空调房间冷 热 湿负荷 外玻璃窗的传热系数 W m2 根据单层和双层窗的不同情况可分别按附录9 6和附录9 7中查出 当窗框情况不同时 按表9 8修正 有内遮阳设施时 单层玻璃窗K应减小25 双层玻璃窗K应减小15 窗口的面积 m2 玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值 见表9 7 空调室内设计温度 如计算地点不在北京市 则应按附录9 8对值加上地点修正值 如外表面放热系数不是 18 6W m2 K 则应用表9 5修正 9 3空调房间冷 热 湿负荷 玻璃窗冷负荷计算温度表9 7 9 3空调房间冷 热 湿负荷 玻璃窗传热系数的修正值表9 8 9 3空调房间冷 热 湿负荷 3 透过玻璃窗日射得热引起的冷负荷无外遮阳玻璃窗的日射得热引起的逐时冷负荷 按下式计算 9 11 式中 透过玻璃窗的日射得热引起的逐时冷负荷 W 玻璃窗的净面积 m2 等于窗洞面积乘以有效面积系数Ca 见表9 9 窗玻璃的遮挡系数 见表9 10 窗内遮阳系数 见表9 11 不同纬度带各朝向七月份日射得热因素的最大值W m2 见表9 12 冷负荷系数 以纬27 30 为界划为南 北两区 见附录9 9 9 3空调房间冷 热 湿负荷 窗的有效面积系数表9 9 9 3空调房间冷 热 湿负荷 窗玻璃的遮阳系数表9 10 9 3空调房间冷 热 湿负荷 窗内遮阳设施的遮阳系数表9 11 9 3空调房间冷 热 湿负荷 夏季各纬度带的日射得热因素最大值9 12 9 3空调房间冷 热 湿负荷 4 隔墙 楼板等内围护结构传热形成的逐时冷负荷当空调房间与邻室的温差大于3 时 需要考虑由内围护结构的温差传热对空调房间形成的瞬时冷负荷 可按稳定传热的公式计算 9 12 式中 内墙 楼板等内围护结构传热形成的瞬时冷负荷 W 内围护结构的传热系数 W m2 内围护结构的传热面积 m2 空调室内设计温度 相邻非空调房间的平均计算温度 可用式 9 13 计算 9 13 9 3空调房间冷 热 湿负荷 式中 夏季空调室外计算日平均温度 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 可按表9 13选取 5 照明得热引起的逐时冷负荷室内热源包括照明散热 设备散热和人体散热等 照明设备散热量一般属于稳定得热 只要电压稳定 这一得热量是不随时间变化的 照明设备所散发的热量由辐射和对流两部分组成 照明散热的对流成分直接与室内空气换热成为瞬时冷负荷 其辐射成分则首先被室内围护结构和家具所吸收 并蓄存于其中 当它们受热温度高于室内空气温度后 才以对流方式与室内空气进行换热 因而 照明散热形成冷负荷的机理与日射透过窗玻璃形成冷负荷的机理是相同的 也可用相应的冷负荷系数来简化计算 9 3空调房间冷 热 湿负荷 温度的差值表9 13 9 3空调房间冷 热 湿负荷 1 照明得热量由于照明灯具类型和安装方式不同 其得热量也不同 其中白炽灯 9 14 荧光灯 9 15 式中 照明灯具的功率 W 镇流器消耗功率系数 明装时 1 2 暗装荧光灯的镇流器在顶棚内时 1 0 灯罩隔热系数 当荧光灯罩上部穿有小孔 下部为玻璃板 可利用自然通风散热于顶棚内时 0 5 0 6 而荧光灯罩无通风孔时 则根据顶棚内通风情况取 0 6 0 8 9 3空调房间冷 热 湿负荷 2 照明得热引起的逐时冷负荷照明得热引起的逐时冷负荷用下式计算 9 16 式中 照明得热量 W 照明冷负荷系数 见附录9 10 6 人体散热引起的冷负荷人体的散热量与性别 人体劳动强度 服装 室内外境 年龄等因素有关 在人体散发的总热量中 辐射成分占40 对流成分占20 其余40 则作为潜热成分散出 人体的潜热和对流散热可以作为瞬时冷负荷 而辐射散热与照明散热情况类似 形成滞后冷负荷 9 3空调房间冷 热 湿负荷 附录9 12中给出了成年男子在不同情况下的散热量 成年女子和儿童分别按男子的85 和75 计算 考虑到人体散热还与人员群集的场所有关 综合考虑以上因素 人体散热的冷负荷按下式计算 9 17 式中 人体散热引起的冷负荷 W 群集系数 见表9 14 室内全部人数 人 成年男子潜热散热量 W 人 见附录9 11 人体显热散热冷负荷系数 见附录9 12 不同室温和劳动性质时成年男子显热散热量 W 人 见附录9 11 9 3空调房间冷 热 湿负荷 某些工作场所的群集系数表9 14 9 3空调房间冷 热 湿负荷 7 设备散热引起的冷负荷空调房间的设备 用具及其它散热表面所散发的热量包括显热和潜热两部分 对既散发显热又散发潜热的设备或用具等 其潜热散热量作为瞬时冷负荷 而其显热散热量也包括对流散热和辐射散热 它与照明和人体的显热散热一样 对流散热形成瞬时冷负荷 辐射散热形成滞后冷负荷 设备和用具散热引起的冷负荷按下式计算 9 18 式中 设备和用具的显热散热量 W 设备和用具的潜热散热量 W 设备和用具的显热散热冷负荷系数 由附录9 13和附录9 14查出 如果空凋系统不连续运行 1 0 9 3空调房间冷 热 湿负荷 9 3 3热负荷计算 空调房间的热负荷是指空调系统在冬季里 当室外空气温度在设计温度条件时 为了保持室内的温度 系统向房间提供的热量 一般情况 空调系统冬季的加热 加湿所耗费的能量远小于夏季的冷却 除湿所消耗的能量 为了便于计算 冬季按稳定传热方法计算传热量 而不考虑室外气温的波动 其计算方法与采暖耗热量计算方法相同 计算围护结构的基本耗热量时 室外温度应该采用冬季室外空调计算干球温度 普通空调建筑室内通常保持正压 如不是某些因工艺要求保持室内负压的场所 不用计算由门窗缝隙渗入室内的冷风渗透引起的热负荷 9 3空调房间冷 热 湿负荷 9 3 4湿负荷计算 湿负荷是指空调房间的湿源 人体散湿 敞开水槽表面散湿等 向室内的散湿量 1 人体散湿量 9 19 式中 人体散湿量 g h 室内人数 人 群集系数 见表9 14 g 每个成年男子的散湿量 g h 人 见附录9 15 9 3空调房间冷 热 湿负荷 2 敞开水面的散湿量 9 20 式中 敞开水面的散湿量 kg h 蒸发面积 m2 室内空气的水蒸汽分压力 Pa 相应于水表面温度下的饱和空气的水蒸汽分压力 Pa 标准大气压力 Pa 当地大气压力 Pa 蒸发系数 kg m2 h Pa 9 3空调房间冷 热 湿负荷 蒸发系数按下式确定 9 21 式中 蒸发表面的空气流速 m s 水蒸汽扩散系数kg m h Pa 周围空气温度为15 30 时 在不同水温下的扩散系数 见表9 15所示 9 3空调房间冷 热 湿负荷 水蒸汽扩散系数表9 15 9 3空调房间冷 热 湿负荷 9 1 位于哈尔滨市的某多层办公楼