空調負荷與送風量

空調負荷與送風量第1頁/共110頁2.1室內外空氣計算參數2.1.1人體熱舒適與室內計算參數的確定

影響室內環(huán)境舒適度的是多種因素的綜合作用，評價環(huán)境的舒適度的指標如何確定？第2頁/共110頁一、人體熱平衡和熱舒適感（一）人體熱平衡方程

人體熱平衡可用下式表示：S=M-W-E-R-CS：人體蓄熱率M：人體能量代謝率W：人體所作機械功E：汗液蒸發(fā)和呼出的水蒸汽所帶走的熱量R：穿衣人體外表面與周圍表面之間的輻射換熱量C：穿衣人體外表面與周圍表面之間的對流換熱量S=f（M，tn，n，tr，vn

，Icl）S>0體溫上升,S<0體溫下降，S=0熱平衡第3頁/共110頁4－4人體蓄熱率人體能量代謝率人體產熱率與室內相對濕度有關與活動強度有關衣著主要影響因素:環(huán)境(t,,v,tr)衣著活動量與表面溫度tr有關人體所作機械功人體與環(huán)境輻射換熱率人體與環(huán)境對流換熱率人體蒸發(fā)散熱率與室溫ｔ、氣流風速ｖ有關第4頁/共110頁熱舒適:“對熱環(huán)境感到滿意的心理狀態(tài)”

Fanger教授提出熱舒適的三個條件：1）人體必須處于熱平衡狀態(tài)，以便使人體對環(huán)境的散熱量等于人體的體內產熱量，并且蓄熱量為零，即：

M-W-C-R-E=0（S=0）2）皮膚平均溫度必須具有與舒適相適應的水平3）人體應具有最佳排汗率(二)什么是熱舒適?第5頁/共110頁第6頁/共110頁3、等效溫度圖和舒適區(qū)由于人的舒適感共四個環(huán)境影響因素和四個人為因素，因此不能用一個單一的物理量來表示環(huán)境是否處于熱舒適狀態(tài)。等效溫度就結合干球溫度、濕球溫度和空氣流速的效應來反映冷熱感覺的。第7頁/共110頁

在同一條等效溫度線上具有相同的熱感覺。有效溫度線與50％相對濕度線的交點上標注著等效溫度的數值，在該點等效溫度與干球溫度相等。例如，通過t＝25℃,50％的兩線的交點的虛線即為25℃等效溫度線。第8頁/共110頁等效溫度的不足:沒有考慮熱輻射的影響。等效溫度設定條件:(1)室內空氣流速:0.15m/s;(2)服裝熱阻:0.6clo;1clo=0.155m2/℃/w。(3)菱形和平形部分表示不同情況下（服裝熱阻、活動量不同）的舒適區(qū)。第9頁/共110頁Clo(克洛):服裝的熱阻單位.1clo

=0.155m2K/W(襯衣+普通外套)

1clo00.10.30.50.81.53.0第10頁/共110頁在同樣的熱環(huán)境條件下，人與人的熱感覺也會有所不同，因此，應該采用平均熱感覺指標的概念，而預測的平均熱感覺指標常常簡稱為PMV。(1)預測平均熱感覺指標：PMV（PredictedMeanVote）4、PMV-PPD指標

第11頁/共110頁PMV是由舒適方程得到的一個熱感覺值數，體現了四種熱環(huán)境變量的一定組合、活動水平和著裝對平均熱感覺的影響的預測。環(huán)境參數活動量衣著Fanger(方格教授)收集了1396名美國和丹麥受試者的冷熱感覺資料，得出PMV的計算式：第12頁/共110頁人體活動量年齡性別第13頁/共110頁PMV指標的7級分度反應見汗滴手、額、頸等局部見汗感熱，皮膚發(fā)粘、濕潤感覺適宜，皮膚干燥感涼（局部關節(jié)，可忍受）局部感冷不適，需加衣很冷，可見雞皮或者寒顫

第14頁/共110頁

在同樣熱環(huán)境條件下，人與人之間的熱感覺會存在差異，而人與人對熱環(huán)境的反應的差異除了熱感覺的不同之外，還表現在對環(huán)境滿意與否的差異。因此，Fanger又提出預測不滿意百分數來表示人群對熱環(huán)境不滿意的情況，預測平均不滿意百分數常常簡寫為PPD（PredictedPercentDissatisfied）。(2)預測平均不滿意百分數PPD（PredictedPercentDissatisfied）第15頁/共110頁PPD是通過概率分析確定某環(huán)境條件下人群不滿意的百分數。

即便達到PMV＝0，仍然有5％的人不滿意。

中等熱環(huán)境PMV和PPD指數測定及熱舒適條件規(guī)定（GBT/18049）：-1≤PMV≥+1，PPD≤27%第16頁/共110頁1、舒適性空調空調室內空氣參數確定考慮：人體熱舒適室外空氣參數冷源情況建筑使用特點經濟、節(jié)能（見表2-4）二、室內空氣溫濕度計算參數第17頁/共110頁第18頁/共110頁2、工藝性空調由生產工藝過程的特殊要求確定；盡量兼顧人體熱舒適性要求；如果工藝要求允許盡量提高夏季室內設計溫度。見表2-5。第19頁/共110頁第20頁/共110頁第21頁/共110頁目的:(1)計算圍護結構的傳熱量;(2)處理新風所需冷量和熱量。2.1.2、室外空氣計算參數

第22頁/共110頁第23頁/共110頁第24頁/共110頁第25頁/共110頁第26頁/共110頁第27頁/共110頁第28頁/共110頁第29頁/共110頁第30頁/共110頁第31頁/共110頁第32頁/共110頁第33頁/共110頁第34頁/共110頁第35頁/共110頁參數名稱不保證時間應用場合冬季空調室外計算干球溫度1d日平均溫度空調傳熱計算冬季采暖室外計算干球溫度5d日平均溫度采暖傳熱計算冬季通風室外計算溫度最冷月平均值通風計算用夏季空調室外計算干球溫度tw,g50h新風狀態(tài)計算夏季空調室外計算濕球溫度50h夏季空調室外計算日平均溫度tw,p5d穩(wěn)定傳熱計算夏季通風室外計算溫度14時月平均值通風計算用不同工程性質采用的室外計算溫度不同第36頁/共110頁2.2空調房間冷(熱)濕負荷的計算空調房間冷（熱）濕負荷的來源：第37頁/共110頁一、空調房間夏季得熱量與冷負荷

得熱量：指在某一時刻由室外和室內熱源散入房間的熱量總和；

冷負荷；是指為了維持室溫恒定，空調設備在單位時間內必須自室內取走的熱量，也即在單位時間內必須向室內空氣提供的冷量。

第38頁/共110頁空調房間冷負荷與得熱量的關系得熱空氣冷負荷輻射熱蓄熱體對流熱對流熱潛熱（延遲）空氣調節(jié)得熱量與冷負荷的關系圖第39頁/共110頁得熱量

=潛熱+顯熱（對流熱)+顯熱（輻射熱）

‖

‖∨冷負荷

=潛熱+顯熱（對流熱)+顯熱（輻射熱）

（圍護結構）蓄熱能力（熱容量）↑冷負荷衰減↑延遲時間↑熱容量∝重型結構第40頁/共110頁

當空調系統(tǒng)間歇使用時，在停止運行期間室內溫度升高，大部分熱量被蓄存在圍護結構和家具中。重新開啟系統(tǒng)使室內空氣達到規(guī)定的溫度，則必須增多供冷量。除了上述的冷負荷之外還需增加該自然增溫的負荷。這兩部分負荷之和即為除熱量，工程中稱為開車負荷，也就是空調設備的實際供冷量。除熱量第41頁/共110頁空氣調節(jié)負荷方塊圖第42頁/共110頁τq實際冷負荷(輕型)實際冷負荷(中型)實際冷負荷(重型)西向瞬時太陽輻射得熱設計冷負荷建筑蓄熱特性對冷負荷的影響諧波擾量階躍擾量得熱量＝？蓄熱量＝？冷負荷＝？第43頁/共110頁第44頁/共110頁二、空調冷負荷計算第45頁/共110頁冷負荷系數法原理傳遞函數法:將圍護結構或空調房間連同空氣視為熱力系統(tǒng),將外擾或室內得熱作為系統(tǒng)的輸入,當計算空調冷負荷時,按條件查出相應的冷負荷溫度與冷負荷系數,用于穩(wěn)定傳熱方法計算,便于手算.冷負荷溫度:針對一些定型的圍護結構所得的計算冷負荷的相當的逐時溫度值.第46頁/共110頁傳遞函數的確定:第47頁/共110頁利用冷負荷系數法計算空調房間冷負荷第48頁/共110頁第49頁/共110頁第50頁/共110頁第51頁/共110頁第52頁/共110頁第53頁/共110頁第54頁/共110頁第55頁/共110頁第56頁/共110頁第57頁/共110頁第58頁/共110頁第59頁/共110頁第60頁/共110頁第61頁/共110頁(二)通過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷計算1、日射得熱因數的概念第62頁/共110頁（3）對比計算方法第63頁/共110頁2、通過玻璃窗的日射得熱引起冷負荷的計算第64頁/共110頁第65頁/共110頁第66頁/共110頁第67頁/共110頁（三）室內熱源散熱引起的冷負荷第68頁/共110頁第69頁/共110頁第70頁/共110頁第71頁/共110頁第72頁/共110頁2、照明設備形成的冷負荷第73頁/共110頁第74頁/共110頁3、人體散熱形成的冷負荷第75頁/共110頁第76頁/共110頁第77頁/共110頁第78頁/共110頁第79頁/共110頁第80頁/共110頁第81頁/共110頁第82頁/共110頁第83頁/共110頁第84頁/共110頁第85頁/共110頁第86頁/共110頁第87頁/共110頁第88頁/共110頁第89頁/共110頁第90頁/共110頁第91頁/共110頁第92頁/共110頁4－93冬季為什么采用穩(wěn)定計算方法，而夏季采用非穩(wěn)定計算方法？問題：tws,tnstnwtww,△to,max△to,max比較：△tw,

和t=tw-tnCLQwinter=HG=KwFw(tw-tn)第93頁/共110頁

總設計負荷＝建筑總負荷×同時使用系數×安全系數 總設計負荷決定了冷熱源的容量為什么要有同時使用系數：

1.同時使用

考慮使用者同時使用的可能性有多大

2.朝向不同

考慮建筑傳熱負荷隨時間變化3、總負荷的確定第94頁/共110頁東向房間南向房間西向房間總負荷曲線第95頁/共110頁安全系數常取1.1～1.25，目的是考慮設備出力需要一定的裕量：冷熱源在能量輸送過程會有一定損失空調箱和風道可能會有一定漏風負荷計算過程中可能有些次要因素被忽略掉了設備產品的出力可能達不到銘牌的值設備運行一定期間出力有衰退現象設備的裝機容量往往大于設計負荷第96頁/共110頁目前國內商用建筑冷熱源裝機容量過大的原因:

自己對負荷計算沒有把握負荷是在其它建筑裝機容量基礎上加安全系數確定的在各階段對負荷重復乘以安全系數認為大比小好非技術因素第97頁/共110頁空調系統(tǒng)的設計負荷與實際運行負荷設計負荷＝峰值負荷實際運行負荷與建筑使用情況以及氣候條件有關峰值負荷確定時需要考慮的因素賓館：旅游高峰與最熱、最冷天氣的錯位影劇院：有的舞臺燈光永遠不會同時開體育館：重大比賽總在過渡季進行第98頁/共110頁空調冷負荷概算指標第99頁/共110頁第四節(jié)空調房間送風量和

送風狀態(tài)點的確定

已知房間的冷負荷Q和濕負荷W，需要向房間送入不同狀態(tài)的空氣,吸收房間的余熱余濕或對房間加熱加濕后，從排風口等量排出。一、空調房間送風量的確定第100頁/共110頁送風量如何確定呢?一般人認為送風量大空調效果就好。最初國產風機盤管機組產品特征：大電機、大風量、高噪聲、高能耗。風機盤管機組產品新標準：低噪聲、高能效比（Q/W）。風機盤管機組產品新標準的爭議：風量與熱量比？第101頁/共110頁由空調房間的熱、濕平衡可得：上兩式經整理為：上兩式可得：第102頁/共110頁二、空調房間送風狀態(tài)點的確定1.在h-d圖上確定N點；2.根據Q、W算出=Q/W，通過N點畫出線；3.取定送風溫差，求出送風溫度，確定送風狀態(tài)；4.計算送風量。第103頁/共110頁104

送風溫差影響空調精度和人體舒適性，根據建筑功能的不同有一定限制影響風道的尺寸影響風系統(tǒng)的輸送能耗反映送風量的換氣次數和氣流均勻性換氣次數：指房間送風量與房間體積的比值，用（次/h）表示.第104頁/共110頁送風溫差的確定：舒適性空調：送風口高度≤5m，不宜大于10℃；送風口高度＞5m，不宜大于15℃。工藝性空調見表2-9。冬季，室內余熱通常為負，若余濕與夏季相同，故熱濕比為負值。冬季送風溫度高于室溫，可提高送風溫度，以降低送風量，但送風量必須滿足最小換氣次數，同時送風溫度應不高于45℃。第105頁/共110頁106

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