空调基础第三章.ppt
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1、第三章第三章 空调建筑负荷计算与送风量空调建筑负荷计算与送风量 3 3.1.1.1.1基本概念:基本概念:基本概念:基本概念:得热量:得热量:得热量:得热量:某一时刻进入空调房间的总热量某一时刻进入空调房间的总热量某一时刻进入空调房间的总热量某一时刻进入空调房间的总热量(太阳辐射太阳辐射太阳辐射太阳辐射热温差传热、人体散热、设备、照明散热等热温差传热、人体散热、设备、照明散热等热温差传热、人体散热、设备、照明散热等热温差传热、人体散热、设备、照明散热等)耗热量:耗热量:耗热量:耗热量:某一时刻自空调房间散发出去的总热量。某一时刻自空调房间散发出去的总热量。某一时刻自空调房间散发出去的总热量。某
2、一时刻自空调房间散发出去的总热量。得湿量:得湿量:得湿量:得湿量:某一时刻进入空调房间的总湿量某一时刻进入空调房间的总湿量某一时刻进入空调房间的总湿量某一时刻进入空调房间的总湿量(包括工艺包括工艺包括工艺包括工艺设备散湿、人体散湿等设备散湿、人体散湿等设备散湿、人体散湿等设备散湿、人体散湿等)冷冷负负荷荷:某某一一时时刻刻为为维维持持空空调调房房间间恒恒温温恒湿而需要空调系统向室内提供的冷量。恒湿而需要空调系统向室内提供的冷量。热热负负荷荷:某某一一时时刻刻为为补补偿偿空空调调房房间间散散失失的热量而需要向室内提供的热量。的热量而需要向室内提供的热量。湿湿负负荷荷:某某一一时时刻刻为为维维持持
3、空空调调房房间间恒恒定定的相对湿度而需要除去的湿量。的相对湿度而需要除去的湿量。3.23.2室内外空气设计参数室内外空气设计参数1.1.1.1.室内空气设计参数室内空气设计参数室内空气设计参数室内空气设计参数 室内空气的计算参数因服务对象不同而不同:室内空气的计算参数因服务对象不同而不同:室内空气的计算参数因服务对象不同而不同:室内空气的计算参数因服务对象不同而不同:(1 1 1 1)舒舒舒舒适适适适性性性性空空空空调调调调:以以以以满满满满足足足足人人人人体体体体舒舒舒舒适适适适感感感感来来来来确确确确定定定定,一一一一般般般般无无无无精精精精度度度度要要要要求求求求。我我我我国国国国舒舒舒
4、舒适适适适性性性性空空空空调调调调的的的的室室室室内内内内空空空空气气气气设设设设计计计计参参参参数数数数参参参参见见见见表表表表3.13.13.13.1以及附录以及附录以及附录以及附录3 3 3 3。(2 2 2 2)工工工工艺艺艺艺性性性性空空空空调调调调:按按按按工工工工艺艺艺艺过过过过程程程程的的的的特特特特殊殊殊殊要要要要求求求求而而而而提提提提出出出出,一一一一般对精度要求比较高。参见附录般对精度要求比较高。参见附录般对精度要求比较高。参见附录般对精度要求比较高。参见附录4 4 4 4。2.2.2.2.室外空气计算参数室外空气计算参数室外空气计算参数室外空气计算参数(1 1 1 1
5、)夏季室外空气计算参数)夏季室外空气计算参数)夏季室外空气计算参数)夏季室外空气计算参数 采采采采暖暖暖暖通通通通风风风风与与与与空空空空气气气气调调调调节节节节设设设设计计计计规规规规范范范范规规规规定定定定,夏夏夏夏季季季季室室室室外外外外空空空空气气气气状态点,根据室外计算干、湿球温度来确定:状态点,根据室外计算干、湿球温度来确定:状态点,根据室外计算干、湿球温度来确定:状态点,根据室外计算干、湿球温度来确定:空空空空调调调调夏夏夏夏季季季季室室室室外外外外计计计计算算算算干干干干球球球球温温温温度度度度:应应应应采采采采用用用用历历历历年年年年平平平平均均均均每每每每年年年年不不不不保
6、保保保证证证证50505050小小小小时时时时的的的的干干干干球球球球温温温温度度度度,t t t t干干干干=t t t twmaxwmaxwmaxwmax,即即即即当当当当地地地地夏夏夏夏季季季季设设设设计计计计日日日日最最最最高高高高气气气气温温温温,参见附录参见附录参见附录参见附录5 5 5 5。空空空空调调调调夏夏夏夏季季季季室室室室外外外外计计计计算算算算湿湿湿湿球球球球温温温温度度度度:应应应应采采采采用用用用历历历历年年年年平平平平均均均均每每每每年年年年不不不不保保保保证证证证50505050小时的湿球温度小时的湿球温度小时的湿球温度小时的湿球温度t t t ts s s s
7、,参见附录参见附录参见附录参见附录5 5 5 5。注意:由于地球白天吸收太阳辐射热,晚上由于地球白天吸收太阳辐射热,晚上逐渐向大气层释放热量的特点,而形成室逐渐向大气层释放热量的特点,而形成室外空气温度在一昼夜内呈周期性波动,因外空气温度在一昼夜内呈周期性波动,因此传热计算应按不稳定传热过程计算。此传热计算应按不稳定传热过程计算。(1 1)冬季室外空气计算参数)冬季室外空气计算参数采采暖暖通通风风与与空空气气调调节节设设计计规规范范规规定定冬冬季季室室外外空空气气状状态点,根据室外计算干球温度和相对湿度来确定:态点,根据室外计算干球温度和相对湿度来确定:空空调调冬冬季季室室外外计计算算干干球球
8、温温度度:应应采采用用历历年年平平均均每每年年不不保证保证1 1天的日平均温度,即天的日平均温度,即t twdwd参见附录参见附录5 5。空空调调冬冬季季室室外外计计算算相相对对湿湿度度:应应采采用用历历年年一一月月份份平平均均相对湿度的平均值,即相对湿度的平均值,即d d,参见附录参见附录5 5。注意:由于冬季空气加热、加湿所需要的费用远远小于夏季空气冷却、减湿所需费用,所以可以不考虑室外气温的波动,按稳定传热进行计算。3.33.3空调室内冷、热、湿负荷计算空调室内冷、热、湿负荷计算 1.1.算方法概述:算方法概述:4040年代美国人麦克和威特提出当量温差法;年代美国人麦克和威特提出当量温差
9、法;5050年代前苏联人什克洛维尔等人提出谐波分解法;年代前苏联人什克洛维尔等人提出谐波分解法;19681968年年,加加拿拿大大学学者者斯斯蒂蒂芬芬森森和和米米克克尔尔提提出出反反应应系系数数法法,掀掀起起了了革革新新负负荷荷计计算算方方法法的的研研究究,不不但但考考虑虑空空调调室室外外气气温温的的波波动动,考考虑虑围围护护结结构构等等物物体体的的蓄蓄热热、放放热热特特性性,认认为:得热量为:得热量冷负荷,得热量冷负荷。冷负荷,得热量冷负荷。目前世界上普遍应用的计算方法有目前世界上普遍应用的计算方法有4 4种:种:反应系数法反应系数法 谐波反应法(频率相应法)谐波反应法(频率相应法)传递函数
10、法(瞬态响应法)传递函数法(瞬态响应法)冷负荷系数法冷负荷系数法2.2.空调室内夏季冷负荷计算(冷负荷系数法)空调室内夏季冷负荷计算(冷负荷系数法)1 1)通过外墙和屋顶得热形成的冷负荷)通过外墙和屋顶得热形成的冷负荷 LQLQw w=K F K F (t tlflf +t td d)t tN N 2 2)通过外窗得热形成的冷负荷通过外窗得热形成的冷负荷 LQLQ=K FK F(t tw wt tN N)3 3)通过外窗玻璃太阳辐射热形成的冷负荷通过外窗玻璃太阳辐射热形成的冷负荷 Q Q=q qf fF FC Cs sC Cn n LQLQc c =QQ4 4)室内热源散热形成的冷负荷室内热源
11、散热形成的冷负荷人体散热人体散热 Q=qQ=qn nn n 照明灯具散热照明灯具散热 Q=n NQ=n N 用电设备散热量用电设备散热量 Q=Q=N N 由于空调系统冬季加热、加湿所消耗的费用,远远小由于空调系统冬季加热、加湿所消耗的费用,远远小由于空调系统冬季加热、加湿所消耗的费用,远远小由于空调系统冬季加热、加湿所消耗的费用,远远小于夏季冷却、去湿所消耗的费用,所以冬季传热计算不考于夏季冷却、去湿所消耗的费用,所以冬季传热计算不考于夏季冷却、去湿所消耗的费用,所以冬季传热计算不考于夏季冷却、去湿所消耗的费用,所以冬季传热计算不考虑室外气温的波动虑室外气温的波动虑室外气温的波动虑室外气温的波
12、动 ,其计算原则如下:,其计算原则如下:,其计算原则如下:,其计算原则如下:(1 1 1 1)按稳定传热计算;按稳定传热计算;按稳定传热计算;按稳定传热计算;(2 2 2 2)室外空气计算温度采用冬季室外空调计算温度室外空气计算温度采用冬季室外空调计算温度室外空气计算温度采用冬季室外空调计算温度室外空气计算温度采用冬季室外空调计算温度(参(参(参(参见附录见附录见附录见附录5 5 5 5),),),),计算方法与采暖耗热量计算方法相同;计算方法与采暖耗热量计算方法相同;计算方法与采暖耗热量计算方法相同;计算方法与采暖耗热量计算方法相同;(3 3 3 3)不计冷风渗透所形成的热负荷。不计冷风渗透
13、所形成的热负荷。不计冷风渗透所形成的热负荷。不计冷风渗透所形成的热负荷。3.3.空调室内冬季热负荷计算空调室内冬季热负荷计算4.4.空调空调系统湿负荷计算系统湿负荷计算 空调系统的湿负荷主要来自人体散湿和工艺空调系统的湿负荷主要来自人体散湿和工艺空调系统的湿负荷主要来自人体散湿和工艺空调系统的湿负荷主要来自人体散湿和工艺设备散湿两部分设备散湿两部分设备散湿两部分设备散湿两部分 1)1)1)1)人体散湿形成的湿负荷;人体散湿形成的湿负荷;人体散湿形成的湿负荷;人体散湿形成的湿负荷;W=wW=wn nn n 2 2 2 2)敞开水槽表面散湿量:敞开水槽表面散湿量:敞开水槽表面散湿量:敞开水槽表面散
14、湿量:W=W=W=W=(P P P PqbqbqbqbP P P Pq q q q)F F F F (kg/skg/skg/skg/s)3.43.4空调房间的送风量和新风量空调房间的送风量和新风量 1.1.空调房间夏季送风状态参数和送风量的确定空调房间夏季送风状态参数和送风量的确定 假假设设一一空空调调房房间间,室室内内冷冷负负荷荷为为Q Q,湿湿负负荷荷为为W W,空空调调室室内内设设计计状状态态为为N N(t tN N,N N)今今需需要要送送入入G G(kg/skg/s)状态为状态为O O(i iO O,d dO O)的空气以吸收室内的余热、余湿。的空气以吸收室内的余热、余湿。怎样确定送
15、风状态参数怎样确定送风状态参数O O(i iO O,d dO O)?并且计算送风量并且计算送风量G G(kg/skg/s)确定空调房间夏季送风状态点的步骤如下:确定空调房间夏季送风状态点的步骤如下:(1 1 1 1)在相应的在相应的在相应的在相应的i-di-di-di-d图上确定室内状态点图上确定室内状态点图上确定室内状态点图上确定室内状态点N N N N(t t t tN N N N N N N N)过过过过N N N N作一作一作一作一条条条条=Q=Q=Q=Q/WWWW热湿比线;热湿比线;热湿比线;热湿比线;(2 2 2 2)根据空调精度确定送风温差根据空调精度确定送风温差根据空调精度确定
16、送风温差根据空调精度确定送风温差t t t to o o o,参见表参见表参见表参见表2.92.92.92.9;(3 3 3 3)根据送风温差根据送风温差根据送风温差根据送风温差t t t to o o o确定送风温度:确定送风温度:确定送风温度:确定送风温度:t t t tO O O O=t t t tN N N N-t t t to o o o;(4 4 4 4)确定送风状态点:在确定送风状态点:在确定送风状态点:在确定送风状态点:在i-di-di-di-d图上,图上,图上,图上,t t t tO O O O线与线与线与线与线的交点,就线的交点,就线的交点,就线的交点,就是送风状态点是送风
17、状态点是送风状态点是送风状态点O O O O;根据热平衡和湿平衡关系式计算送风量 G(iN-iO)=Q G(dN-dO)=W 2.2.新风量新风量G GW W 的确定的确定 一般说来,空调系统新风量愈小则愈经济,但实际一般说来,空调系统新风量愈小则愈经济,但实际一般说来,空调系统新风量愈小则愈经济,但实际一般说来,空调系统新风量愈小则愈经济,但实际上不能无限制地减少新风量。新风量太少,会使室内空上不能无限制地减少新风量。新风量太少,会使室内空上不能无限制地减少新风量。新风量太少,会使室内空上不能无限制地减少新风量。新风量太少,会使室内空气品质满足不了卫生要求,或不能保证空调房间的气品质满足不了
18、卫生要求,或不能保证空调房间的气品质满足不了卫生要求,或不能保证空调房间的气品质满足不了卫生要求,或不能保证空调房间的“正正正正压压压压”要求。一般规定,空调系统中新风量占总风量的百要求。一般规定,空调系统中新风量占总风量的百要求。一般规定,空调系统中新风量占总风量的百要求。一般规定,空调系统中新风量占总风量的百分数不应低于分数不应低于分数不应低于分数不应低于10%10%10%10%。(1 1 1 1)民用建筑空调)民用建筑空调)民用建筑空调)民用建筑空调 每人最小新风量参见表每人最小新风量参见表每人最小新风量参见表每人最小新风量参见表3 3 3 3.11.11.11.11。(2 2 2 2)
19、生产厂房空调应按:)生产厂房空调应按:)生产厂房空调应按:)生产厂房空调应按:补偿局部排风或全面排风的风补偿局部排风或全面排风的风补偿局部排风或全面排风的风补偿局部排风或全面排风的风;保证室内保证室内保证室内保证室内5 5 5 510101010PaPaPaPa的正压要求的正压要求的正压要求的正压要求;满足每人不小于满足每人不小于满足每人不小于满足每人不小于30303030m m m m3 3 3 3/h/h/h/h新风量的卫生要求新风量的卫生要求新风量的卫生要求新风量的卫生要求.取该三项中的最大值取该三项中的最大值取该三项中的最大值取该三项中的最大值 若以上三项中的最大值仍不足总送风量若以上
20、三项中的最大值仍不足总送风量若以上三项中的最大值仍不足总送风量若以上三项中的最大值仍不足总送风量10%10%10%10%,则以则以则以则以G G G GW W W W=10%=10%=10%=10%G G G G确定。确定。确定。确定。(3 3 3 3)洁净空调)洁净空调)洁净空调)洁净空调 根据生产工艺要求确定新风量,一般采用全新风系根据生产工艺要求确定新风量,一般采用全新风系根据生产工艺要求确定新风量,一般采用全新风系根据生产工艺要求确定新风量,一般采用全新风系统。统。统。统。第三章第三章 复习思考题复习思考题3.1 3.1 3.1 3.1 影影影影响响响响人人人人体体体体热热热热舒舒舒舒
21、适适适适感感感感的的的的因因因因素素素素有有有有哪哪哪哪些些些些?说说说说明明明明他他他他们们们们是是是是如如如如何何何何影影影影响响响响人人人人体体体体散散散散热的。热的。热的。热的。3.2 3.2 3.2 3.2 室内空气温湿度设计参数的确定应考虑哪些因素?室内空气温湿度设计参数的确定应考虑哪些因素?室内空气温湿度设计参数的确定应考虑哪些因素?室内空气温湿度设计参数的确定应考虑哪些因素?3.3 3.3 3.3 3.3 按按按按照照照照我我我我国国国国现现现现行行行行暖暖暖暖通通通通空空空空调调调调设设设设计计计计规规规规范范范范,夏夏夏夏季季季季空空空空调调调调室室室室外外外外计计计计算算
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