第二讲 冷热负荷和湿负荷计算

第二讲 冷热负荷和湿负荷计算

此讲将重点学习研究：空调冷热负荷是怎样变化的？冷热负荷的变化规律？怎样减少冷热负荷？怎样降低能耗？为什么计算空调冷热负荷？。在这些问题的质疑下，学习空调负荷的计算方法，掌握空调负荷的变化规律，为后续研究学习建筑节能问题奠定基础。

提出的问题：什么是空调房间的冷、热、湿负荷？实际负荷与设计负荷有区别吗？如何根据冷热负荷的变化规律减少建筑能耗？

2.1 室内外空气计算参数

室外计算参数的确定是一个相当重要的问题，为什么：室外温度确定过低（冬季）、过高（夏季），不经济；室外温度确定过高（冬季）、过低（夏季），达不到技术要求。提出为什么，学习研究计算参数确定的特点。

(一) 室外空气计算参数

1）夏季空调室外计算参数

* 夏季空调室外计算干、湿球温度：《规范》3.2.7条

* 夏季空调室外计算干球温度to.s ，应采用历年平均不保证50h 的干球温度.《规范》

3.2.8条；

* 夏季空调室外计算湿球温度，应采用历年平均不保证50h 的湿球温度，适用于计算夏季新风冷负荷；

* 夏季空调室外计算日平均温度to.m ：《规范》3.2.9条，应采用历年平均不保证5天的日平均温度.

* 夏季空调室外计算逐时温度to.τ：《规范》3.2.10条，可按下式计算： *夏季室外计算平均日较差Δtd 应按下式计算： *室外温度逐时变化系数β：《规范》3.2.10条

* 夏季空调室外计算日平均温度用于计算夏季经由建筑围护结构传入室内的热量即逐时冷负荷。

2）冬季室外计算参数

*冬季空调室外计算温度、湿度的确定

*冬季围护结构传热按稳定传热计算，不考虑室外气温的波动，冬季空调供暖时，在计算围护结构传热和计算冬季新风热负荷：统一采用冬季空调室外计算温度。适用于：计算冬季建筑热负荷及冬季新风热负荷

*冬季空调室外计算温度《规范》3.2.5条：应采用历年平均不保证1天的日平均温度 *冬季空调室外计算相对湿度：《规范》3.2.6条：采用历年一月份平均相对湿度平均值 *冬季采暖室外计算温度的确定《规范》3.2.1条：取历年平均不保证5天的日平均温度。适用于：建筑物采用采暖系统供暖时计算围护结构的热负荷；用于计算消除有害污染物通风的进风热负荷。

*冬季通风室外计算温度的确定《规范》3.2.2条：取累年最冷月平均温度。适用于：计算全面通风的进风热负荷。

3）通风室外计算参数

*夏季通风室外计算温度《规范》3.2.3条：取历年最热月14时的月平均温度的平均值 *夏季通风室外计算相对湿度《规范》3.2.4条：取历年最热月14时的月平均相对湿度的平均值。适用于：消除余热余湿的通风及自然通风中的计算；通风的进风需要冷却处理时的进风冷负荷计算。

(二) 室内空气计算参数

空调房间的空气计算参数指标:

d m .o .o t t t ∆+=βτ52.0m .o s

.o d t t t -=∆

1）温度、湿度基数：空调房间内需要保持的空气基准温度和基准相对湿度.

2）空调精度：空气温、湿度偏离室内温、湿度基数的最大差值

3）举例

* 舒适性空调的指标要求：主要从人体舒适感出发确定室内温、湿度设计标准，对精度无要求。《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003。

* 工艺性空调的指标要求：主要满足工艺过程中对温度和湿度基数的要求；对空调精度的特殊要求；并兼顾人体的卫生要求。

* 降温空调：规定温度、湿度的上限,不要求空调精度.

* 恒温恒湿：温度、湿度、精度都有严格要求.

* 净化空调：温度、湿度、空气中含尘粒有严格要求.

4）人体热平衡和舒适感：人体维持正常的体温，必须使产热和散热保持平衡

* 人体热量平衡表达式：S＝M－W－E－R－C；稳定环境条件状况下蓄热率：S＝0。

* 影响汗的蒸发强度的因素：周围空气温度；相对湿度；空气的流动速度。

* t 和φ对于室内舒适性的影响程度比较：t >φ

* 室内空气计算参数的选择：影响人体舒适感的因素；室内空气温度；室内空气相对湿度；人体附近的空气流速；室内空气新鲜程度；围护结构内表面及其它物体表面温度；人体活动量、衣着、人的年龄。

满足人体舒适感的有效温度区和舒适区：见图。

◇满足人体舒适感的指标：室内热环境的评价与测量的新标准化方法ISO7730，采用PMV－PPD指标来描述和评价热环境.；推荐值：PPD <10%；PMV值在－0.5 ~ + 0.5之间。

5）室内空气计算参数

* 室内空气温度(t R )湿度(φR)确定考虑的因素：室内各参数综合作用下的舒适条件；室外气候；经济条件；节能要求。舒适性空调室内计算参数：《采暖通风与空气调节设计规范》。

* 工艺性空调室内计算参数：《采暖通风与空气调节设计规范》第3.1.3.2条：室内温湿度基数及其允许波动范围应根据工艺需要并考虑必要的卫生条件规定；人员活动区的风速：冬季不宜大于0.3m/s，夏季宜采用0.2～0.5m/s，当室内温度>30℃，可大于0.5m/s。

2.2 设计热负荷的计算

★什么叫设计热负荷？在设计室外温度t’o下，为了达到要求的室内温度t R，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量Q’.

★设计热负荷是供暖系统设计的最基本依据：影响供暖系统方案的选择：影响供暖管道管径的确定；影响散热器等设备的确定；影响供暖系统的使用和经济效果；设计热负荷包括那些内容？

★设计热负荷包括的内容：

1）建筑物或房间内失热量Q sh：围护结构传热耗热量：Q1；门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量：Q2；门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量：Q3；水分蒸发的耗热量：Q4；由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量：Q5；通风耗热量Q6。

2）得热量Q d：生产车间最小负荷班的工艺设备散热量：Q7；非供暖通风系统的其他管道和热表面的散热量：Q8；热物料的散热量：Q9；太阳辐射进入室内的热量：Q10；其它途径散失和获得的热量：Q11。

一般民用建筑、办公楼设计热负荷，失热量只计算前三项耗热量；得热量只考虑太阳辐射进入室内的热量。

住宅建筑中由其它途径的得热量：如：人体散热量、餐饮、照明散热量一般散发量不大，且不稳定，通常可不予计入。

对没有设置通风系统的建筑物，设计热负荷为：Q’＝Q’sh－Q’d＝Q’1＋Q’2＋Q’3－Q’10