暖通空调课件1

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第2章 空调冷、热、湿负荷的计算
主要内容:
• 室内外计算参数(indoor & outdoor design conditions) • 冬季建筑物的热负荷(heating load) • 夏季建筑物的冷负荷(cooling load) • 新风负荷(wet load, load from ventilation) • 空调房间冷负荷与制冷系统的冷负荷 • 空调动态负荷及负荷估算
2.3 夏季围护结构的冷负荷
• 冷负荷——为了保持房间的热湿环境(不变)在某 一时刻内向房间提供的冷量 • 热负荷——为了保持房间的热湿环境(不变)在某 一时刻内向房间提供的热量 • 湿负荷——为了保持房间的恒湿环境(不变)在某 一时刻内向房间提供或减去的湿量 • 得热量——在室内外热干扰的作用下,某一时刻进 入房间内的总热量 • 耗(失)热量——在室内外热干扰的作用下,某一 时刻从房间内失去的总热量 • 得湿量——在室内外湿干扰的作用下,某一时刻进 入房间内的总湿量
• 辐射:负荷=对流部分+辐射部分
– 热源特性:对流与辐射的比例是多少? – 围护结构热工性能:
• 蓄热能力如何?如果热容为0呢? • 如果内表面完全绝热呢?
– 房间的构造(角系数)
• 注意:辐射的存在是延迟和衰减的根源!
第2章 空调冷、热、湿负荷的计算
2.3 夏季围护结构的冷负荷 冷负荷系数法原理图示(1)
第2章 空调冷、热、湿负荷的计算
2.3 夏季围护结构的冷负荷
分析
外扰 • 主要成因是外扰和内扰的影 响和建筑本身的热工性能
①室外气温和日射经墙、屋面等 ②室外气温经窗户 ③日射经窗户 ④邻室的空气温湿度经内墙、楼板等 ⑤缝隙渗入热空气量得热
内扰
①照明 ②设备
③人员
第2章 空调冷、热、湿负荷的计算
第2章 空调冷、热、湿负荷的计算
2.1 室内外空气计算参数
2.1.1 室内空气计算参数
• 室内空气参数描述方法:温湿度基数空调精 度 • 室内温湿度基数是指空调区域内所要保持的空 气基准温度和基准相对湿度; • 空调精度是指在要求的空调区域内和要求的持 续时间内,空气温度或相对湿度允许偏离室内 温湿度基数的最大值。例如,tn=20±0.5℃, n= 50 ±5% 。 • 空调区域(conditioned zone)是指离外墙0.5米, 离地面0.3米至高于精密仪器设备或人的呼吸 区0.3~0.5米范围(约2米左右)内的空间。
2.2 冬季建筑的热负荷( heating load) )
2.2.1 围护结构的耗热量
围护结构耗热量
温差传热 冷风侵入 太阳辐射得热
=基本耗热+附加耗热
(第j部分围护结构)
Qj 1. 围护结构的基本耗热量
Q j=Ajkj(tR-to.w)a
地面
2.2 冬季建筑的热负荷( heating load) )
第2章 空调冷、热、湿负荷的计算
2.1 室内外空气计算参数
2.1.1 室内空气计算参数
• 采暖设计参数(P11) • 舒适性空调见(P11)教材表2-2 • 拓展:现代,动态热环境——热环境参数单个或多 个组合地随时间变化,可以给人微小的刺激,促进 人体的新陈代谢,克服单调的和稳定的热环境参数 使人员的积极性降低和抗病能力的降低。 • 室内由设计参数改变的节能效果 • 夏季 24℃ 26℃ 28℃ • 节能率 0% 18% 36.6% • 冬季 22℃ 20℃ 18℃ • 节能率 0% 31.6% 55%
2.2 冬季建筑的热负荷( heating load) )
2.2.1 围护结构的耗热量
1. 围护结构的 基本耗热量 Q j
关于地面地带的 划分
2.2 冬季建筑的热负荷( heating load) )
2.2.1 围护结构的耗热量
1. 围护结构的 基本耗热量 Q j
关于地下室面 积Aj(M2)的 丈量
2.2 冬季建筑的热负荷( heating load) )
2.2.1 围护结构的耗热量
2. 围护结构的耗热量 Ql
%)
2.2 冬季建筑的热负荷( heating load) )
2.2.1 围护结构的耗热量
2. 围护结构的耗热量 Ql
βk--外门开启的冷风侵入耗热附加率。(表2-5)

Ql =
2.1 室内外空气计算参数 室外空气计算参数 2.1.2
(1)夏季空调设计:干、湿球温度 ;
日平均温度 、逐时温度 ②日平均温度 to.m 、逐时温度tτ——用于计算夏季经围护结构 传入室内的不稳定传热过程的得热量 to.m——历年平均每年不保证5天的日平均温度 (如:南京31.4℃) • tτ——τ时刻的室外空气计算温度,逐时值 • tτ=to.m+β△td • β—室外气温逐时变化系数 0.52~-0.47(14时最高) • △td—夏季空调室外计算平均日较差 ( P10表2-1) 南京 6.9℃ 或
第2章 空调冷、热、湿负的计算
2.1 室内外空气计算参数
2.1.2 室外空气计算参数
气象包络线,空调设计,采暖设计,通风设计 设计规范中计算参数制订原则:全年极少数时间不 保证室内的温湿度标准。 (1)夏季空调设计:干、湿球温度 ; 日平均温度 、逐时温度 ①干、湿球温度—— 用于确定夏季室外新风状态(负 荷) 干球温度to.s——取室外空气历年平均每年不保证50小 时室外空气干球温度 (如: 南京35℃) 湿球温度——取室外空气历年平均每年不保证50小时 室外空气湿球温度 (如:南京28.3℃)
1 0.8
得热
负荷
设 备 使 用 小 时 的 室 内 负 荷 响 应
1
热量比例
0.6 0.4 0.2 0 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 13 时间(时) 6
第2章 空调冷、热、湿负荷的计算
2.3 夏季围护结构的冷负荷 冷负荷系数法原理图示(2)
0.9 0.8 0.7 0.6
设 备 使 用 小 时 的 室 内 负 荷 响 应
第2章 空调冷、热、湿负荷的计算
基本概念:
• • • • • • • • • • • • • 得热量来自于: 外部: 太阳辐射进入的热量 室内外空气温差经围护结构传热引起的热量 外部空气渗透带来的得热 内部: 人体散热 照明器具散热 工艺设备、电器设备散热 得湿量来自于: 人体散湿 工艺过程与工艺设备散湿 室外空气渗透带入的水气
第2章 空调冷、热、湿负荷的计算
2.1 室内外空气计算参数
2.1.1 室内空气计算参数
• 室内空气计算参数的选择原则 (1)房间使用功能对舒适性的要求 影响人体热舒适的环境因素 t,φ,v,室内各 表面衣着、运动状态(影响代谢)肥胖程度, 汗隙功能,大气压力,个体差异 (2)生产工艺的要求 (3)地区、冷热源、经济条件、节能要求
(3)
2.1 室内外空气计算参数
2.1.2 室外空气计算参数
用于冬季计算全面 通风的进风热负荷 (南京: +2℃) 用于消除余热余湿的通 风及自然通风中的计算 (南京 : +32℃) (南京:φ=64% )
(4)
2.1 室内外空气计算参数
2.1.2 室外空气计算参数
思考:
第2章 空调冷、热、湿负的计算
第2章 空调冷、热、湿负荷的计算
2.3 夏季围护结构的冷负荷
热量 蓄热量 瞬时得热量 瞬时冷负荷 需除去的蓄热量
分析
照明得热量 蓄热量
实际冷负荷
需除去的蓄热量
第2章 空调冷、热、湿负荷的计算
2.3 夏季围护结构的冷负荷 • 冷负荷与得热有关,但不一定相等 结论:夏季空调 • 决定因素 冷计算负荷采用 – 空调形式 非稳态算法 • 送风:负荷=对流部分
2.2 冬季建筑的热负荷( heating load) ) 2.2.2 外门窗缝隙渗入冷空气的耗热量
(1) Qi =0.278Laρ
aoCp(tR-tow)
( W)
• La——缝隙渗入冷空气量 m3/h ;Cp=1.01kJ/kg • ρao—— 室外空气密度kg/m3; 系数0.278=1÷3.6 注意(1)空调 • tR、tow——采暖(or空调)室内、室外计算温度 房间有正压时 不计渗透风; (2)La 的计算:①缝隙法 (2)窗户习惯 ②换气次数法 La=nV 有封条时不计 2-6
第2章 空调冷、热、湿负荷的计算
wenku.baidu.com基本概念:
• 冷负荷——为了保持房间的热湿环境(不变)在某 一时刻内向房间提供的冷量 • 热负荷——为了保持房间的热湿环境(不变)在某 一时刻内向房间提供的热量 • 湿负荷——为了保持房间的恒湿环境(不变)在某 一时刻内向房间提供或减去的湿量 • 得热量——在室内外热干扰的作用下,某一时刻进 入房间内的总热量 • 耗(失)热量——在室内外热干扰的作用下,某一 时刻从房间内失去的总热量 • 得湿量——在室内外湿干扰的作用下,某一时刻进 入房间内的总湿量
2
负荷
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
时间(时)
第2章 空调冷、热、湿负荷的计算
2.3 夏季围护结构的冷负荷 冷负荷系数法原理图示(3)
2.2 冬季建筑的热负荷( heating load) )
• 暖通空调系统设计热负荷 = 建筑物失去的热量 - 得热量 • 民用建筑 • 热负荷=围护结构耗热量+门窗缝隙冷风渗透量 • 工业建筑 • 热负荷=围护结构耗热量+门窗缝隙冷风渗透量 +其他(冷物料等)耗热量-设备、热物料等散 热量
冬季热负荷的计算用稳态算法
第2章 空调冷、热、湿负荷的 计算
第2章 空调冷、热、湿负荷的计算
目的和要求:
• 1、掌握室内、室外空气计算参数的确定方法 • 2、掌握冬季建筑热负荷的计算方法 • 3、掌握夏季建筑围护结构传热形成的冷 负荷计算方法 • 4、掌握建筑室内热源散热引起的冷负荷 计算方法 • 5、掌握室内湿负荷计算方法和新风负荷的计 算方法 • 6、掌握空调室内冷负荷与制冷系统冷负荷之 间的关系 7、熟练掌握用面积指标法计算冷热负荷。
• to.s—室外干球 • tom—日平均温度
2.1 室内外空气计算参数
用于冬季空调系统供暖时,计算 围护结构热负荷和新风热负荷. (南京: -6℃)
2.1.2 室外空气计算参数 (2)
(南京: φ=73%) 用于采暖系统计算围护结构的热负荷, 计 算冬季消除污染物排风补风的加热负荷 (南京:-3℃)
第2章 空调冷、热、湿负荷的计算
2.3 夏季围护结构的冷负荷 各种得热进入空气的途径
• 潜热得热、渗透空气得热
– 得热立刻成为瞬时冷负荷
分析
• 通过围护结构导热、通过玻璃窗日射得热、 室内显热热源散热
– 对流得热部分立刻成为瞬时冷负荷 – 辐射得热部分先传到各内表面,再以对流形式进 入空气成为瞬时冷负荷,因此负荷与得热在时间上 存在延迟和峰值上的衰减。
第2章 空调冷、热、湿负荷的计算
2.1 室内外空气计算参数
2.1.1 室内空气计算参数
• 舒适性空调: 夏 T=24~28℃,φ=40 ~65%,v≤0.3m/s 冬 T=18~22℃,φ=40 ~60%,v≤0.2m/s 温湿度、新风量、风速、空气含尘量、噪声 等要求见设计手册。 • 工艺性空调: 降温空调、恒温恒湿、净化空调 设计标准取决于生产工艺过程的要求,可查设 计手册
2.2.1 围护结构的耗热量
1. 围护结构的 基本耗热量 Q j
关于面积Aj (M2)的丈量
2.2 冬季建筑的热负荷( heating load) )
2.2.1 围护结构的耗热量
地面传热引起的耗热量 1. 围护结构的基本耗热量 Q j
热量:室内空气→室内地坪表面(对流)→土壤中传递至室外 地坪(导热)→室外地坪表面传至室外空气(对流) 土壤中路程长短不同,导热热阻不同,K值不同 分地带(2米宽)确定传热系数 Q j =kjAj(tR-to.w)a kj——各地带k值;Aj——各地带面积;a——1.0 不保温地面 地坪中各层 λ>1.16w/m.℃ Ⅰ地带 kⅠ=0.465 w/m2.℃; Ⅱ地带kⅡ=0.233 w/m2.℃ Ⅲ地带kⅢ=0.116 w/m2.℃; Ⅳ地带kⅣ=0.058 w/m2.℃ 保温地面,地坪中某保温层λ<1.16w/m.℃ R R R/——各地带保温地面的总传热阻; R——各地带非保温地面的总传热阻 δ——保温层(λ<1.16)的厚度;λ——保温层λ值
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