建筑环境学第三章热湿环境2.pptx
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通风双层 玻璃窗, 内置百页
1
内百页
无通风
有通风
2
通过玻璃窗的长波辐射???
夜间除了通过玻璃 窗的传热以外,还 有由于天空夜间辐 射导致的散热量
采用 low- 玻璃可 减少夜间辐射散热
通过玻璃窗的温
差传热量和天空长 波辐射的传热量可 通过各层玻璃的热 平衡求得
导热和 自然对 流换热
长波辐射
长波 辐射
对流换热
室内表面 对玻璃的 长波辐射
3
通过透光围护结构的得热
HGwind ,cond K wind Fwind (ta,out ta,in )
通过玻璃板壁的传 热得热,忽略了玻
璃的热惯性
透过玻璃的日射得 热
通过玻璃窗的得热
得热与玻璃窗的 种类及其热工性能有 重要的关系。
4
通过透光围护结构的日射得热
——日射透过+吸热
Part 1: 透过单位面积玻璃的太阳辐射得热
HG I I glass,
Di glass,Di dif glass,dif
Part 2: 玻璃吸收太阳辐射造成的房间得热
HG glass ,a
Rout Rout Rin
( I Di aDi
Idif adif
)
原理:玻璃吸热后会向内、外两侧散热
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!
13
得热与冷负荷的关系
冷负荷的本质是通过某个设定温度下整个房间的热 平衡算出来的,综合了各种因素作用的一个综合值;
与得热不同的是,不存在灯光造成的负荷、人员造 成的负荷……的概念。例如冬天室内有可能是热负荷 也有可能是冷负荷,而灯光和人员有降低热负荷的影 响,也可能是导致冬季还有冷负荷的原因,但只有跟 围护结构散热综合起来才能得到负荷;
Qcl,s HEconv HErad HGH HGwt all HGwt ind HGinf il Qwt all
房间的各种得热
二者之和就是从壁面 实际获得的对流热量
19
讨论:采用辐射板空调的负荷
在室内空气参数相同的情况下,采用辐射板空 调的负荷比送风空调负荷大还是小?
以夏季为例
如果把潜热负荷表示为单位时间内排除的水分,则又可称作 湿负荷。
热负荷:
维持室内空气热湿参数为某恒定值时,在单位时间内向室内 加入的热量,包括显热负荷和潜热负荷两部分。
如果只控制室内温度,则热负荷就只包括显热负荷。
冷热负荷的大小与去除负荷的方式有关
送风方式还是辐射方式?
9
负荷的大小与去除或补充热量的
当室内空气参数在改变的过程中,负荷还受空气与家 具、内壁面热容的影响。
14
室内表面与空气的热平衡关系示意
15
室内空气的热平衡关系(空气参数恒定)
排除的对流热=室内热源对流得热 + 壁面对流换热+渗透得热
16
室内热源对流得热
室内热源总得热= 室内热源对流得热 +向室内表面的长波辐射+向室内表面的短波辐射
成立的条件:如果内外气温一样
总得热:HGwind, sol=HGglass, + HGglass,a
5
通过透光围护结构的日射得热
实际照射面积比
窗的有效面积系数
由于玻璃品种繁多,每个进行单独计算很麻烦
HG可wi利nd ,用sol对标( S准SG玻D璃i X的s 得S热SGSSdGif D)Ci 和sCSnSXGwdiifn进d F行wi修nd 正来获得
玻璃的遮挡系数 遮阳设施的遮阳系数
6
通过透光围护结构的得热
通过透光外围护结构的瞬态总得热量 =传热得热量+日射得热量
HGwind ( ) HGwind ,cond ( ) HGwind ,sol ( ) {K wind [ta,out ( ) tin ( )] [SSGDi ( ) X s SSGdif ( )]CsCn X glass }Fwind
17
壁面对流得热
Qwall,cond
通过围护结构的导热量 +本壁面获得的通过玻璃窗的日射得热
= 壁面对流换热 +本壁面向空调辐射板的辐射 +本壁面向其他壁面的长波辐射 +本壁面向热源的辐射
18
房间空气热平衡的数学表达式
对长波辐射项进行了线性化而导出
房间的总冷负荷
得热和冷负荷 的差值
得热定义与实际 传热量的差值
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。
11
得热与冷负荷的关系
照பைடு நூலகம்得热量 蓄热量
实际冷负荷 需除去的蓄热量
热量 蓄热量
瞬时得热量 瞬时冷负荷 需除去的蓄热量
12
得热与冷负荷的关系
冷负荷与得热有关,但不一定相等 决定因素
空调形式
送风:负荷=对流部分 辐射:负荷=对流部分+辐射部分
方式有关
冷辐射板空调需要去除的 热量除了进入到空气中的 得热量外,还包括部分贮 存在热表面上的得热量
常规的送风方式空调 需要去除的是进入到空 气中的得热量。
10
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
通过围护结构导热、通过玻璃窗日射得热、 室内显热源散热
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
( HGH ,S HGwt ind HGinf il,S HGwt all ) Qwt all ( HGH ,L HGinf il,L )
n
HGH HGwt ind HGinf il Qwall ,cond ,i
上述得热量与通过透光围护结构实际进入室内的 热量之间有差别
室内外气温不一样,采用 标准玻璃的太阳得热量
SSG求得的HGwind,sol部分
与实际情况存在偏差 玻璃实际表面温度变化
带来偏差
7
4. 冷负荷与热负荷
Cooling load & Heating load
8
冷负荷与热负荷
冷负荷:
维持室内空气热湿参数为某恒定值时,在单位时间内从室内 除去的热量,包括显热负荷和潜热负荷两部分。
外围护结构的内表面温度降低 ——导致室外向室内传热增加
室内表面(家具、墙面)温度降低 —— 空调系统需要带走的热量增加
结论
辐射板空调的负荷偏大
如果追求的是舒适性相同,哪一个负荷更大?
20
总负荷与除热量
总负荷
总负荷=热源总得热+窗总得热+ 渗透风得热+墙体实际传热
Qcl Qcl,s Qcl,L HGS Qwt all HGL
1
内百页
无通风
有通风
2
通过玻璃窗的长波辐射???
夜间除了通过玻璃 窗的传热以外,还 有由于天空夜间辐 射导致的散热量
采用 low- 玻璃可 减少夜间辐射散热
通过玻璃窗的温
差传热量和天空长 波辐射的传热量可 通过各层玻璃的热 平衡求得
导热和 自然对 流换热
长波辐射
长波 辐射
对流换热
室内表面 对玻璃的 长波辐射
3
通过透光围护结构的得热
HGwind ,cond K wind Fwind (ta,out ta,in )
通过玻璃板壁的传 热得热,忽略了玻
璃的热惯性
透过玻璃的日射得 热
通过玻璃窗的得热
得热与玻璃窗的 种类及其热工性能有 重要的关系。
4
通过透光围护结构的日射得热
——日射透过+吸热
Part 1: 透过单位面积玻璃的太阳辐射得热
HG I I glass,
Di glass,Di dif glass,dif
Part 2: 玻璃吸收太阳辐射造成的房间得热
HG glass ,a
Rout Rout Rin
( I Di aDi
Idif adif
)
原理:玻璃吸热后会向内、外两侧散热
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!
13
得热与冷负荷的关系
冷负荷的本质是通过某个设定温度下整个房间的热 平衡算出来的,综合了各种因素作用的一个综合值;
与得热不同的是,不存在灯光造成的负荷、人员造 成的负荷……的概念。例如冬天室内有可能是热负荷 也有可能是冷负荷,而灯光和人员有降低热负荷的影 响,也可能是导致冬季还有冷负荷的原因,但只有跟 围护结构散热综合起来才能得到负荷;
Qcl,s HEconv HErad HGH HGwt all HGwt ind HGinf il Qwt all
房间的各种得热
二者之和就是从壁面 实际获得的对流热量
19
讨论:采用辐射板空调的负荷
在室内空气参数相同的情况下,采用辐射板空 调的负荷比送风空调负荷大还是小?
以夏季为例
如果把潜热负荷表示为单位时间内排除的水分,则又可称作 湿负荷。
热负荷:
维持室内空气热湿参数为某恒定值时,在单位时间内向室内 加入的热量,包括显热负荷和潜热负荷两部分。
如果只控制室内温度,则热负荷就只包括显热负荷。
冷热负荷的大小与去除负荷的方式有关
送风方式还是辐射方式?
9
负荷的大小与去除或补充热量的
当室内空气参数在改变的过程中,负荷还受空气与家 具、内壁面热容的影响。
14
室内表面与空气的热平衡关系示意
15
室内空气的热平衡关系(空气参数恒定)
排除的对流热=室内热源对流得热 + 壁面对流换热+渗透得热
16
室内热源对流得热
室内热源总得热= 室内热源对流得热 +向室内表面的长波辐射+向室内表面的短波辐射
成立的条件:如果内外气温一样
总得热:HGwind, sol=HGglass, + HGglass,a
5
通过透光围护结构的日射得热
实际照射面积比
窗的有效面积系数
由于玻璃品种繁多,每个进行单独计算很麻烦
HG可wi利nd ,用sol对标( S准SG玻D璃i X的s 得S热SGSSdGif D)Ci 和sCSnSXGwdiifn进d F行wi修nd 正来获得
玻璃的遮挡系数 遮阳设施的遮阳系数
6
通过透光围护结构的得热
通过透光外围护结构的瞬态总得热量 =传热得热量+日射得热量
HGwind ( ) HGwind ,cond ( ) HGwind ,sol ( ) {K wind [ta,out ( ) tin ( )] [SSGDi ( ) X s SSGdif ( )]CsCn X glass }Fwind
17
壁面对流得热
Qwall,cond
通过围护结构的导热量 +本壁面获得的通过玻璃窗的日射得热
= 壁面对流换热 +本壁面向空调辐射板的辐射 +本壁面向其他壁面的长波辐射 +本壁面向热源的辐射
18
房间空气热平衡的数学表达式
对长波辐射项进行了线性化而导出
房间的总冷负荷
得热和冷负荷 的差值
得热定义与实际 传热量的差值
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。
11
得热与冷负荷的关系
照பைடு நூலகம்得热量 蓄热量
实际冷负荷 需除去的蓄热量
热量 蓄热量
瞬时得热量 瞬时冷负荷 需除去的蓄热量
12
得热与冷负荷的关系
冷负荷与得热有关,但不一定相等 决定因素
空调形式
送风:负荷=对流部分 辐射:负荷=对流部分+辐射部分
方式有关
冷辐射板空调需要去除的 热量除了进入到空气中的 得热量外,还包括部分贮 存在热表面上的得热量
常规的送风方式空调 需要去除的是进入到空 气中的得热量。
10
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
通过围护结构导热、通过玻璃窗日射得热、 室内显热源散热
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
( HGH ,S HGwt ind HGinf il,S HGwt all ) Qwt all ( HGH ,L HGinf il,L )
n
HGH HGwt ind HGinf il Qwall ,cond ,i
上述得热量与通过透光围护结构实际进入室内的 热量之间有差别
室内外气温不一样,采用 标准玻璃的太阳得热量
SSG求得的HGwind,sol部分
与实际情况存在偏差 玻璃实际表面温度变化
带来偏差
7
4. 冷负荷与热负荷
Cooling load & Heating load
8
冷负荷与热负荷
冷负荷:
维持室内空气热湿参数为某恒定值时,在单位时间内从室内 除去的热量,包括显热负荷和潜热负荷两部分。
外围护结构的内表面温度降低 ——导致室外向室内传热增加
室内表面(家具、墙面)温度降低 —— 空调系统需要带走的热量增加
结论
辐射板空调的负荷偏大
如果追求的是舒适性相同,哪一个负荷更大?
20
总负荷与除热量
总负荷
总负荷=热源总得热+窗总得热+ 渗透风得热+墙体实际传热
Qcl Qcl,s Qcl,L HGS Qwt all HGL