空調(diào)負荷計算學習教案

1、空調(diào)空調(diào)(kn dio)負荷計算負荷計算第一頁，共25頁?？照{(diào)負荷(fh) 空調(diào)負荷(fh)是指空調(diào)房間冷（熱）負荷(fh)和濕負荷(fh)?？照{(diào)房間冷（熱）負荷(fh)、濕負荷(fh)是確定空調(diào)系統(tǒng)送風量及空調(diào)設備容量的基本依據(jù)。 室內(nèi)冷（熱）負荷(fh)、濕負荷(fh)的計算以室外氣象參數(shù)和室內(nèi)要求保持的空氣參數(shù)為依據(jù)。第1頁/共25頁第二頁，共25頁。1、空調(diào)室外空氣的計算參數(shù) 空調(diào)的室外空氣計算參數(shù)在采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范中已做出明確規(guī)定。眾所周知，室外空氣計算參數(shù)的取值大小將直接影響室內(nèi)空氣狀態(tài)和空調(diào)費用。因此，在空調(diào)設計中，應選用室外空氣計算參數(shù)作為建筑物圍護結構的溫差傳熱量和

2、新風負荷的計算依據(jù)。（1）設計規(guī)范中規(guī)定的計算參數(shù)是按全年少數(shù)時間不保證室內(nèi)溫濕度標準而制定的，溫濕度標準如下：采用歷年平均(pngjn)不保證50h的干球溫度作為夏季空調(diào)室外計算干球溫度。采用歷年平均(pngjn)不保證50h的濕球溫度作為夏季空調(diào)室外計算濕球溫度。采用歷年平均(pngjn)不保證1d的日平均(pngjn)溫度作為冬季空調(diào)室外計算溫度。采用歷年一月份平均(pngjn)相對濕度的平均(pngjn)值作為冬季空調(diào)室外計算相對濕度。第2頁/共25頁第三頁，共25頁。（2）夏季(xij)計算經(jīng)建筑圍護結構傳入室內(nèi)的熱量時，應按不穩(wěn)定 傳熱過程計算，故必須已知夏季(xij)空調(diào)設計日平

3、均溫度和逐時溫 度。 夏季(xij)空調(diào)室外空氣設計日的逐時溫度（t）按下列確定：式中 夏季(xij)空調(diào)室外空氣計算日平均溫度,按規(guī)范,采用歷年 平均不保證5d的日平均溫度作為夏季(xij)室外空氣計算日平均 溫溫度， ； 室外空氣溫度逐時變化系數(shù)， 夏季(xij)室外空氣計算平均日較差， 。 rpwttt.pwt.rt第3頁/共25頁第四頁，共25頁。式中 夏季空調(diào)室外計算干球溫度，（3）空調(diào)系統(tǒng)冬季的加熱、加濕所耗費用遠小于夏季的冷卻去濕所耗費用。為了便于計算，冬季可按穩(wěn)定傳熱方法計算傳熱量，而不考慮室外氣溫的波動。若冬季不使用空調(diào)設備送熱風(r fn)，僅用供暖設備補償房間熱損失時，計

4、算圍護結構的傳熱采用采暖室外計算溫度。（4）對于規(guī)范中查不到的城市可按下述簡化統(tǒng)計方法，確定室外計算溫度。 采暖室外計算溫度（tw.n) 可按下式確定：式中 累年最冷月平均溫度，； 累年最低日平均溫度，。 52.0.pwgwrtttgwt.min.43. 057. 0pplnwtttplt.min.pt第4頁/共25頁第五頁，共25頁。 冬季空調(diào)(kn dio)室外計算溫度（tw.k)可按下式確定: 夏季空調(diào)(kn dio)室外計算濕球溫度(tw.g)可按下式確定: 北部地區(qū): 中部地區(qū): 南部地區(qū): 式中 與累年最熱月平均溫度和平均相對濕度相對應 的濕度溫度, 與累年極端最高溫度和最熱月相對

5、濕度相對應 的濕球溫度, 夏季空調(diào)(kn dio)室外計算日平均溫度(tw.p)可按下式確定:min.7 . 03 . 0pplkwtttmax.28. 072. 0srpsswtttmax.25. 075. 0srpsswtttmax.20. 080. 0srpsswtttrpst.max. stmax.20. 080. 0tttprpw第5頁/共25頁第六頁，共25頁?？照{(diào)房間室內(nèi)空氣設計參數(shù)的確定主要取決于： 1.舒適性(人體所能維持正常的散熱量和散濕量) 影響人舒適感的主要因素有: 室內(nèi)空氣的溫度、濕度和空氣流動速度，其次是衣 著情況、空氣的新鮮程度、室內(nèi)各 表面的溫度等。 2.綜合考

6、慮地區(qū)(dq)、經(jīng)濟條件和節(jié)能要求等因素第6頁/共25頁第七頁，共25頁。1、室內(nèi)空氣品質(zhì)的定義 空氣中沒有已知的污染物達到公認權威機構所確定的有害濃 度指標，并處于這種空氣中的絕大多數(shù)人（80%）對此沒有表示(biosh)不滿。2、室內(nèi)空氣品質(zhì)的影響因素 空調(diào)系統(tǒng)對室內(nèi)空氣品質(zhì)的影響 新風不足 新風入口位置不良 建筑圍護結構漏水 送風風道和空氣處理臟污 空氣分布無效 過濾器效率低下 暖通空調(diào)系統(tǒng)維護不良 冷凝水排放不利 新風量不足的主要原因有： a.為了節(jié)省運行費用,按最小新量運行,使新風量不足; 第7頁/共25頁第八頁，共25頁。 b.空調(diào)(kn dio)設計中新風量取得過小、不能滿足室內(nèi)

7、空氣品質(zhì)的要求; c.新風處理、輸送和擴散過程的污染，惡化了新風品質(zhì)，削弱新風 的稀釋作用； d.空調(diào)(kn dio)系統(tǒng)運行管理不當，也可造成新風量的不足。 室內(nèi)污染物的影響 室外環(huán)境的影響3、改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的措施 暖通空調(diào)(kn dio)系統(tǒng)設計一嚴格的運行管理與維護 污染源的控制第8頁/共25頁第九頁，共25頁。4、新風量 室外新鮮空氣是保障良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)的關鍵。故空調(diào)系統(tǒng)中引入室外新鮮空氣是必要的。由于夏季室外空氣焓值比室內(nèi)空氣焓值要高，空調(diào)系統(tǒng)為處理 新風勢必(shb)要消耗冷量。據(jù)調(diào)查，空調(diào)過程中處理新風的能耗大致要占總能耗的25%30%，對于高級賓館和辦公建筑可高達40%。

8、 空調(diào)處理新風所消耗的能量是十分可觀的，所以，空調(diào)系統(tǒng)要在滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)的前提下，應盡量選用較小、必要的新風量。否則，新風過多，將會增加空調(diào)制冷系統(tǒng)與設備的容量。 新風量確定的一般原則： 滿足衛(wèi)生要求 為保證人們身體健康，必須向空調(diào)房間送入足夠的新風。一般是以稀釋室內(nèi)產(chǎn)生的CO2，使室內(nèi)CO2濃度不超過1106為基準。確定常態(tài)下的每人新風量為30m3/h。 第9頁/共25頁第十頁，共25頁。補充局部排風量 當空調(diào)房間內(nèi)有局部排風裝置時，為了不使房間產(chǎn)生負壓，在系統(tǒng)中必須有相應的新風量來補充排風量。保證(bozhng)空調(diào)房間的正壓要求 為防止室外空氣無組織侵入，影響室內(nèi)空調(diào)參數(shù)，需要在空調(diào)房

9、間內(nèi)保持正壓（室內(nèi)空氣壓力房間周圍的空氣壓力)。即用增加一部分新風量（或排風系統(tǒng)少排掉部分新風）的辦法，使室內(nèi)空氣壓力高于外界壓力，然后再讓這部分新風從空調(diào)房間門窗縫隙等不嚴密外滲透出去。這部分滲透空氣量的大小由房間的正壓、窗戶結構形成的縫隙狀況所決定。一般情況，空調(diào)房間正壓可取510Pa。過大的正壓不但沒有必要，還有壞處。 空調(diào)系統(tǒng)的新風量不應小于總風量的10%，以確保衛(wèi)生和安全。第10頁/共25頁第十一頁，共25頁。新風量可按如下(rxi)所示的框圖來確定。局部排風量Gp1維持正壓所需的滲透風量GO最小新風量Gw1=Gpl+Go滿足衛(wèi)生要求Gw系統(tǒng)總風量G最小新風量Gw=Max（Gwl,G

10、w2,Gw3)最小新風量Gw2=nxgw最小新風量Gw3=0.10G 除了考慮人員密度(md)外,還要充分考慮跟圍護結構和裝飾相關的室內(nèi)面積,房間最小新風量Lw為:式中 n室內(nèi)總?cè)藬?shù),即為人員密度(md)與地面面積之積; Rp每人最小新風量指標,m3/(h人); Rb每平方米地板所需最小新風量指標m3/(hm2); Ab地板面積,m2.bbpwARnRL第11頁/共25頁第十二頁，共25頁。建筑物空調(diào)室內(nèi)(sh ni)冷負荷和制冷系統(tǒng)負荷的形成過程及組成:瞬間得熱量輻射圍護結構、家具等傳遞給室內(nèi)空氣對流潛熱室內(nèi)瞬時冷負荷(逐時冷負荷)照明散熱人體散熱室內(nèi)用電設備散熱透過玻璃窗進入室內(nèi)日射量經(jīng)玻

11、璃窗的溫差傳熱圍護結構不穩(wěn)定傳熱按照房時逐時負荷逐時相加取最大值即室內(nèi)冷負荷制冷系統(tǒng)負荷新風冷負荷其他熱量形成的冷負荷室外新鮮空氣量抵消冷量的再加熱等風機、水泵機械能轉(zhuǎn)變的熱量風管、冷凍水管的傳熱量其他第12頁/共25頁第十三頁，共25頁。（1）空調(diào)房間的冷負荷包括:由于室內(nèi)外溫差和太陽輻射作用，通過建筑物圍護結構傳入室內(nèi)的熱量形成的冷負荷；人體散熱、散濕形成的冷負荷；燈光(dnggung)照明散熱形成的冷負荷；其他設備散熱形成的冷負荷。 空調(diào)房間的冷負荷是確定空調(diào)送風系統(tǒng)風量和空調(diào)設備容量的依據(jù)。（2）制冷系統(tǒng)負荷 制冷系統(tǒng)負荷等于室內(nèi)負荷、新風負荷和其他熱量形成的冷負荷之和；也就是說空調(diào)制

12、冷系統(tǒng)的供冷能力除了要補償室內(nèi)的冷負荷外，還要補償空調(diào)系統(tǒng)新風量負荷和抵消冷量的再加熱等其他熱量形成的冷負荷。 第13頁/共25頁第十四頁，共25頁。 制冷系統(tǒng)負荷是確定空調(diào)制冷設備容量的依據(jù)。（3）得熱量和冷負荷：房間的得熱量是指某一時刻由室外和室內(nèi)熱源進入房間的熱量總和。冷負荷是指為了維持室溫恒定，在某一時刻應從室內(nèi)排出去的熱量。瞬間得熱量中以對流方式傳遞的顯熱得熱和潛熱得熱部分，直接放散到房間空氣中，立刻構成房間瞬間冷負荷；而以輻射方式傳遞的得熱量，首先被圍護結構和室內(nèi)物體所吸收并貯存于其中。當這些圍護結構和室內(nèi)物體表面的溫度高于室內(nèi)空氣溫度后，所貯存的熱量再借助于對流方式逐時放出，給予

13、室內(nèi)空氣而形成冷負荷。（4）在計算空調(diào)負荷時，必須考慮圍護結構的吸熱、蓄熱和放熱過程，不同性質(zhì)(xngzh)的得熱量所形成的室內(nèi)逐時冷負荷是不同步的。因此，在確定房間逐時冷負荷時，必須按不同性質(zhì)(xngzh)的得熱分別計算，然后取逐時冷負荷分量之和。第14頁/共25頁第十五頁，共25頁。 空調(diào)冷負荷的計算方法：諧波反應法、反應系數(shù)法、Z傳遞(chund)函系數(shù)法和冷負荷系數(shù)法。我國常采用冷負荷系數(shù)法和諧波反應法計算空調(diào)冷負荷。1、圍護結構瞬變傳熱形成冷負荷的計算方法：（1）外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷在日射和室外氣溫綜合作用下，外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷可按下式計算：式中 Qc（）外

14、墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷，W； A 外墻和屋面的面積，m2； K 屋面和外墻的傳熱系數(shù)，W/（m2）；根據(jù)屋面和外墻的不同構造和厚度，可查表； tn 室內(nèi)設計溫度， ； tc（） 外墻和屋面的冷負荷計算溫度的逐時值， ；根據(jù)外墻和屋面的不同類型可在表中查出。外墻和屋面的冷負荷計算溫度為：相應的冷負荷計算值為：)()()(nccttAKQkktttadcc)()()()()()(nccttAKQ第15頁/共25頁第十六頁，共25頁。（2）內(nèi)圍護結構冷負荷 內(nèi)圍護結構是指內(nèi)隔墻及內(nèi)樓板，它們的冷負荷也是通過溫差傳熱（即與鄰室的 溫差）而產(chǎn)生的，這部分可視為穩(wěn)定傳熱，不隨時間而變化，其計算(

15、j sun)式為：式中 Ki 內(nèi)墻或內(nèi)樓板傳熱系數(shù)，W/（m2 ）； Ai 內(nèi)墻或內(nèi)樓板面積，m2； tw p 夏季空調(diào)室外計算(j sun)日平均溫度， ； tf 附加溫升，取鄰室平均溫度與室外平均溫度的差值， ；查下表。)(.nfpwiiictttKAQtf/tf/第16頁/共25頁第十七頁，共25頁。 （3）外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷在室內(nèi)外溫差作用下，玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷按下式計算：式中 Qc（） 外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷，W； Aw 窗口面積，m2； Kw 玻璃窗的傳熱系數(shù)，W/（m2K）；可查表； tc （） 玻璃窗的冷負荷溫度的逐時值，；可查表。2、透過玻璃窗的日射得

16、熱引起冷負荷的計算方法透過玻璃窗進入室內(nèi)的日射得熱形成的逐時冷負荷Qc（）按下式計算：式中 Qc（） 透過玻璃窗的日射得熱形成的冷負荷，w； Aw 窗口面積，m2； Ca 有效面積系數(shù)，可查表； Cs 窗玻璃的遮陽系數(shù)，可查表； Ci 窗內(nèi)遮陽設施的遮陽系數(shù)，可查表； Cz 窗玻璃的綜合遮擋(zhdng)系數(shù)，無因次 Djmax 日射得熱因數(shù)的最大值，W/m2，可查表； CLQ 窗玻璃冷負荷系數(shù)，無因次，可查表。3、室內(nèi)熱源散熱引起的冷負荷（1）設備散熱形成的冷負荷設備和用具顯熱散熱形成的冷負荷按下式計算：式中 Qc（） 設備和用具顯熱形式的冷負荷，W； Qs 設備和用具實際顯熱散熱量，W；

17、CLQ 設備和用具顯熱散熱冷負荷系數(shù)，可查表；如空調(diào)系統(tǒng)不連續(xù)運行，則CLQ=0。)()()(ncWWcttKAQLQjiSWacCDCCACQmax)(LQSCCQQ)(第17頁/共25頁第十八頁，共25頁。 （2）照明散熱形成的冷負荷根據(jù)照明燈具的類型和安裝方式不同,其冷負荷計算式分別如下:白熾燈 熒光燈 式中 Qc() 燈具散熱形成的冷負荷,W; N照明燈具所需功率,KW； n1鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時，取n1=1.2；當 暗裝熒光燈鎮(zhèn)流器裝設在頂棚內(nèi)時，可取n1=1.0； n2燈罩隔熱系數(shù),當熒光燈罩上部穿有小孔(下部為玻璃板),可利用自然通風散熱于頂棚

18、 內(nèi)時，取n2=0.50.6；而熒光燈罩無通風孔者,n2=0.60.8； CLQ照明散熱冷負荷系數(shù),可查表。（3）人體顯熱散熱形成的冷負荷人體顯熱散熱引起的冷負荷的計算公式：式中 Qc() 人體顯熱散熱形成的冷負荷，W； qs 不同室溫和勞動性質(zhì)的成年(chngnin)男子顯熱散熱量，W； n 室內(nèi)全部人數(shù)； 某些空調(diào)建筑物內(nèi)的群集系數(shù)，查表； CLQ 人體顯熱散熱冷負荷系數(shù)，查表；但應注意對于人員密集的場所，由于人體對圍護結 構和室內(nèi)物品的輻射換熱量相應減少，可取CLQ=1.0。人體潛熱散熱引起的冷負荷計算式為：式中 Qc 人體潛熱散熱形成的冷負荷，W； q1 不同室溫和勞動性質(zhì)的成年(chngnin)男子潛熱散熱量，w。LQcNCQ1000)(LQCNCnnQ21)(1000LQsCCnqQ)(nqQC1第18頁/共25頁第十九頁，共25頁。 空調(diào)新風負荷(fh)按下式計算：式中 QW新風負荷(fh)，W； GW新風量，kg/s； iw室外空氣焓值，kj/kg； in室內(nèi)空氣焓值，kj/kg。 )(nwWWiiGQ第19頁/共25頁第二十頁，共25頁。 空調(diào)濕負荷是指空調(diào)房間內(nèi)濕源（人體散濕、敞開水池或槽表面散濕、地面積水等）向室內(nèi)的散濕量。1、