《負(fù)荷計算與送風(fēng)量》課件

負(fù)荷計算與送風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵要素之一。合理計算負(fù)荷并確定送風(fēng)量，以確保室內(nèi)舒適度和能源效率。by課程簡介課程目標(biāo)本課程旨在幫助學(xué)生掌握熱負(fù)荷和冷負(fù)荷的計算方法，以及送風(fēng)量的確定方法。課程內(nèi)容課程涵蓋了熱負(fù)荷計算的基本原理、估算方法、夏季和冬季熱負(fù)荷的計算、冷負(fù)荷計算的基本原理、估算方法、夏季和冬季冷負(fù)荷的計算、送風(fēng)量的基本概念、計算方法、通風(fēng)系統(tǒng)分類、新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計要求、空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計以及新風(fēng)量的計算示例。學(xué)習(xí)目標(biāo)通過學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生將能夠熟練地計算熱負(fù)荷、冷負(fù)荷和送風(fēng)量，并能運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行實際工程設(shè)計。課程大綱熱負(fù)荷計算基本原理、估算方法，夏季和冬季熱負(fù)荷計算冷負(fù)荷計算基本原理、估算方法，夏季和冬季冷負(fù)荷計算送風(fēng)量基本概念、計算方法，通風(fēng)系統(tǒng)分類能耗分析節(jié)能策略、可再生能源系統(tǒng)，熱負(fù)荷與冷負(fù)荷的平衡熱負(fù)荷計算的基本原理1熱平衡熱負(fù)荷是指建筑物在特定條件下，為維持室內(nèi)溫度穩(wěn)定而需要補(bǔ)充或去除的熱量。熱負(fù)荷的計算需要考慮建筑物的熱量平衡。2能量守恒熱量平衡是指建筑物內(nèi)部產(chǎn)生的熱量和外部傳入的熱量之和，等于建筑物內(nèi)部損失的熱量和外部傳出的熱量之和。3熱負(fù)荷類型熱負(fù)荷可以分為兩種類型：熱負(fù)荷和冷負(fù)荷。熱負(fù)荷是指建筑物在冬季需要補(bǔ)充的熱量，而冷負(fù)荷是指建筑物在夏季需要去除的熱量。熱負(fù)荷估算方法建筑外墻傳熱計算外墻傳熱是建筑熱負(fù)荷的主要來源之一，需要根據(jù)建筑材料、保溫層厚度和外部溫度差進(jìn)行計算。窗戶傳熱計算窗戶的傳熱量取決于玻璃類型、窗框材料、窗面積和外部溫度差。人體熱負(fù)荷計算人體熱負(fù)荷取決于人數(shù)、活動強(qiáng)度、穿著衣物和室內(nèi)溫度。設(shè)備熱負(fù)荷計算空調(diào)系統(tǒng)、照明設(shè)備等會產(chǎn)生熱量，需要根據(jù)設(shè)備功率和使用時間進(jìn)行計算。夏季和冬季熱負(fù)荷的計算1夏季熱負(fù)荷主要考慮制冷需求2冬季熱負(fù)荷主要考慮采暖需求3負(fù)荷計算不同季節(jié)計算方法不同夏季熱負(fù)荷主要考慮制冷需求，而冬季熱負(fù)荷則主要考慮采暖需求。由于季節(jié)變化導(dǎo)致環(huán)境溫度差異巨大，因此需要根據(jù)具體情況進(jìn)行不同的計算方法。透過墻體和窗戶的熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)是熱量通過固體材料從高溫區(qū)域傳遞到低溫區(qū)域的過程。建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)是影響室內(nèi)熱負(fù)荷的重要因素之一。0.5U值墻體和窗戶的熱傳導(dǎo)系數(shù)，單位為W/(m2·K)1.0R值墻體和窗戶的熱阻系數(shù)，單位為m2·K/W3.0傳熱量通過墻體和窗戶的熱量損失，單位為瓦特（W）10%節(jié)能提高保溫性能，降低熱傳導(dǎo)，有效減少能源消耗通過門窗的滲漏熱量門窗滲漏是建筑物熱量損失的主要途徑之一。冬季寒冷的室外空氣通過門窗縫隙進(jìn)入室內(nèi)，導(dǎo)致室內(nèi)溫度下降，增加供暖負(fù)荷。夏季炎熱的室外空氣進(jìn)入室內(nèi)，導(dǎo)致室內(nèi)溫度升高，增加制冷負(fù)荷。門窗的滲漏熱量與室外溫度、風(fēng)速、門窗的密封性能等因素有關(guān)。設(shè)備及人體產(chǎn)熱量設(shè)備類型產(chǎn)熱量(W)計算機(jī)100-500打印機(jī)100-300照明燈具50-200人體產(chǎn)熱量取決于活動強(qiáng)度，例如，坐著休息時約為100瓦，而劇烈運(yùn)動時則超過1000瓦。室內(nèi)熱負(fù)荷的計算實例確定房間尺寸假設(shè)一個面積為20平方米的房間，高度為2.8米，則房間體積為56立方米。確定房間熱負(fù)荷根據(jù)房間用途和建筑材料的熱性能，估算房間的熱負(fù)荷為1000瓦。確定送風(fēng)量根據(jù)房間的熱負(fù)荷和室內(nèi)外溫差，計算出所需的送風(fēng)量為1000立方米/小時。確定空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)送風(fēng)量選擇合適的空調(diào)系統(tǒng)，例如風(fēng)冷式空調(diào)或水冷式空調(diào)。模擬計算使用空調(diào)系統(tǒng)模擬軟件進(jìn)行計算，驗證空調(diào)系統(tǒng)的性能和效率，并根據(jù)結(jié)果調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)。冷負(fù)荷計算的基本原理1熱平衡熱量輸入與輸出的平衡2冷負(fù)荷滿足室內(nèi)冷卻需求的能量3冷量需求克服熱負(fù)荷所需的冷量4冷量計算根據(jù)冷量需求確定設(shè)備容量冷負(fù)荷計算的核心是熱平衡原理，即通過計算室內(nèi)熱量輸入和輸出，確定所需的冷量來滿足室內(nèi)冷卻需求。冷負(fù)荷是克服室內(nèi)熱負(fù)荷所需的冷量，它反映了建筑物空調(diào)系統(tǒng)所需的制冷能力。冷負(fù)荷估算方法經(jīng)驗估算法基于歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗進(jìn)行估算。適用于建筑類型相似、氣候條件相近的項目，快速獲取初步估算結(jié)果。負(fù)荷計算軟件利用專業(yè)軟件進(jìn)行精確的冷負(fù)荷計算，根據(jù)建筑物信息、氣候條件和系統(tǒng)參數(shù)，得出更準(zhǔn)確的負(fù)荷值。實測法通過對建筑物進(jìn)行實際測定，獲得準(zhǔn)確的冷負(fù)荷數(shù)據(jù)，適用于需要高精度計算的項目。夏季和冬季冷負(fù)荷的計算1夏季冷負(fù)荷主要考慮空調(diào)負(fù)荷2冬季冷負(fù)荷主要考慮熱量損失3計算方法采用熱平衡方程4具體步驟根據(jù)季節(jié)特點夏季冷負(fù)荷主要考慮空調(diào)負(fù)荷，冬季冷負(fù)荷主要考慮熱量損失，計算方法采用熱平衡方程。在具體步驟中，需根據(jù)夏季和冬季的特點分別進(jìn)行計算，并考慮建筑物的類型、朝向、面積、保溫性能、人員密度、設(shè)備負(fù)荷等因素。冷負(fù)荷計算實例1房間類型臥室、客廳、廚房2面積20平方米、30平方米3人員數(shù)量2人、3人4設(shè)備功率空調(diào)、電視、冰箱5外墻朝向南向、北向在實際計算中，需要根據(jù)不同的房間類型、面積、人員數(shù)量、設(shè)備功率和外墻朝向等因素進(jìn)行綜合考慮。例如，臥室的冷負(fù)荷通常比客廳低，因為臥室的活動量較少，所需的冷量也較少。此外，外墻朝向也會影響冷負(fù)荷，南向房間的冷負(fù)荷通常比北向房間高。送風(fēng)量的基本概念11.定義送風(fēng)量是指空調(diào)系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)每小時向室內(nèi)送入的空氣體積，單位為立方米每小時(m3/h)。22.重要性送風(fēng)量直接影響著室內(nèi)空氣質(zhì)量、溫度和濕度，對舒適度和健康至關(guān)重要。33.影響因素送風(fēng)量受建筑面積、人員密度、熱負(fù)荷、通風(fēng)要求等因素影響。44.計算方法根據(jù)不同的空調(diào)系統(tǒng)和應(yīng)用場景，送風(fēng)量的計算方法有所不同。送風(fēng)量的計算方法計算公式送風(fēng)量=室內(nèi)設(shè)計熱負(fù)荷/(空氣比熱容*溫差)溫差送風(fēng)溫度與室內(nèi)溫度之間的溫差，影響送風(fēng)量大小?？諝獗葻崛菘諝獗葻崛轂槌?shù)，通常取值為1.005kJ/(kg·℃)。通風(fēng)系統(tǒng)的分類中央空調(diào)系統(tǒng)適用于大型建筑，如辦公樓、酒店、商場等。系統(tǒng)集中控制，效率高，但成本也較高。局部通風(fēng)系統(tǒng)適用于特定區(qū)域，如廚房、衛(wèi)生間等。系統(tǒng)相對簡單，成本低，但效率不如中央空調(diào)系統(tǒng)。自然通風(fēng)系統(tǒng)利用自然風(fēng)力和溫度差進(jìn)行通風(fēng)，成本低，但效率受天氣影響較大，不適合所有環(huán)境。機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)使用風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行通風(fēng)，效率高，可控制風(fēng)量和風(fēng)向，但成本相對較高。新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計要求氣密性新風(fēng)系統(tǒng)需要密封，避免外界空氣污染和熱量損失。氣密性要求越高，系統(tǒng)能效越好，減少能耗。風(fēng)量根據(jù)建筑面積、使用功能和人員數(shù)量，計算所需新風(fēng)量。風(fēng)量充足，保證室內(nèi)空氣質(zhì)量，同時降低室內(nèi)CO2濃度。過濾新風(fēng)系統(tǒng)需要配備高效過濾器，去除空氣中的污染物。過濾等級應(yīng)根據(jù)環(huán)境狀況選擇，確保室內(nèi)空氣潔凈。噪聲新風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行時產(chǎn)生的噪音應(yīng)低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。選擇低噪音的風(fēng)機(jī)和管道，并合理設(shè)計風(fēng)道，降低噪聲?？照{(diào)送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計1送風(fēng)方式根據(jù)室內(nèi)空間尺寸和功能要求選擇合適的送風(fēng)方式，例如：直流送風(fēng)、側(cè)送風(fēng)或下送風(fēng)。2風(fēng)口類型選擇合適的風(fēng)口類型以確保氣流分布均勻，避免局部氣流過強(qiáng)或過弱。3風(fēng)量調(diào)節(jié)設(shè)計風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，確保不同區(qū)域的送風(fēng)量可以根據(jù)實際需求進(jìn)行調(diào)整。新風(fēng)量的計算示例房間面積假設(shè)房間面積為30平方米，房間高度為3米。人數(shù)假設(shè)房間內(nèi)有3人，每人每小時新風(fēng)量需求為30立方米。換氣次數(shù)根據(jù)房間用途和舒適度要求，假設(shè)房間每小時換氣次數(shù)為3次?？傂嘛L(fēng)量房間總新風(fēng)量為30平方米×3米×3次/小時=270立方米/小時?？紤]其他因素根據(jù)實際情況，考慮設(shè)備產(chǎn)熱量、門窗滲漏等因素進(jìn)行調(diào)整。新風(fēng)的調(diào)節(jié)與控制自動控制系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)空氣質(zhì)量和溫度等因素，自動調(diào)節(jié)新風(fēng)量。手動調(diào)節(jié)可以通過手動開關(guān)或調(diào)節(jié)閥來控制新風(fēng)量，根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。傳感器傳感器可以監(jiān)測室內(nèi)空氣質(zhì)量，例如二氧化碳濃度、溫度和濕度，并將數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)。智能控制智能控制系統(tǒng)可以通過分析歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，預(yù)測未來需求，并進(jìn)行優(yōu)化控制。新風(fēng)系統(tǒng)的實際應(yīng)用新風(fēng)系統(tǒng)在各種建筑類型中得到廣泛應(yīng)用，包括住宅、辦公樓、學(xué)校、醫(yī)院等。新風(fēng)系統(tǒng)可以有效改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，提高舒適度，并有助于節(jié)能減排。例如，在住宅中，新風(fēng)系統(tǒng)可以有效去除室內(nèi)空氣中的甲醛、苯等有害物質(zhì)，并提供新鮮的空氣，改善睡眠質(zhì)量。在辦公樓中，新風(fēng)系統(tǒng)可以提高員工的工作效率，減少因空氣質(zhì)量問題造成的疾病。在新風(fēng)系統(tǒng)的實際應(yīng)用中，需要注意系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和維護(hù)，以確保其高效運(yùn)行。能耗分析與節(jié)能策略11.能耗分析評估建筑物能耗，識別高能耗環(huán)節(jié)，進(jìn)行定量分析。22.節(jié)能策略制定節(jié)能措施，包括提高能源效率、采用可再生能源等。33.優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化建筑設(shè)計，減少能源消耗，提高舒適度。44.智能控制運(yùn)用智能控制技術(shù)，實時監(jiān)測和控制能耗，實現(xiàn)節(jié)能管理。可再生能源系統(tǒng)太陽能光伏發(fā)電利用太陽能電池將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能，清潔環(huán)保，應(yīng)用廣泛，例如屋頂光伏系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電利用風(fēng)力驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，適用于風(fēng)能資源豐富的地區(qū)，如沿海地區(qū)或山區(qū)。地?zé)崮馨l(fā)電利用地?zé)豳Y源發(fā)電，適用于地?zé)豳Y源豐富的地區(qū)，清潔環(huán)保，穩(wěn)定可靠，例如地?zé)岚l(fā)電廠。生物質(zhì)能發(fā)電利用生物質(zhì)燃料發(fā)電，例如秸稈、木屑等，可減少污染，實現(xiàn)能源循環(huán)利用。熱負(fù)荷與冷負(fù)荷的平衡1平衡的重要性熱負(fù)荷和冷負(fù)荷的平衡對于建筑物的舒適性和能效至關(guān)重要。目標(biāo)是為居住者提供舒適的環(huán)境，同時最大程度地減少能源消耗。2控制因素建筑物的隔熱性能、窗戶面積和方位、設(shè)備產(chǎn)熱量以及人員密度都會影響熱負(fù)荷和冷負(fù)荷的平衡。3節(jié)能策略為了實現(xiàn)平衡，可以采取各種節(jié)能措施，例如使用高效空調(diào)系統(tǒng)、安裝太陽能板和采用自然通風(fēng)設(shè)計。負(fù)荷計算的影響因素11.建筑物的類型住宅、商業(yè)建筑、工業(yè)建筑等類型對負(fù)荷有不同影響。22.建筑物的朝向朝向影響太陽輻射和風(fēng)力對建筑物的影響。33.建筑物的保溫性能保溫性能影響熱量損失或增益，進(jìn)而影響負(fù)荷。44.室內(nèi)外溫差溫差越大，熱量損失或增益越多，影響負(fù)荷。建筑物的實測與驗證實測與驗證是檢驗建筑物熱負(fù)荷計算準(zhǔn)確性的重要環(huán)節(jié)，確保設(shè)計方案符合實際需求，并為節(jié)能優(yōu)化提供依據(jù)。1現(xiàn)場測試?yán)脙x器設(shè)備采集建筑物內(nèi)部溫度、濕度、氣流速度等數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)分析對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計算建筑物的實際熱負(fù)荷3對比驗證將實測結(jié)果與計算結(jié)果進(jìn)行比較，分析誤差原因4優(yōu)化調(diào)整根據(jù)