空气调节技术第二章空调负荷计算与送风量的确定课件.ppt

1、 第 二 章 空调负荷计算与 送风量的确定 冷、热负荷是确定空调系统送风量及设备容量的依据冷、热负荷是确定空调系统送风量及设备容量的依据冷负荷：冷负荷：在某一时刻需向房间供应的冷量。在某一时刻需向房间供应的冷量。热负荷：热负荷：为补偿房间失热向房间供应的热量。为补偿房间失热向房间供应的热量。湿负荷：湿负荷：为维持室内相对湿度恒定需从房间除去的为维持室内相对湿度恒定需从房间除去的 湿量。湿量。冷（热）、湿的计算以室外气象参数，室内冷（热）、湿的计算以室外气象参数，室内 空气参数为依据。空气参数为依据。2-1 空调室内外空气计算参数空调室内外空气计算参数一、室外空气计算参数一、室外空气计算参数、室

2、外、室外t t、t tW W变化规律变化规律 干球温度变化特点：干球温度变化特点：t tmaxmax|以年计以年计 =7-8=7-8月月 ，t tminmin|以年计以年计 =1=1月；月；t tmaxmax|天天 =14-15=14-15时，时，t tminmin|天天 =3-4=3-4时。时。湿球温度变化特点：湿球温度变化特点：t tW W与与t t变化基本一至，波动减小。变化基本一至，波动减小。相对湿度变化特点：相对湿度变化特点：的变化规律与的变化规律与t t相反。相反。、空调室外计算干、湿球温度、空调室外计算干、湿球温度 应采用历年平均不保证应采用历年平均不保证5050小时的干球温度；

3、小时的干球温度；应采用历年平均不保证应采用历年平均不保证5050小时的湿球温度。小时的湿球温度。、空调室外计算月平均温度和逐时温度、空调室外计算月平均温度和逐时温度 夏季计算经围护结构传入室内的热量，按不夏季计算经围护结构传入室内的热量，按不 稳定传热计算。稳定传热计算。因此，必须知道设计日的室外平均温度和因此，必须知道设计日的室外平均温度和 逐时温度。逐时温度。逐时温度：逐时温度：trttpWhW,trtr日温差日温差 tw,ptw,p 平均温度，（见附录平均温度，（见附录2-12-1）4 4、冬季空调室外计算温度、湿度的确定、冬季空调室外计算温度、湿度的确定 按稳定传热方法计算传热量。按稳

4、定传热方法计算传热量。只给出只给出t t、值计算值计算52.0,pWgWrttt 二、室内温、湿度设计标准二、室内温、湿度设计标准 用两组指标来反映：用两组指标来反映：空调温度、湿度空调温度、湿度基数基数和空调和空调精度精度。如：如：t=24t=241 1 基数基数-24-24、5555 精度精度-1 1、10%10%1 1、人体热平衡和舒适感、人体热平衡和舒适感 (1(1）人体热平衡公式：）人体热平衡公式：chFEdWMqqqqqq%1055(2)(2)舒适感舒适感 影响舒适感的因素：影响舒适感的因素：温度、相对湿度、空气流速、围护结构内表温度、相对湿度、空气流速、围护结构内表面及其它物体表

5、面温度。另外还与生活习惯、人面及其它物体表面温度。另外还与生活习惯、人体活动、衣着情况以及年龄、性别等有关。体活动、衣着情况以及年龄、性别等有关。等效温度：等效温度：反映影响舒适感所有因素的综合指标。反映影响舒适感所有因素的综合指标。新的有效温度图新的有效温度图 图图2-12-1 四边形四边形 两块舒适区：两块舒适区：菱形菱形 PMVPMV（预期平均评价）指标（预期平均评价）指标 PMVPMV分为七点作为热感觉标尺。分为七点作为热感觉标尺。+3+3、+2+2、+1+1、0 0、-1-1、-2-2、-3-3 （热（热 适中适中 冷）冷）PMV PMV 代表大多数人的冷热感觉代表大多数人的冷热感觉

6、 PPDPPD指标指标 对热环境下不满意的百分数对热环境下不满意的百分数 PPDPPD和和PMVPMV之间的关系之间的关系 可用图可用图2-22-2表示表示 2 2、室内空气计算参数、室内空气计算参数 (1(1）舒适性空调室内温、湿度标准舒适性空调室内温、湿度标准 夏季夏季 冬季冬季 t t：24-28 t24-28 t：18-2218-22 V V：0.3m/s V0.3m/s V：0.2m/s0.2m/s ：40%-65%40%-65%：40%-60%40%-60%(2(2）工艺性空调室内温、湿度标准工艺性空调室内温、湿度标准 分为一般降温性空调、恒温恒湿空调和净化分为一般降温性空调、恒温

7、恒湿空调和净化空调。空调。2-2 太阳辐射热对建筑物的热作用太阳辐射热对建筑物的热作用 一、太阳辐射强度及其影响因素一、太阳辐射强度及其影响因素 在大气层被反射回宇宙在大气层被反射回宇宙 太阳辐射热太阳辐射热 一部分被大气层吸收一部分被大气层吸收 1/31/3到达地面到达地面高度角高度角 地面受到的太阳辐射地面受到的太阳辐射 直射直射 散射散射二、建筑物外表面所接受的太阳辐射强度二、建筑物外表面所接受的太阳辐射强度 地球地球 形成热源，发出长波形成热源，发出长波 反射反射 建筑物表面受到的辐射强度为：建筑物表面受到的辐射强度为：J=J J=JZ Z+Js+J+Js+JD D+Jc-J+Jc-J

8、y y 吸收率吸收率 JZ Jy JS JC JD三、室外空气综合温度三、室外空气综合温度 围护结构围护结构 太阳辐射太阳辐射 室外空气温度的作用室外空气温度的作用 外表面单位面积上得到的热量为：外表面单位面积上得到的热量为：（2-52-5）综合温度：综合温度：)()()(,WZWWWhWWWhWWtttJtJttqWhWZJtt,修正：修正：夏季：夏季：水平：水平：长波辐射长波辐射 垂直：垂直：R=0R=0WWhWZRJtt,CCRW45.32-3 空调房间冷（热）、湿负荷的计算空调房间冷（热）、湿负荷的计算一、建筑物空调冷负荷的形成过程一、建筑物空调冷负荷的形成过程 区分区分 得热量和冷负

9、荷得热量和冷负荷得热量：得热量：某一时刻由室外和室内热源进入房间的热量某一时刻由室外和室内热源进入房间的热量的的总和。总和。即：即：外扰外扰 太阳辐射热量太阳辐射热量瞬变性瞬变性 由温差引起对流热量由温差引起对流热量瞬变性瞬变性 内扰内扰 人体、照明、设备发热人体、照明、设备发热 稳定性稳定性冷负荷：冷负荷：为维持室温恒定，在某一时刻为消除室内为维持室温恒定，在某一时刻为消除室内空气在该时刻以对流方式所得热量的需冷量。空气在该时刻以对流方式所得热量的需冷量。除热量：除热量：开车负荷开车负荷 冷负荷冷负荷 自然增温的负荷自然增温的负荷 特点：特点：得热量的峰值高于冷负荷，时间超前冷负荷。得热量的

10、峰值高于冷负荷，时间超前冷负荷。方块图：方块图：二、冷负荷系数法计算空调负荷二、冷负荷系数法计算空调负荷 它是建立在传递函数法的基础上，便于计算的一种简化方法。谐波分解法：得热量与冷负荷不分。(一）围护结构冷负荷计算方法 1、外墙和房面瞬变传热引起的冷负荷 W 注：tln以北京地区为参数计算的 条件为 w=18.6 n=8.72 =0.90。不同地区应按实际情况修正。)()(nnlqnttFKLQKmW2/KmW2/KmW2/2 2、外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷、外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 W W3 3、透过玻璃窗日射得热引起的冷负荷、透过玻璃窗日射得热引起的冷负荷（1 1）日射得热因数的概

11、念）日射得热因数的概念 日射得热分为两部分，即透过窗玻璃直接日射得热分为两部分，即透过窗玻璃直接进入室内的太阳辐射热进入室内的太阳辐射热q qt t和窗玻璃吸收太阳辐射和窗玻璃吸收太阳辐射后传入室内的热量后传入室内的热量q qa a。D Dj j =q=qt t+q+qa a )(,)(NnlcnttFKLQ对对DjDj修正，乘以修正，乘以CzCz(综合遮挡系数综合遮挡系数)Cz=Cs+Cn Cz=Cs+Cn CsCs窗玻璃的遮阳系数窗玻璃的遮阳系数 CnCn窗内遮阳设施的遮阳系数窗内遮阳设施的遮阳系数（2 2）冷负荷计算方法）冷负荷计算方法 w w注注：全国分为南、北两区，以北纬全国分为南、

12、北两区，以北纬27.527.5划线，划线，分别给出各朝向逐时冷负荷系数值。分别给出各朝向逐时冷负荷系数值。热“标准”窗玻璃日射得实际窗玻璃的日射得热sCZj,m axL QL QA CDC(二）内部热源散热引起的冷负荷二）内部热源散热引起的冷负荷 室内热源室内热源 =f=f（设备、照明、人体）（设备、照明、人体）对流对流 显热显热 辐射辐射-滞后冷负荷滞后冷负荷 热量热量 潜热潜热瞬时瞬时 1 1、设备散热形成的冷负荷、设备散热形成的冷负荷 设备和用具显热散热形成的冷负荷按下式计设备和用具显热散热形成的冷负荷按下式计算。算。w w LQQCLQ（1 1）电动设备电动设备 a a 均在室内均在室

13、内 W b b 工艺设备在室内工艺设备在室内 W C C 电机在室内电机在室内 W/1000321NnnnQNnnnQ3211000NnnnQ11000321（2 2）电热设备电热设备（3 3）电子设备电子设备 2 2、照明散热形成的冷负荷、照明散热形成的冷负荷 白炽灯白炽灯 W W 荧光灯荧光灯 W WNnnnnQ43211000NnnnQ11000321LQCNLQ 1000LQCNnnLQ2110003 3、人体散热引起的冷负荷人体散热引起的冷负荷 显热：显热：W W 潜热：潜热：W W三、空调房间湿负荷的计算三、空调房间湿负荷的计算1 1、人体散湿引起的湿负荷、人体散湿引起的湿负荷 查

14、表查表2-42-42 2、其它湿源散湿量、其它湿源散湿量（1 1）敞开水槽表面散湿量）敞开水槽表面散湿量 kg/skg/s（2 2）地面积水蒸发量）地面积水蒸发量 计算方法同上。计算方法同上。LQXXCnnqLQnnqLQLLBBFppWqqb)(510)00363.0(v 2-4 2-4 空气调节负荷估算指标空气调节负荷估算指标一、一、夏季冷负荷估算 所谓空调负荷概算指标，是指折算到建 筑物中每一平方米空调面积所需制冷机或空 调器提供的冷负荷值。将负荷概算指标乘以 建筑物内的空调面积，即得夏季空调制冷系 统总负荷的估算值。国内部分建筑空调负荷概算指标见表2-14。二、冬季热负荷估算二、冬季热

15、负荷估算 民用建筑空气调节系统冬季热负荷，可按冬季采暖热负荷指标估算后，乘以空调系统冬季用室外新风量的加热系数1.3-1.5即可。当只知道总建筑面积时，其采暖指标可参考下列数值（单位 ）：住宅 4770 办公、学校 5881 旅馆 5870 食堂、餐厅 116140 商店 6487 单层住宅 81105图书馆 4770 影剧院 93116医院、幼儿园 6481 2/mW2-5 空调房间送风状态及送风量的确定空调房间送风状态及送风量的确定目的：为消除余热（湿）所要求的风量及参数目的：为消除余热（湿）所要求的风量及参数一、夏季送风状态及送风量一、夏季送风状态及送风量设：余热为设：余热为Q Q，余湿

16、为，余湿为W W，送风量为，送风量为qmqm；送风空气状态由送风空气状态由O N O N 排出排出根据热平衡：根据热平衡：根据湿平衡：根据湿平衡：NmomhqQhqmNqQhoh10001000NmmdqWdoqmNqWdod1000由于送风要同时吸收余热、余湿由于送风要同时吸收余热、余湿 又：又：由上式可知，空气在由上式可知，空气在Q Q、W W作用下，在作用下，在 h-dh-d图上沿着图上沿着线由线由ONON。kg/s kg/soNoNmddWhhQq10001000oNoNddhhWQ1000oNoNmddWhhQq送风状态点送风状态点O O的确定：的确定：主要从技术和经济两方面考虑。主

17、要从技术和经济两方面考虑。由送风温差（由送风温差（to=tNto=tN to to）来考虑）来考虑O O点点的选择；的选择；显然：显然：toto ，则，则GG，运行费用和初投资小，运行费用和初投资小，但温度和湿度分布不均，稳定性受影响。反之但温度和湿度分布不均，稳定性受影响。反之toto，q qm m，toto按表按表2-152-15选用。选用。换气次数：换气次数：n=L/Vn=L/VO O点的确定及送风量的计算：点的确定及送风量的计算：（1 1）选）选tto o （2 2）找出）找出N N点，并作点，并作线线 （3 3）t to o线与线与线的交点即为线的交点即为O O点点 （4 4）计算）

18、计算q qm m二、冬季送风状态及送风量二、冬季送风状态及送风量 1 1、特点、特点 (1(1）N N不变，不变，Q QQQ，W W余余W W余余 (2 (2）送热风）送热风 totot tN N2 2、处理、处理 取取 q qm m=q=qm m d do o=d=do o O O N N3 3、OO点的确定点的确定 1 1）过）过N N作作线线 O O 2 2）过）过O O作作d do o线交线交得得oo点点 注：注：t to o4545为宜为宜另：取另：取 q qm m=q=qm m运行管理方便，运行管理方便，q qm m q qm m节能，经济意义大。节能，经济意义大。oNmmddWq

19、q三、空调送风中新风量的确定三、空调送风中新风量的确定 依据：依据：1 1、卫生要求、卫生要求 2 2、补充局部排风需要、补充局部排风需要 3 3、保持室内正压需要、保持室内正压需要 注意：新风量注意：新风量总风量总风量10%10%四、新风冷负荷四、新风冷负荷 Q Qw w=q=qw w(h(hw w h hN N)五、空气平衡五、空气平衡 1 1、固定新风量系统、固定新风量系统(1(1）空调房间：）空调房间：L=LL=Lx x+L+Ls s(2(2）系统：）系统：L Lw w=L=Ls s2 2、变新风量系统：、变新风量系统：(1 1）房间：）房间：L=Lx+LsL=Lx+Ls (2 (2）

20、空调处理箱：）空调处理箱：L=LL=LN N+L+Lw w （L Lx xL LN N,L,Lw wL Ls s,Lx-L,Lx-LN N=L=LP P)本章要点：本章要点：1、等效温度是描述不同的温湿度组合产生的相 同冷热感；舒适区则给出了一般衣着情况 下，人体感到舒适的温湿度范围。2、室内空气的计算参数因空调的用途不同而不 同，通常分为舒适性空调室内空气计算参数 和工艺性空调室内空气计算参数两大类，前 者以满足人的热舒适性为主，后者以满足工 艺过程的特殊要求为主，当有人操作时，适 当考虑人体的舒适性需要。3、室外空气计算参数取什么值，会直接影响到 室内空气状态的保证程度和设备投资。因此，设

21、计规范中规定的室外空气计算参数值，通常 还是取最不利条件时的数值，而是根据全年少 数时间不保证室内温湿度在控制标准范围内的 原则确定的数值。4、夏季空调房间的得热量与冷负荷是两个既有 联系又有区别的量，只有直接散发到空气中的 热量才能构成冷负荷。5、夏季空调系统的冷负荷，根据系统作用范围 所有空调房间和区域的同时使用情况、空调系 统的类型及控制方式的不同，可按各房间和区域逐时冷负荷的综合最大值或各房间或区域冷负荷的累计值确定。6、空调房间的送风量既要满足消除室内多余的热湿量或弥补热湿量不足的要求，又要符合换气次数的要求。7、送风温差的大小受到技术和经济两个方面因素的影响，特别是在夏季送冷风时，

22、这种影响最明显，需要综合考虑确定。思思 考考 题题1.1.影响人体热舒适影响人体热舒适(冷热感冷热感)的空气因素和非空气因素各的空气因素和非空气因素各 有什么哪些？有什么哪些？2.2.人体的舒适感包括热舒适感和非热舒适感，试说明影人体的舒适感包括热舒适感和非热舒适感，试说明影 响后者的除了空气中的氧气含量外，还有哪些因素？响后者的除了空气中的氧气含量外，还有哪些因素？3.3.图图2-12-1中的各条等效温度线起什么作用？说明什么问中的各条等效温度线起什么作用？说明什么问题。题。4.4.是不是空气中含的水蒸汽越多，人的感觉就越不舒是不是空气中含的水蒸汽越多，人的感觉就越不舒 服？为什么？服？为什

23、么？5.5.为什么说用为什么说用PMV-PPDPMV-PPD指标评价热环境的热舒适状态要指标评价热环境的热舒适状态要比用等效温度法全面。比用等效温度法全面。5.5.为什么说用为什么说用PMV-PPDPMV-PPD指标评价热环境的热舒适指标评价热环境的热舒适 状态要比用等效温度法全面。状态要比用等效温度法全面。6.6.舒适性空调室内空气计算参数的确定需要考虑舒适性空调室内空气计算参数的确定需要考虑 哪些因素？为什么？取值依据是什么？哪些因素？为什么？取值依据是什么？7.7.为什么不采用当地室外最高空气温度作为设计为什么不采用当地室外最高空气温度作为设计 计算依据？当室内空气温度超过设计计算温度计

24、算依据？当室内空气温度超过设计计算温度 时，空调系统不能满足使用要求，可采用哪些时，空调系统不能满足使用要求，可采用哪些 临时措施来保证室内湿度在控制范围内？临时措施来保证室内湿度在控制范围内？8.8.围护结构为什么对由室外经其传入室内的热量围护结构为什么对由室外经其传入室内的热量有衰减和延迟作用？有衰减和延迟作用？9.9.夏季房间得热量和冷负荷一般包括两个方面的夏季房间得热量和冷负荷一般包括两个方面的热量和分为哪五项主要得热因素？热量和分为哪五项主要得热因素？10.10.空调房间的得热量与冷负荷在什么情况下不空调房间的得热量与冷负荷在什么情况下不 相等？相等？11.11.空调系统冷负荷由哪几

25、部分组成？空调系统冷负荷由哪几部分组成？12.12.空调技术是采用什么方法来维持空调房间所要空调技术是采用什么方法来维持空调房间所要求的温湿度条件？求的温湿度条件？13.13.空调房间的送风量可用哪几个公式计算得出？空调房间的送风量可用哪几个公式计算得出？需要满足什么要求？需要满足什么要求？14.14.试说明在试说明在一定的条件下，送风量与送风温一定的条件下，送风量与送风温 差如何取值？差如何取值？15.15.规定换气数的目的是什么？换气次数如何取规定换气数的目的是什么？换气次数如何取 值？值？16.16.送风状态点在送风状态点在h-dh-d图上由哪两条线决定？送风图上由哪两条线决定？送风 温差如何取值？温差如何取值？17.17.哪些因素限制了夏季送风温差不能任意值？哪些因素限制了夏季送风温差不能任意值？18.18.冬季采用与夏季相同的送风量或少于夏季送冬季采用与夏季相同的送风量或少于夏季送 风量各有什么好处？风量各有什么好处？19.19.冬季减少送风量时要注意哪两方面的限制？冬季减少送风量时要注意哪两方面的限制？