空调负荷计算与送风量-课件

第三章空调负荷计算与送风量学习要求：1、掌握空调系统设计室内各得热计算方法；

各参数确定方法2、掌握各得热转变为负荷的计算方法；

得热与负荷概念、各计算表格物理意义与使用3、掌握空调系统送风量的确定方法。 送风量定性的技术经济分析第三章空调负荷计算与送风量学习要求：第三章空调负荷计算与送风量一、设计计算参数目前主要引用标准：采暖通风与空气调节设计规范GBJ19-87GBJ19-87(2019年版)GB50019-2019

舒适性空调(表3-2)：夏季：t＝22～28℃,＝40～65％,v≤0.3m/s冬季：t＝18～24℃,＝30～60％,v≤0.2m/s其他参数：新风量、含尘量、噪声见规范1、室内空气计算参数采暖无此要求3-1第三章空调负荷计算与送风量一、设计计算参数目前主要引用标准工艺性空调：降温空调、恒温恒湿、净化空调、……室内设计参数取决于生产工艺过程的要求，可查阅各行各业的设计手册1、室内空气计算参数第三章空调负荷计算与送风量工艺性空调：1、室内空气计算参数第三章空调负荷计算与送2、室外空气计算参数①夏季空调室外计算干球温度tw,g、湿球温度：历年平均不保证50小时新风②夏季空调室外计算日平均温度tw,p历年平均不保证5天的日平均温度采暖 、通风、空气调节：各不相同附录4上海：tw,g＝34.6℃、tw,s＝28.2℃附录4上海tw,p＝31.3℃第三章空调负荷计算与送风量2、室外空气计算参数①夏季空调室外计算干球温度tw,g、湿球2、室外空气计算参数③设计日逐时干球温度展开方法不稳定传热采暖 、通风、空气调节：各不相同特点：高温短而峰值高，低温长而峰值小，14时为峰值，9与20时为0。时间123456789101112-0.35-0.38-0.42-0.45-0.47-0.41-0.28-0.120.030.160.290.40时间1314151617181920212223240.480.520.510.430.390.280.140-0.10-0.17-0.23-0.26第三章空调负荷计算与送风量2、室外空气计算参数③设计日逐时干球温度展开方法不稳定2、室外空气计算参数采暖 、通风、空气调节：各不相同④余弦函数方法：特点：15时为峰值，资料缺乏时可作近似估算用第三章空调负荷计算与送风量2、室外空气计算参数采暖 、通风、空气调节：各不相同④余弦函北京夏季设计日室外干球温度变化日较差法与余弦函数法计算结果比较

⑤设计日逐时干球温度展开方法2、室外空气计算参数(tw－twp)/(twg－twp)北京夏季设计日室外干球温度变化日较差法与余弦函数法计算结2、室外空气计算参数⑥冬季空调室外计算温度历年平均不保证1天的日平均温度比较：采暖室外计算温度——历年平均不保证5天的日平均温度。为什么不同？规范上海：－1.2℃⑦冬季空调室外计算相对湿度：累年最冷月平均相对湿度规范上海：1.2℃规范上海：74％第三章空调负荷计算与送风量2、室外空气计算参数⑥冬季空调室外计算温度规范上海：－2、室外空气计算参数⑧冬、夏季室外平均风速：累年最冷、最热三个月月平均风速的平均值规范上海：3.3、3.4m/s⑨冬、夏季大气压力：累年最冷、最热三个月月平均大气压力的平均值第三章空调负荷计算与送风量2、室外空气计算参数⑧冬、夏季室外平均风速：规范上海：⑩太阳总辐射强度工程方法：

（I＝直射辐射强度＋散射辐射强度）＋修正与表面的朝向有关，与纬度及大气透明度有关2、室外空气计算参数直射Z散射S地面反射D大气长波辐射B水平面SINsinIS,S0IB垂直面CINcoscos0.5IS,S0.5GIS0.5IB倾斜面INcosi0.5IS,S(1+cos)0.5GIS(1-cos)IBcos2(0.5)第三章空调负荷计算与送风量⑩太阳总辐射强度2、室外空气计算参数直射Z散射S地面反射规范室外计算参数介绍规范室外计算参数介绍规范室外计算参数介绍上海：1.2、-1.2、-6.9、3.5、32、30.8、31.3、6.9、28.2第三章空调负荷计算与送风量规范室外计算参数介绍上海：1.2、-1.2、-6.9、3.规范室外计算参数介绍上海：27.8、74、69、67、3.0、3.3、3.4第三章空调负荷计算与送风量规范室外计算参数介绍上海：27.8、74、规范室外计算参数介绍第二章空调负荷计算与送风量规范室外计算参数介绍第二章空调负荷计算与送风量得热：进入建筑的总热量，包括导热、对流、辐射、直接空气交换空调负荷：维持环境空调去除（加入）的冷（热）量τq需除去的蓄热量=实际冷负荷(轻型)实际冷负荷(中型)实际冷负荷(重型)西向瞬时太阳辐射得热设计冷负荷二、得热量与冷负荷

冷负荷随时间而变化空调设计冷负荷指的是冷负荷的最大值第三章空调负荷计算与送风量3-2得热：进入建筑的总热量，包括导热、对流、辐射、直接空气交换τ负荷的定义冷（热）负荷：维持室内一定热湿环境所需要的在单 位时间内从室内除去（补充）的热量显热负荷潜热负荷送风方式辐射方式空气温湿度环境空气温湿度+平均辐射温度空气中热量空气+室内各表面热量表面储存热+第三章空调负荷计算与送风量负荷的定义冷（热）负荷：维持室内一定热湿环境所需要的在单显热辐射围护结构等蓄热对流室内空气房间冷负荷系统冷负荷潜热对流导热再热负荷、管网损失等新风负荷照明散热显热送风方式空调房间得热为例：得热量与冷负荷人体散热设备散热玻璃窗透过日射玻璃窗温差传热围护结构传热房间瞬间得热室外空气渗透负荷第三章空调负荷计算与送风量辐射围护结构对流室内空气房间系统潜热对流再热负荷、管网损失等室内得热量由（对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热）两大部分组成其中（对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热）全部成为瞬时负荷，而（对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热）部分得热成为瞬时冷负荷。选择：室内得热量由（对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热）两大部三、围护结构负荷计算方法第三章空调负荷计算与送风量3-3国内外负荷求解方法①稳态计算法；②采用积分变换求解围护结构负荷的不稳定计算方法；③采用模拟分析软件计算法DOE（美国）、HASP（日本）、DeST（清华）三、围护结构负荷计算方法第三章空调负荷计算与送风量3-3国四、夏季空调区冷负荷计算方法1、冷负荷的动态工程计算方法

谐波反应法把外扰分解为余弦波，负荷为对各阶余弦波的响应之和。由周期性为特征的扰量引起的负荷：围护结构传热等反应系数法（冷负荷系数法）把外扰分解为脉冲波，负荷为对各阶脉冲波的响应之和。由随机性为特征的扰量引起的负荷：照明人员设备等第三章空调负荷计算与送风量3-4四、夏季空调区冷负荷计算方法1、冷负荷的动态工程计算方法2、谐波反应法原理：任何一连续可导曲线均可分解为正（余）弦波之和，分别求出每个正（余）弦波外扰的室内响应，并进行叠加。例如：室外综合温度t至少可分解为T=0、24、8760周期3项。＋

武汉市室外干球温度全年变化第三章空调负荷计算与送风量2、谐波反应法原理：任何一连续可导曲线均可分解为正（余围护结构冷负荷冷负荷计算温差冷负荷计算温度逐时值围护结构冷负荷冷负荷计算温差冷负荷计算温度逐时值3、冷负荷系数法原理：任何曲线均可分解为脉冲波之和，将外扰分解为脉冲波的叠加，分别求得脉冲波的室内反应，再叠加室内负荷。G扰量：Q(得热)响应：CLQ(负荷)V0、V1、W1——传递系数：V0,V1,W1＝f（房间，得热）CLQ——冷负荷系数：

时刻得热Q转变为负荷的份额Q为定值一般：Q为非定值第三章空调负荷计算与送风量3、冷负荷系数法原理：任何曲线均可分解为脉冲波之和，将外00.20.40.60.81135791113T=1h得热：扰量负荷：响应CLQ时刻/h135791113151719第1小时第2小时第3小时第4小时时刻/hCLQ——冷负荷系数：

时刻得热Q转变为负荷的份额使用时间不同，CLQ不同JX-T——T：热源作用时间00.20.40.60.81135791113151719第1小时第2小时时刻/hJX-TT=2hT=4h00.20.40.60.81135791113T=1h得热：①围护结构冷负荷屋顶、外墙（不稳定计算方法）内墙（稳定计算方法）计算时间－延迟时间——室外扰动作用至室内的时刻邻室散热量/W/m2△tls/℃邻室散热量/W/m2△tls/℃很少（如办公室，走廊）＜230～2323～116＞116574、工程处理方法——温度波作用于围护结构内表面的时间①围护结构冷负荷屋顶、外墙（不稳定计算方法）内墙（稳定计算玻璃窗传热冷负荷（不稳定计算方法）玻璃窗日射冷负荷（不稳定计算方法）日射得热因素：标准玻璃(＝3mm;n/w=8.7/18.6W/m2K)夏季(7月)的q、q。

Dj＝q＋q＝f()窗玻璃冷负荷系数日射得热因素有效面积系数遮阳系数遮挡系数玻璃窗传热冷负荷（不稳定计算方法）玻璃窗日射冷负荷（不稳定计②室内负荷：设备、照明、人体显热——不稳定计算方法设备得热Q：n1：利用系数=最大实耗功率/安装功率n2：同时使用系数=同时使用功率/总安装功率n3：负荷系数＝实耗功率/最大实耗功率n4：排热系数（排风带走热比例）电动设备电热设备设备＋电动机设备电动机电动设备安装功率输入功率②室内负荷：设备、照明、人体显热——不稳定计算方法设备得热照明得热Q：n’1：整流器消耗功率系数：按整流器散热是否在室内确定n’2：灯罩隔热系数：指灯罩紧贴吊顶时，部分散热至顶棚人体显热冷负荷：n：在室人数φ：群集系数表3-14人体潜热冷负荷：qs：成年男子显热散热量，W表3-15q2：一名成年男子小时潜热散热量，W表3-15φ：群集系数表3-14照明得热Q：n’1：整流器消耗功率系数：按整流器散热是否在室湿源：人员、工艺设备、水槽、地面积水等；散湿均变为瞬时负荷；围护结构与家具的蓄湿作用一般不考虑。湿表面散湿量：Pq,b、

Pq分别是什么温度下的饱和压力下列加湿形式中哪些需要计算冷负荷：蒸汽加湿、高压喷雾加湿、水槽、地面积水、电加湿、…………？？人体散湿量：③室内湿负荷：人体、敞开水面……湿源：人员、工艺设备、水槽、地面积水等；湿表面散湿量：Pq,5、冷负荷估算法：调查统计值估算方法目前有很多，各大公司甚至也有自己的估算值。使用时应注意估算值的不精确性。国内冷源设备容量：旅馆为70～80W/m2，其他建筑乘以修正系数k。冷冻机容量估算指标修正系数k建筑类别

k值建筑类别k值备注办公楼1.2商店0.8只营业厅空调图书馆0.5体育馆3.0按比赛馆面积计算大会堂2～2.5体育馆1.5按总建筑面积计算医院0.8～1.0影剧院1.2电影厅商店1.5/全空调影剧院1.5～1.6大剧院5、冷负荷估算法：调查统计值估算方法目前有很多，各大公司每m2建筑面积冷负荷估算指标建筑类别指标（W）建筑类别指标（W）备注旅馆70～81商店56～65只营业厅空调影剧院84～98商店105～122全部空调办公楼84～98体育馆209～244按比赛馆面积计算图书馆35～41体育馆105～119按总建筑面积计算大剧院105～130中外合资旅馆105～116医院56～81每m2建筑面积冷负荷估算指标建筑类别指标（W）建筑类别指标（要点：五、冬季空调负荷计算方法1、一般采用稳定计算方法；2、空调热负荷计算方法与采暖方法相同供热工程3、注意选用冬季空调设计计算参数；4、有时为安全起见，日射负荷不考虑。原因？采暖时采用什么参数？第三章空调负荷计算与送风量3-5要点：五、冬季空调负荷计算方法1、一般采用稳定计算方法；1、送风温差

t0=tn-t0六、送风温差与送风参数影响空调精度和人体舒适性。与换气次数n有类似关系，与气流均匀性有关，t0空调精度、舒适性需要的n

表3-32送风状态点应在线上：t0i0NOd0第三章空调负荷计算与送风量3-61、送风温差t0=tn-t0六、送风温差与送风参数影2、送风量∑W∑Q∑Mt0,i0,d0,C0twiwdwCw什么时候可以采用温差计算计算风量？设计参数N送风状态点OQ、W控制精度t0d0、

i0G送风量计算顺序t0i0NOd02、送风量∑W∑Q∑Mt0,i0,d0,C0tw什么时候3、夏季送风温差t0分析t0i0NOd01）△t0↑→空调精度↓2）△t0↑→G↓Cost、runningexpenses↓3）△t0↑→tL↓冷冻水温要求↑4）△t0↑→可实现最大送风温差tmax90～95％机器露点3、夏季送风温差t0分析t0i0NOd01）△t04、冬季送风参数一般：∑WS=∑WW、GW=GS△d0W=△d0S

冬季送风状态4、全年ε变化范围t0i0sNOsd0Owi0wi－d？’4、冬季送风参数一般：∑WS=∑WW、GW=GS△d0W第三章空调负荷计算与送风量学习要求：1、掌握空调系统设计室内各得热计算方法；

各参数确定方法2、掌握各得热转变为负荷的计算方法；

得热与负荷概念、各计算表格物理意义与使用3、掌握空调系统送风量的确定方法。 送风量定性的技术经济分析第三章空调负荷计算与送风量学习要求：第三章空调负荷计算与送风量一、设计计算参数目前主要引用标准：采暖通风与空气调节设计规范GBJ19-87GBJ19-87(2019年版)GB50019-2019

舒适性空调(表3-2)：夏季：t＝22～28℃,＝40～65％,v≤0.3m/s冬季：t＝18～24℃,＝30～60％,v≤0.2m/s其他参数：新风量、含尘量、噪声见规范1、室内空气计算参数采暖无此要求3-1第三章空调负荷计算与送风量一、设计计算参数目前主要引用标准工艺性空调：降温空调、恒温恒湿、净化空调、……室内设计参数取决于生产工艺过程的要求，可查阅各行各业的设计手册1、室内空气计算参数第三章空调负荷计算与送风量工艺性空调：1、室内空气计算参数第三章空调负荷计算与送2、室外空气计算参数①夏季空调室外计算干球温度tw,g、湿球温度：历年平均不保证50小时新风②夏季空调室外计算日平均温度tw,p历年平均不保证5天的日平均温度采暖 、通风、空气调节：各不相同附录4上海：tw,g＝34.6℃、tw,s＝28.2℃附录4上海tw,p＝31.3℃第三章空调负荷计算与送风量2、室外空气计算参数①夏季空调室外计算干球温度tw,g、湿球2、室外空气计算参数③设计日逐时干球温度展开方法不稳定传热采暖 、通风、空气调节：各不相同特点：高温短而峰值高，低温长而峰值小，14时为峰值，9与20时为0。时间123456789101112-0.35-0.38-0.42-0.45-0.47-0.41-0.28-0.120.030.160.290.40时间1314151617181920212223240.480.520.510.430.390.280.140-0.10-0.17-0.23-0.26第三章空调负荷计算与送风量2、室外空气计算参数③设计日逐时干球温度展开方法不稳定2、室外空气计算参数采暖 、通风、空气调节：各不相同④余弦函数方法：特点：15时为峰值，资料缺乏时可作近似估算用第三章空调负荷计算与送风量2、室外空气计算参数采暖 、通风、空气调节：各不相同④余弦函北京夏季设计日室外干球温度变化日较差法与余弦函数法计算结果比较

⑤设计日逐时干球温度展开方法2、室外空气计算参数(tw－twp)/(twg－twp)北京夏季设计日室外干球温度变化日较差法与余弦函数法计算结2、室外空气计算参数⑥冬季空调室外计算温度历年平均不保证1天的日平均温度比较：采暖室外计算温度——历年平均不保证5天的日平均温度。为什么不同？规范上海：－1.2℃⑦冬季空调室外计算相对湿度：累年最冷月平均相对湿度规范上海：1.2℃规范上海：74％第三章空调负荷计算与送风量2、室外空气计算参数⑥冬季空调室外计算温度规范上海：－2、室外空气计算参数⑧冬、夏季室外平均风速：累年最冷、最热三个月月平均风速的平均值规范上海：3.3、3.4m/s⑨冬、夏季大气压力：累年最冷、最热三个月月平均大气压力的平均值第三章空调负荷计算与送风量2、室外空气计算参数⑧冬、夏季室外平均风速：规范上海：⑩太阳总辐射强度工程方法：

（I＝直射辐射强度＋散射辐射强度）＋修正与表面的朝向有关，与纬度及大气透明度有关2、室外空气计算参数直射Z散射S地面反射D大气长波辐射B水平面SINsinIS,S0IB垂直面CINcoscos0.5IS,S0.5GIS0.5IB倾斜面INcosi0.5IS,S(1+cos)0.5GIS(1-cos)IBcos2(0.5)第三章空调负荷计算与送风量⑩太阳总辐射强度2、室外空气计算参数直射Z散射S地面反射规范室外计算参数介绍规范室外计算参数介绍规范室外计算参数介绍上海：1.2、-1.2、-6.9、3.5、32、30.8、31.3、6.9、28.2第三章空调负荷计算与送风量规范室外计算参数介绍上海：1.2、-1.2、-6.9、3.规范室外计算参数介绍上海：27.8、74、69、67、3.0、3.3、3.4第三章空调负荷计算与送风量规范室外计算参数介绍上海：27.8、74、规范室外计算参数介绍第二章空调负荷计算与送风量规范室外计算参数介绍第二章空调负荷计算与送风量得热：进入建筑的总热量，包括导热、对流、辐射、直接空气交换空调负荷：维持环境空调去除（加入）的冷（热）量τq需除去的蓄热量=实际冷负荷(轻型)实际冷负荷(中型)实际冷负荷(重型)西向瞬时太阳辐射得热设计冷负荷二、得热量与冷负荷

冷负荷随时间而变化空调设计冷负荷指的是冷负荷的最大值第三章空调负荷计算与送风量3-2得热：进入建筑的总热量，包括导热、对流、辐射、直接空气交换τ负荷的定义冷（热）负荷：维持室内一定热湿环境所需要的在单 位时间内从室内除去（补充）的热量显热负荷潜热负荷送风方式辐射方式空气温湿度环境空气温湿度+平均辐射温度空气中热量空气+室内各表面热量表面储存热+第三章空调负荷计算与送风量负荷的定义冷（热）负荷：维持室内一定热湿环境所需要的在单显热辐射围护结构等蓄热对流室内空气房间冷负荷系统冷负荷潜热对流导热再热负荷、管网损失等新风负荷照明散热显热送风方式空调房间得热为例：得热量与冷负荷人体散热设备散热玻璃窗透过日射玻璃窗温差传热围护结构传热房间瞬间得热室外空气渗透负荷第三章空调负荷计算与送风量辐射围护结构对流室内空气房间系统潜热对流再热负荷、管网损失等室内得热量由（对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热）两大部分组成其中（对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热）全部成为瞬时负荷，而（对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热）部分得热成为瞬时冷负荷。选择：室内得热量由（对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热）两大部三、围护结构负荷计算方法第三章空调负荷计算与送风量3-3国内外负荷求解方法①稳态计算法；②采用积分变换求解围护结构负荷的不稳定计算方法；③采用模拟分析软件计算法DOE（美国）、HASP（日本）、DeST（清华）三、围护结构负荷计算方法第三章空调负荷计算与送风量3-3国四、夏季空调区冷负荷计算方法1、冷负荷的动态工程计算方法

谐波反应法把外扰分解为余弦波，负荷为对各阶余弦波的响应之和。由周期性为特征的扰量引起的负荷：围护结构传热等反应系数法（冷负荷系数法）把外扰分解为脉冲波，负荷为对各阶脉冲波的响应之和。由随机性为特征的扰量引起的负荷：照明人员设备等第三章空调负荷计算与送风量3-4四、夏季空调区冷负荷计算方法1、冷负荷的动态工程计算方法2、谐波反应法原理：任何一连续可导曲线均可分解为正（余）弦波之和，分别求出每个正（余）弦波外扰的室内响应，并进行叠加。例如：室外综合温度t至少可分解为T=0、24、8760周期3项。＋

武汉市室外干球温度全年变化第三章空调负荷计算与送风量2、谐波反应法原理：任何一连续可导曲线均可分解为正（余围护结构冷负荷冷负荷计算温差冷负荷计算温度逐时值围护结构冷负荷冷负荷计算温差冷负荷计算温度逐时值3、冷负荷系数法原理：任何曲线均可分解为脉冲波之和，将外扰分解为脉冲波的叠加，分别求得脉冲波的室内反应，再叠加室内负荷。G扰量：Q(得热)响应：CLQ(负荷)V0、V1、W1——传递系数：V0,V1,W1＝f（房间，得热）CLQ——冷负荷系数：

时刻得热Q转变为负荷的份额Q为定值一般：Q为非定值第三章空调负荷计算与送风量3、冷负荷系数法原理：任何曲线均可分解为脉冲波之和，将外00.20.40.60.81135791113T=1h得热：扰量负荷：响应CLQ时刻/h135791113151719第1小时第2小时第3小时第4小时时刻/hCLQ——冷负荷系数：

时刻得热Q转变为负荷的份额使用时间不同，CLQ不同JX-T——T：热源作用时间00.20.40.60.81135791113151719第1小时第2小时时刻/hJX-TT=2hT=4h00.20.40.60.81135791113T=1h得热：①围护结构冷负荷屋顶、外墙（不稳定计算方法）内墙（稳定计算方法）计算时间－延迟时间——室外扰动作用至室内的时刻邻室散热量/W/m2△tls/℃邻室散热量/W/m2△tls/℃很少（如办公室，走廊）＜230～2323～116＞116574、工程处理方法——温度波作用于围护结构内表面的时间①围护结构冷负荷屋顶、外墙（不稳定计算方法）内墙（稳定计算玻璃窗传热冷负荷（不稳定计算方法）玻璃窗日射冷负荷（不稳定计算方法）日射得热因素：标准玻璃(＝3mm;n/w=8.7/18.6W/m2K)夏季(7月)的q、q。

Dj＝q＋q＝f()窗玻璃冷负荷系数日射得热因素有效面积系数遮阳系数遮挡系数玻璃窗传热冷负荷（不稳定计算方法）玻璃窗日射冷负荷（不稳定计②室内负荷：设备、照明、人体显热——不稳定计算方法设备得热Q：n1：利用系数=最大实耗功率/安装功率n2：同时使用系数=同时使用功率/总安装功率n3：负荷系数＝实耗功率/最大实耗功率n4：排热系数（排风带走热比例）电动设备电热设备设备＋电动机设备电动机电动设备安装功率输入功率②室内负荷：设备、照明、人体显热——不稳定计算方法设备得热照明得热Q：n’1：整流器消耗功率系数：按整流器散热是否在室内确定n’2：灯罩隔热系数：指灯罩紧贴吊顶时，部分散热至顶棚人体显热冷负荷：n：在室人数φ：群集系数表3-14人体潜热冷负荷：qs：成年男子显热散热量，W表3-15q2：一名成年男子小时潜热散热量，W表3-15φ：群集系数表3-14照明得热Q：n’1：整流器消耗功率系数：按整流器散热是否在室湿源：人员、工艺设备、水槽、地面积水等；散湿均变为瞬时负荷；围护结构与家具的蓄湿作用一般不考虑。湿表面散湿量：Pq,b、

Pq分别是什么温度下的饱和压力下列加湿形式中哪些需要计算冷负荷：蒸汽加湿、高压喷雾加湿、水槽、地面积水、电加湿、…………？？人体散湿量：③室内湿负荷：人体、敞开水面……湿源：人员、工艺设备、水槽、地面积水等；湿表面散湿量：Pq,5、冷负荷估算法：调查统计值估算方法目前有很多，各大公司甚至也有自己的估算值。使用时应注意估算值的不精确性。国内冷源设备容量：旅馆为70～80W/m2，其他建筑乘以修正系数k。冷冻机容量估算指标修正系数k建筑类别