第五章 空调房间的冷(热)湿负荷计算《通风与空调系统》.ppt

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1、第第5 5章章 空调房间的负荷计算空调房间的负荷计算及送风量确定及送风量确定室内外空气计算参数室内外空气计算参数1324空调房间冷（热）、湿负荷的计算空调房间冷（热）、湿负荷的计算 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 冷（热）负荷估算指标冷（热）负荷估算指标 1 1、得热量和得湿量、得热量和得湿量 在室内外热、湿扰量的作用下，某一时刻进在室内外热、湿扰量的作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和总湿量称为在入一个恒温恒湿房间内的总热量和总湿量称为在该时刻的该时刻的得热量和得湿量得热量和得湿量。当得热量为负值时称。当得热量为负值时称为为耗（失）热量耗（失）热量。2 2、

2、冷负荷、热负荷及湿负荷、冷负荷、热负荷及湿负荷 在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间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供应的冷量称为冷负荷冷负荷；反之，为补偿房间矢热；反之，为补偿房间矢热而需向房间供应的热量称为而需向房间供应的热量称为热负荷热负荷；为维持室内；为维持室内相对湿度所需由房间增加的湿量称为相对湿度所需由房间增加的湿量称为湿负荷湿负荷。第第5 5章章 空调房间的负荷计算空调房间的负荷计算及送风量确定及送风量确定5.1 5.1 室内外空气计算参数室内外空气计算参数一、室内空气计算参数一、室内空气计算参数 空调房间室内温度、湿度空调房间室内温度、湿度 通常用两组指标

3、来规定：通常用两组指标来规定：温、湿度基数温、湿度基数空调精度空调精度室内温、湿度基数：室内温、湿度基数：在空调区域内所需要保持的空气在空调区域内所需要保持的空气基准温度与基准湿度。基准温度与基准湿度。空调精度：空调精度：在空调区域内，在要求的工件旁一个或在空调区域内，在要求的工件旁一个或数个测温（或测相对湿度）点上水银温度计（或相对数个测温（或测相对湿度）点上水银温度计（或相对湿度计）在要求的持续时间内，所示的空气温度（或湿度计）在要求的持续时间内，所示的空气温度（或相对湿度）偏离温（湿）度基数的最大偏差。相对湿度）偏离温（湿）度基数的最大偏差。5.1 5.1 室内外空气计算参数室内外空气计

4、算参数舒适性空调舒适性空调工艺性空调工艺性空调空调系统根据所服务的空调系统根据所服务的对象不同可分为：对象不同可分为：注意：注意：舒适性空调舒适性空调是从人体舒适感的角度来确定室内是从人体舒适感的角度来确定室内温、湿度设计标准，一般不提空调精度的要求。温、湿度设计标准，一般不提空调精度的要求。工艺性空调工艺性空调主要是满足工艺过程对温、湿度基主要是满足工艺过程对温、湿度基数的特殊要求，同时兼顾人体的卫生要求。数的特殊要求，同时兼顾人体的卫生要求。5.1 5.1 室内外空气计算参数室内外空气计算参数1 1、人体热舒适感的影响因素、人体热舒适感的影响因素 室内空气的温度室内空气的温度 室内空气的相

5、对湿度室内空气的相对湿度 人体附近的空气流速人体附近的空气流速 围护结构内表面及其他物体表面温度围护结构内表面及其他物体表面温度 人体的活动量人体的活动量 人体的衣着人体的衣着 生活习惯生活习惯 年龄年龄 性别等性别等2 2、有效温度区、有效温度区 和舒适区和舒适区 美国供暖、制美国供暖、制冷、空调工程师学冷、空调工程师学会会定义有效温度：定义有效温度：一个具有相同温度一个具有相同温度且相对湿度为且相对湿度为5050的封闭黑体空间的的封闭黑体空间的温度，在此环境中温度，在此环境中人体的全热损失与人体的全热损失与实际环境相同。实际环境相同。两块舒适区：两块舒适区：菱形和阴影部分。菱形和阴影部分。

6、5.1 5.1 室内外空气计算参数室内外空气计算参数3 3、PMV-PPD指标指标 PMV-预期平均评价，代预期平均评价，代表了对同一环境绝大多数人表了对同一环境绝大多数人的冷热感觉。的冷热感觉。PPD-预期不满意百分率，预期不满意百分率，表示对热环境不满意的百分表示对热环境不满意的百分数。数。PMV0处，处，PPD为为5,5,即：即使室内环境为最佳热舒即：即使室内环境为最佳热舒适状态，由于人的生理差别还有适状态，由于人的生理差别还有5%5%的人感到不满意。的人感到不满意。推荐值：推荐值：PPD10%，即，即PMV值在值在0.5到到0.5之间之间，相当于人群中允许有相当于人群中允许有10%的人

7、感到不满意。的人感到不满意。5.1 5.1 室内外空气计算参数室内外空气计算参数 4 4、室内室内空气空气计算计算参数参数 舒适性空调室内温、湿度标准舒适性空调室内温、湿度标准 工艺性空调室内温、湿度标准工艺性空调室内温、湿度标准夏季夏季冬季冬季温温 度度 应采用应采用2428 相对湿度相对湿度 应采用应采用4065%风风 速速 不应大于不应大于0.3ms 温温 度度 应采用应采用1822 相对湿度相对湿度 应采用应采用4060%风风 速速 不应大于不应大于0.2ms 工艺性空调根据工艺需要，并考虑必工艺性空调根据工艺需要，并考虑必要的卫生条件来确定。要的卫生条件来确定。5.1 5.1 室内外

8、空气计算参数室内外空气计算参数二、室外空气计算参数二、室外空气计算参数 1 1、室外空气温、湿度的变化规律、室外空气温、湿度的变化规律 室外空气温度的室外空气温度的日变化日变化 室外气温的室外气温的季节性季节性变化变化 室外空气室外空气湿度湿度的变化的变化 5.1 5.1 室内外空气计算参数室内外空气计算参数2 2、夏季室外空气计算参数、夏季室外空气计算参数（1)1)夏季空调室外计算干、湿球温度夏季空调室外计算干、湿球温度 夏季空调室外计算干球温度采用历年不保证50h的干球温度；夏季空调室外计算湿球温度采用历年平均不保证50h的湿球温度。（2)2)夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度夏季空调室

9、外计算日平均温度和逐时温度 夏季在计算通过围护结构的传热量时，采用的是不稳定传热过程，因此必须知道设计日的室外平均温度和逐时温度。夏季空调室外设计日平均温度采用历年平均不保证5天的日平均温度。5.1 5.1 室内外空气计算参数室内外空气计算参数3 3、冬季空调室外计算温、湿度的确定、冬季空调室外计算温、湿度的确定 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。由于冬季室外空气含湿量远小于夏季，而且变化也很小，因此不给出湿球温度，只给出冬季室外计算相对湿度。规定冬季空调室外计算相对湿度采用历年最冷月

10、平均相对湿度。5.2 5.2 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、太阳及太阳辐射强度1、太阳及其与地球间各种角度直射辐射：透过大气到达地面的太阳射线中，一部分按照原来直线辐射方向到达地面称为直射辐射。有方向性,为总辐射的主要部分。散射辐射：被各种气体分子、尘埃等反射或折射到达 地面且无特定方向的称为散射辐射。无方向性，为总辐射的一小部分。太阳辐射：直射辐射与散射辐射的和。5.2 5.2 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二、室外空气综合温度外表面单位面积上得到的热量外表面单位面积上得到的热量综合温度：综合温度：相当于室外气温由原来的相当于室外气温由原来的t

11、 tw w值增加了一值增加了一 个太阳辐射的等效温度值。个太阳辐射的等效温度值。注意：综合温度并非真实的空气温度。注意：综合温度并非真实的空气温度。5.3 5.3 空调房间冷（热）、湿负荷空调房间冷（热）、湿负荷的计算的计算一、得热量与冷负荷一、得热量与冷负荷得热量：得热量：指某一时刻由室外和室内热源散入房间指某一时刻由室外和室内热源散入房间 的热量的总和。包括：的热量的总和。包括：传导得热传导得热 日射得热日射得热人员得热人员得热 灯光得热灯光得热 设备得热设备得热 渗透和新风得热渗透和新风得热冷负荷：冷负荷：某一时刻为维持某个稳定的室内基准温度，某一时刻为维持某个稳定的室内基准温度，需要从

12、房间排出的热量或向房间供应的冷量。需要从房间排出的热量或向房间供应的冷量。5.3 5.3 空调房间冷（热）、湿负荷空调房间冷（热）、湿负荷的计算的计算得热量得热量潜热潜热（瞬时冷负荷）（瞬时冷负荷）显热显热对流热对流热（瞬时冷负荷）（瞬时冷负荷）辐射热辐射热（延迟、衰减）（延迟、衰减）5.3 5.3 调房间冷（热）、湿负荷调房间冷（热）、湿负荷的计算的计算二用冷负荷系数法计算围护结构的空调冷负荷二用冷负荷系数法计算围护结构的空调冷负荷1 1外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷外墙和屋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在日射和室外气温的综合作用下,W W 外墙和屋面的瞬时冷负荷计算温度

13、的逐时值，外墙和屋面的瞬时冷负荷计算温度的逐时值，；与制表状；与制表状态不相符的其他城市，应作修正：态不相符的其他城市，应作修正：5.3 5.3 空调房间冷（热）、湿负荷空调房间冷（热）、湿负荷的计算的计算2 2玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 在室内外温差作用下，在室内外温差作用下，W W 玻璃窗的瞬时冷负荷计算温度的逐时值，玻璃窗的瞬时冷负荷计算温度的逐时值，；地点不在北京，应进行地点修正。；地点不在北京，应进行地点修正。3 3玻璃窗日射得热引起的冷负荷玻璃窗日射得热引起的冷负荷 W W 冷负荷系数。冷负荷系数。4 4隔墙、楼板等内围护结构传热形成的冷负荷隔墙、楼板等内

14、围护结构传热形成的冷负荷 W W5.3 5.3 空调房间冷（热）、湿负荷空调房间冷（热）、湿负荷的计算的计算5 5照明散热引起的冷负荷照明散热引起的冷负荷 荧光灯荧光灯 W W 白炽灯白炽灯 W W 照明散热冷负荷系数。照明散热冷负荷系数。6 6人体散热引起的冷负荷人体散热引起的冷负荷 W W 人体显热散热冷负荷系数。人体显热散热冷负荷系数。7 7设备散热引起的冷负荷设备散热引起的冷负荷 W W 设备和用具的显热散热冷负荷系数设备和用具的显热散热冷负荷系数5.3 5.3 空调房间冷（热）、湿负荷空调房间冷（热）、湿负荷的计算的计算8 8人体和设备的散湿量人体和设备的散湿量人体的散湿量人体的散湿

15、量 g/h敞开水面的散湿量敞开水面的散湿量 kg/h三空调冷负荷的估算指标三空调冷负荷的估算指标1 1计算式估算法计算式估算法 W W2 2单位面积冷负荷指标法单位面积冷负荷指标法5.3 5.3 空调房间冷（热）、湿负荷空调房间冷（热）、湿负荷的计算的计算 【例题例题】计算济南某宾馆一客房（计算济南某宾馆一客房（5层）夏季空调冷负荷。层）夏季空调冷负荷。客房位于建筑物的顶层，层高为客房位于建筑物的顶层，层高为3.2m。客房内压。客房内压力稍高于室外大气压。力稍高于室外大气压。已知条件：已知条件：1 1）屋顶：构造同课本附录）屋顶：构造同课本附录5-6中序号中序号2，保温层为，保温层为沥青膨胀珍

16、珠岩（厚度为沥青膨胀珍珠岩（厚度为100mm），传热系数），传热系数K=0.55W/(K)，属于，属于型，面积型，面积F=33.6 2 2）南外墙：构造同课本附录）南外墙：构造同课本附录5-7中序号中序号2，墙厚，墙厚370mm，传热系数，传热系数K=1.50W/(K)，属于，属于型，型，面积面积F=6.65.3 5.3 空调房间冷（热）、湿负荷空调房间冷（热）、湿负荷的计算的计算 3 3）南外窗：双层钢窗（）南外窗：双层钢窗（3mm厚普通玻璃），厚普通玻璃），80%玻璃，内挂深黄色布窗帘。面积玻璃，内挂深黄色布窗帘。面积F=6（外围护结构为浅色（外围护结构为浅色,n8.7W/.K，w18.6

17、W/.K）4 4）内墙：邻室包括走廊，均与客房温度相同）内墙：邻室包括走廊，均与客房温度相同 5 5）人员：客房内有）人员：客房内有2人，在客房内总小时数为人，在客房内总小时数为16h，从，从16:00到次日到次日8:00 6 6）照明：莹光灯）照明：莹光灯200W，明装，开灯时数，明装，开灯时数8h，空调，空调运行运行24h 7 7）室内设计参数：温度）室内设计参数：温度24，相对湿度，相对湿度605.3 5.3 空调房间冷（热）、湿负荷空调房间冷（热）、湿负荷的计算的计算8 8）室外空气计算参数及气象条件：）室外空气计算参数及气象条件：空调室外计算干球温度空调室外计算干球温度34.8，空调

18、室外计算湿球温度空调室外计算湿球温度26.7；济南位于北纬济南位于北纬3641，东经，东经11659，海，海 拔拔51.6m；大气压力夏季为；大气压力夏季为99858Pa。5.3 5.3 空调房间冷（热）、湿负荷空调房间冷（热）、湿负荷的计算的计算作作 业 位于天津市一四位于天津市一四层的的办公楼，外公楼，外墙为型型370砖墙，试计算第三算第三层南向一房南向一房间的夏季空的夏季空调冷冷负荷和湿荷和湿负荷。荷。外外墙为浅色浅色墙面，面面，面积20m2，南向窗，南向窗为3mm普通普通单层钢窗，窗框面窗，窗框面积为3m2，内挂浅，内挂浅蓝色布帘，室内温度色布帘，室内温度为25，邻室包括走廊均室包括走

19、廊均为全全天空天空调，室内，室内压力稍高于室外大气力稍高于室外大气压，室内有，室内有6人，人，40W荧光灯光灯4支，暗装，灯罩上有通支，暗装，灯罩上有通风小孔，可散小孔，可散热到到顶棚，开灯棚，开灯时间为上午上午8点到下午点到下午5点（包括点（包括中午午休中午午休1小小时）。）。一、夏季冷负荷估算一、夏季冷负荷估算 空调负荷概算指标空调负荷概算指标，是指折算到建筑物每一，是指折算到建筑物每一平方米空调面积所需制冷机或空调器提供的冷负平方米空调面积所需制冷机或空调器提供的冷负荷值。荷值。将负荷概算指标乘以建筑物内的空调面积，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

20、即得夏季空调制冷系统总负荷的估算值。二、冬季热负荷估算二、冬季热负荷估算 民用建筑空气调节系统冬季热负荷，可按民用建筑空气调节系统冬季热负荷，可按冬冬季采暖热负荷指标季采暖热负荷指标估算后，乘以空调系统冬季用估算后，乘以空调系统冬季用室外新风量的加热系数室外新风量的加热系数1.31.5即可。即可。5.4 5.4 冷（热冷（热)负荷估算指标负荷估算指标一送入房间的空气的状态变化过程一送入房间的空气的状态变化过程 送入房间的空气吸收房间的余热余湿后，由送入房间的空气吸收房间的余热余湿后，由状态状态O变为变为N5.5 5.5 空调房间送风状态及送风量空调房间送风状态及送风量的确定的确定根据热平衡根据

21、热平衡 （*）根据湿平衡根据湿平衡 （*）只要送风空气的状态点位于该线上，那么将只要送风空气的状态点位于该线上，那么将一定质量，具有这种状态的空气送入房间，就能一定质量，具有这种状态的空气送入房间，就能同时吸收余热和余湿，从而保证室内要求的状态。同时吸收余热和余湿，从而保证室内要求的状态。5.4 5.4 空调房间送风状态及送风量空调房间送风状态及送风量的确定的确定 二、夏季送风量和送风状态的确定二、夏季送风量和送风状态的确定 送风量送风量 或或 换气次数换气次数 5.5 5.5 空调房间送风状态及送风量空调房间送风状态及送风量的确定的确定dodnhohnONO选定选定送风温差后，按以下步骤确定

22、送风温差后，按以下步骤确定O点和所需要的点和所需要的送风量：送风量：在焓湿图上确定出室内状态点在焓湿图上确定出室内状态点N由热湿比作出过由热湿比作出过N点的热湿比线点的热湿比线根据选取的送风温差，在热湿比线上定出送风根据选取的送风温差，在热湿比线上定出送风状态点状态点O用用（*）式计算所需的送风量，并校核换气次数式计算所需的送风量，并校核换气次数5.5 5.5 空调房间送风状态及送风量空调房间送风状态及送风量的确定的确定三冬季送风状态点及送风量的确定三冬季送风状态点及送风量的确定1 1采用与夏季不同的送风量采用与夏季不同的送风量 确定方法与夏季相同，冬季的送风温差可取大一些。确定方法与夏季相同

23、，冬季的送风温差可取大一些。2 2采用与夏季相同的送风量采用与夏季相同的送风量 只需调节送风参数，根据只需调节送风参数，根据（*）式反求出送风状态式反求出送风状态点（点（）由所求的（由所求的（）确定的送风状态点）确定的送风状态点OO与室与室内状态点内状态点N N的连线就是冬季工况的热湿比线。的连线就是冬季工况的热湿比线。5.5 5.5 空调房间送风状态及送风量空调房间送风状态及送风量的确定的确定四新风量的确定四新风量的确定1卫生要求卫生要求 空调房间的最小送风量应当保证人体健康所需空调房间的最小送风量应当保证人体健康所需要的新风量。要的新风量。2补充局部排风量补充局部排风量 空调房间内有排风柜

24、等局部排风装置时，为了空调房间内有排风柜等局部排风装置时，为了不使房间产生负压，必须有相应的新风量来补充不使房间产生负压，必须有相应的新风量来补充排风量。排风量。3保持空调房间的正压要求保持空调房间的正压要求 为了防止外界空气渗入室内，需要在空调系统为了防止外界空气渗入室内，需要在空调系统中用一定量的新风来保持房间的正压。中用一定量的新风来保持房间的正压。注：不小于总风量的注：不小于总风量的105.5 5.5 空调房间送风状态及送风量空调房间送风状态及送风量的确定的确定五五室内空气的平衡室内空气的平衡1 1单风机系统单风机系统 LW=LS5.5 5.5 空调房间送风状态及送风量空调房间送风状态

25、及送风量的确定的确定2 2双风机系统双风机系统 L=LX+LS L=Lh+LW5.5 5.5 空调房间送风状态及送风量空调房间送风状态及送风量的确定的确定 【作业作业】1 1、某空调车间夏季空调设计冷负荷、某空调车间夏季空调设计冷负荷Q=3000W，余湿量，余湿量W=0.5kg/h，车间室内设计温，车间室内设计温度度tn(201),相对湿度相对湿度n(555)%,当地大气当地大气压力压力101325Pa，试确定该空调车间的送风状态和，试确定该空调车间的送风状态和送风量。送风量。2 2、某空调房间的干球温度为、某空调房间的干球温度为t=22，含湿量，含湿量d=9.4g/kg干，余热量干，余热量Q=4500W，余湿量，余湿量W=2.5kg/h，如果该空调房间的送风温差为，如果该空调房间的送风温差为to7，当地大气压力，当地大气压力101325Pa，试求空调房间的，试求空调房间的送风状态和送风量。送风状态和送风量。5.5 5.5 空调房间送风状态及送风量空调房间送风状态及送风量的确定的确定