暖通空调第2章热负荷冷负荷与湿负荷计算8884.pptx
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1、主讲人:鲁进利主讲人:鲁进利TELTEL:1860555820718605558207建筑工程学院建环系建筑工程学院建环系暖通空调,HVAC第二章:热、冷、湿负荷计算第二章:热、冷、湿负荷计算第二章:热、冷、湿负荷计算第二章:热、冷、湿负荷计算p本章主要内容本章主要内容主要讲述建筑物主要讲述建筑物热负荷热负荷、冷负荷冷负荷及及湿负荷湿负荷的计算方法的计算方法p教学基本要求教学基本要求掌握掌握规范规范中室内外空气中室内外空气计算参数计算参数的规定的规定掌握热负荷、冷负荷与湿负荷的掌握热负荷、冷负荷与湿负荷的计算方法计算方法掌握掌握制冷系统冷负荷制冷系统冷负荷的组成的组成安徽工业大学第二章:热、冷
2、、湿负荷计算第二章:热、冷、湿负荷计算p几个基本概念几个基本概念冷负荷冷负荷:指在某一室外气候条件下,为保持建筑物的热湿环境,:指在某一室外气候条件下,为保持建筑物的热湿环境,空调系统空调系统单位时间内向建筑物供给的冷量单位时间内向建筑物供给的冷量热负荷热负荷:指在某一室外气候条件下,为到达要求的室内温度,:指在某一室外气候条件下,为到达要求的室内温度,供暖系统供暖系统单位时间内向建筑物供给的热量单位时间内向建筑物供给的热量湿负荷湿负荷:指空调房间的湿源(人体散湿、敞开水池表面散湿、:指空调房间的湿源(人体散湿、敞开水池表面散湿、地面积水等)向室内的散湿量,即地面积水等)向室内的散湿量,即为维
3、持室内含湿量恒定需要为维持室内含湿量恒定需要从房间除去的湿量从房间除去的湿量安徽工业大学2.1 室内外空气计算参数室内外空气计算参数p室外空气计算参数室外空气计算参数确定依据及原则确定依据及原则采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范(GB 50019-GB 50019-20032003)中的相关规定)中的相关规定p室内空气计算参数室内空气计算参数确定依据及原则确定依据及原则采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范(GB 50019-GB 50019-20032003)中的相关规定)中的相关规定安徽工业大学2.1 室内外空气计算参数室内外空气计算参数p室内外空气计算参数
4、的基本概念:指从瞬息万变的气象资料室内外空气计算参数的基本概念:指从瞬息万变的气象资料中提取的一些具有典型代表意义的、用于计算建筑物冷、热、中提取的一些具有典型代表意义的、用于计算建筑物冷、热、湿负荷的参数。湿负荷的参数。是暖通空调工程设计最基本的依据之一,以是暖通空调工程设计最基本的依据之一,以“规范规范”和和“标准标准”的形的形式由政府职能部门通过行政手段强制执行。式由政府职能部门通过行政手段强制执行。设计计算参数的取值大小直接影响设计结果,因而直接影响所设计的设计计算参数的取值大小直接影响设计结果,因而直接影响所设计的暖通空调系统的造价、运行效果、运行效率及运行能耗。暖通空调系统的造价、
5、运行效果、运行效率及运行能耗。在选取计算参数时,首先要严格执行有关设计规范和标准,并遵照可在选取计算参数时,首先要严格执行有关设计规范和标准,并遵照可用、可行、经济的原则。其次,在能够保证需要的前提下,尽量降低用、可行、经济的原则。其次,在能够保证需要的前提下,尽量降低设计标准。设计标准。例如采暖,在室外计算温度为例如采暖,在室外计算温度为-10-10的地区,室内温度设计标准每降的地区,室内温度设计标准每降低低11,可节能,可节能3%5%3%5%,系统的造价也相应降低。,系统的造价也相应降低。安徽工业大学用于计算夏季新风用于计算夏季新风冷负荷冷负荷2.1 室内外空气计算参数室内外空气计算参数p
6、2.1.1 2.1.1 室外空气计算参数室外空气计算参数依据:依据:采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范(GB 50019-2003GB 50019-2003)中的规定)中的规定来源:用于采暖通风与空调设计计算的室外气象参数(附录来源:用于采暖通风与空调设计计算的室外气象参数(附录2-12-1)原则:全年有少数时间不保证室内温湿度标准而制定的原则:全年有少数时间不保证室内温湿度标准而制定的室外空气计算参数取值直接影响热、冷负荷的大小和暖通空调费用室外空气计算参数取值直接影响热、冷负荷的大小和暖通空调费用p1.1.夏季空调室外计算干、湿球温度夏季空调室外计算干、湿球温度干球温度:
7、取室外空气历年平均不保证干球温度:取室外空气历年平均不保证50h50h的干球温度的干球温度湿球温度:取室外空气历年平均不保证湿球温度:取室外空气历年平均不保证50h50h的湿球温度的湿球温度注:注:“历年平均不保证历年平均不保证”是指某一地区累年不保证总天数或小时数的历年平均值是指某一地区累年不保证总天数或小时数的历年平均值安徽工业大学2.1 室内外空气计算参数室内外空气计算参数p2.2.夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度逐时温度(逐时温度(t t)日平均温度(日平均温度(t to.mo.m)t to.mo.m夏季空调室外计算日平均温度(夏季空调室外计算日
8、平均温度(历年平均不保证历年平均不保证5 5天的日平均温度天的日平均温度)t td d夏季空调室外计算平均日较差夏季空调室外计算平均日较差t to.so.s夏季空调室外计算干球温度夏季空调室外计算干球温度室外空气温度逐时变化系数,室外空气温度逐时变化系数,表表2.12.1注:注:1 1 用于计算夏季经围护结构传入室内的热量用于计算夏季经围护结构传入室内的热量2 2 按照非稳态传热过程计算按照非稳态传热过程计算3 3 日较差:一日中,最高气温与最低气温之差(维度、季节、地表性质、天气情况)日较差:一日中,最高气温与最低气温之差(维度、季节、地表性质、天气情况)安徽工业大学2.1 室内外空气计算参
9、数室内外空气计算参数p3.3.冬季空调室外空气计算温度、相对湿度冬季空调室外空气计算温度、相对湿度计算温度:计算温度:历年历年平均不保证平均不保证1 1天天的日平均温度作为计算温度的日平均温度作为计算温度相对湿度:相对湿度:累年累年最冷月最冷月平均相对湿度作为计算相对湿度平均相对湿度作为计算相对湿度p4.4.冬季采暖室外计算温度和冬季通风设计温度冬季采暖室外计算温度和冬季通风设计温度冬季采暖:室外计算温度取冬季历年平均不保证冬季采暖:室外计算温度取冬季历年平均不保证5 5天的日平均温度天的日平均温度冬季通风:室外计算温度取累年最冷月平均温度冬季通风:室外计算温度取累年最冷月平均温度p5.5.夏
10、季通风室外计算温度和夏季通风室外计算相对湿度夏季通风室外计算温度和夏季通风室外计算相对湿度计算温度:取历年最热月计算温度:取历年最热月1414时的月平均温度的平均值时的月平均温度的平均值相对湿度:取历年最热月相对湿度:取历年最热月1414时的月平均相对湿度的平均值时的月平均相对湿度的平均值注:注:1.31.3中温度用于冬季空调供暖时计算围护结构的热负荷和新风负荷中温度用于冬季空调供暖时计算围护结构的热负荷和新风负荷2.42.4中温度用于冬季采暖系统供暖时计算围护结构的热负荷以及用于计算消除有害污染中温度用于冬季采暖系统供暖时计算围护结构的热负荷以及用于计算消除有害污染物通风的进风热负荷物通风的
11、进风热负荷3.53.5中参数用于夏季消除余热余湿时的通风及自然通风的计算中参数用于夏季消除余热余湿时的通风及自然通风的计算安徽工业大学2.1 室内外空气计算参数室内外空气计算参数“累年最冷月累年最冷月”指累年逐月平均气温最低的月份;指累年逐月平均气温最低的月份;“历年最热月历年最热月”指每年逐月平均气温最高的月份;指每年逐月平均气温最高的月份;按本按本规范规范确定的室外计算参数设计的空调系统,运行时,将确定的室外计算参数设计的空调系统,运行时,将会会出现个别时间达不到室内温湿度要求出现个别时间达不到室内温湿度要求的现象。的现象。特殊情况下室外计算参数的确定需要根据具体情况另行确定适宜的室特殊情
12、况下室外计算参数的确定需要根据具体情况另行确定适宜的室外计算参数外计算参数(如:(如:(1)保证全年达到既定的室内温湿度参数;()保证全年达到既定的室内温湿度参数;(2)仅在部分时间(如夜间)工作的空调系统仅在部分时间(如夜间)工作的空调系统)。补充说明补充说明安徽工业大学2.1 室内外空气计算参数室内外空气计算参数p2.1.2 室内空气计算参数p1.1.建筑房间使用功能对舒适性的要求建筑房间使用功能对舒适性的要求首先是室内空气的温度、湿度和空气的流动速度其次是衣着情况、空气新鲜程度、室内各表面的温度详见建筑环境学p2.2.地区、冷热源情况、经济条件和节能要求等地区、冷热源情况、经济条件和节能
13、要求等p空调房间温度、湿度规定方式p根据采暖通风与空气调节设计规范,对舒适性空调和采暖,室内计算参数如下(详见表2-2和表2-3)安徽工业大学2.1 室内外空气计算参数室内外空气计算参数舒适性空调室内计算参数舒适性空调室内计算参数夏季夏季温度温度22282228相对湿度相对湿度40%65%40%65%风速风速0.3m/s0.3m/s冬季冬季温度温度18241824相对湿度相对湿度30%60%30%60%风速风速0.2m/s0.2m/s采暖设计室内计算参数民用建筑 主要房间1624 工业建筑轻作业1621 中作业1618重作业1416过重作业1214 辅助建筑物及辅助用房浴室25 更衣室25 办
14、公室、休息室18 食堂18 盥洗室、厕所12 安徽工业大学2.2 冬季建筑的热负荷冬季建筑的热负荷p规范中规定:民用建筑民用建筑冬季热负荷冬季热负荷围护结构的耗热量围护结构的耗热量门窗缝隙渗入室内门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量的冷空气耗热量外面运入的冷物料外面运入的冷物料运输工具运输工具水分蒸发水分蒸发设备散热设备散热热物料散热热物料散热耗热量耗热量得热量得热量生产车间生产车间安徽工业大学2.2 冬季建筑的热负荷冬季建筑的热负荷民用建筑民用建筑冬季热负荷冬季热负荷Q 围护结构耗热量围护结构耗热量Q1 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量Q2基本耗热量基本耗热量Q1j附加耗热量附加耗热量Q1x朝向附加朝
15、向附加外门附加外门附加风力附加风力附加高度附加高度附加冬季民民用用建建筑筑的热负荷安徽工业大学2.2 冬季建筑的热负荷冬季建筑的热负荷p2.2.1 2.2.1 围护结构的耗热量围护结构的耗热量围护结构的温差传热量围护结构的温差传热量加热由于外门短时间开启侵入的冷空气耗热量加热由于外门短时间开启侵入的冷空气耗热量一部分太阳辐射热量一部分太阳辐射热量p1.1.围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的温差修围护结构的温差修正系数,见表正系数,见表2-42-4采暖室外计采暖室外计算温度算温度注:注:1.1.围护结构的面积围护结构的面积A A,应按照一定的规则从建筑图上量取,应按照一定的规则从
16、建筑图上量取2.2.在已知冷侧温度或用热平衡法能计算出冷侧温度时,直接用冷侧温度,无需修正在已知冷侧温度或用热平衡法能计算出冷侧温度时,直接用冷侧温度,无需修正安徽工业大学2.2 冬季建筑的热负荷冬季建筑的热负荷温差修正系数温差修正系数a a是根据围护结构同室外空气接触状况,在设计计算中对室内是根据围护结构同室外空气接触状况,在设计计算中对室内外计算温差采取的修正系数;外计算温差采取的修正系数;温差修正系数取决于非供暖房间或空间的保温性能和透气状况,具体值见教温差修正系数取决于非供暖房间或空间的保温性能和透气状况,具体值见教材材P13P13P13P13表表表表2-42-42-42-4;规范规范
17、中,中,与相邻房间的温差大于或等于与相邻房间的温差大于或等于55时,应计算通过隔墙或楼板时,应计算通过隔墙或楼板等的传热量;与相邻房间的温差小于等的传热量;与相邻房间的温差小于55,且通过隔墙和楼板等的传热量大,且通过隔墙和楼板等的传热量大于该房间热负荷的于该房间热负荷的10%10%时,也应计算其传热量;时,也应计算其传热量;围护结构的面积围护结构的面积A A应按一定的规则根据建筑图计算应按一定的规则根据建筑图计算(查阅相关设计手册查阅相关设计手册);一些定型的围护结构的传热系数一些定型的围护结构的传热系数K K可从相关设计手册查取,一般情况下按多可从相关设计手册查取,一般情况下按多层匀质结构
18、计算其传热系数。层匀质结构计算其传热系数。补充说明补充说明安徽工业大学2.2 冬季建筑的热负荷冬季建筑的热负荷p地面热带的划分外外墙墙外墙外墙内墙内墙内内墙墙对于两面外墙、两面内墙的情况,第一地带该部分面积对于两面外墙、两面内墙的情况,第一地带该部分面积计算两次计算两次。非保温地面的热阻和传热系数非保温地面的热阻和传热系数安徽工业大学2.2 冬季建筑的热负荷冬季建筑的热负荷p围护结构传热面积的尺寸丈量规则对于平屋顶平屋顶,顶棚面积顶棚面积按建筑物外轮廓尺寸计算安徽工业大学2.2 冬季建筑的热负荷冬季建筑的热负荷p2.围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量朝向修正率朝向修正率日照率日照率35%
19、35%的地区修正的地区修正东南、西南、南向:东南、西南、南向:-10%0-10%0其他为其他为0 0风力附加:风力附加:规范规范中明确规定,在不避风的高地、河边、海岸、狂中明确规定,在不避风的高地、河边、海岸、狂野上得建筑物以及城镇、厂区内特别高的建筑物,垂直的外围护结构野上得建筑物以及城镇、厂区内特别高的建筑物,垂直的外围护结构热负荷附加热负荷附加5%10%5%10%外门开启附加:对于短时间开启无热风幕的外门,可以用外门的基本外门开启附加:对于短时间开启无热风幕的外门,可以用外门的基本耗热量乘上表耗热量乘上表2-52-5中查出的相应的附加率,阳台不应考虑外门附加。中查出的相应的附加率,阳台不
20、应考虑外门附加。高度附加:当房间净高超过高度附加:当房间净高超过4m4m时,每增加时,每增加1m1m时,附加率为时,附加率为2%2%,最大附,最大附加率不超过加率不超过15%15%。0 10%-5%-5%-10%-15%-10%-15%-15%-30%N0 10%0 10%安徽工业大学2.2 冬季建筑的热负荷冬季建筑的热负荷p门窗缝隙渗入冷空气的耗热量门窗缝隙渗入冷空气的耗热量2常用方法有三种:缝隙法、换气次数法、百分数法常用方法有三种:缝隙法、换气次数法、百分数法1 1缝隙法缝隙法2L L每米门窗缝隙渗入室内的冷空气量,每米门窗缝隙渗入室内的冷空气量,m m3 3/(hmhm)2LL门窗缝隙
21、长度,门窗缝隙长度,m m2mm冷风渗透量的朝向修正系数冷风渗透量的朝向修正系数采暖室外计采暖室外计算温度算温度注意:注意:该方法适用于多层和高层民用建筑该方法适用于多层和高层民用建筑安徽工业大学2.2 冬季建筑的热负荷冬季建筑的热负荷p门窗缝隙渗入冷空气的耗热量门窗缝隙渗入冷空气的耗热量2 2换气次数法换气次数法L L渗入室内的冷空气量,渗入室内的冷空气量,m m3 3/h/h(查表(查表2-62-6)无确切数字时,多层建建筑按照表无确切数字时,多层建建筑按照表2-62-6推荐计算渗透冷风量推荐计算渗透冷风量空调建筑室内通常保持正压,因此在一般情况下,不计算门窗缝隙渗空调建筑室内通常保持正压
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