第二章 热(冷)湿负荷PPT课件

第二章热 冷 湿负荷 负荷类型空调冷负荷特点与形成特征计算参数 计算方法 计算 确定负荷时需要考虑的因素 2热湿负荷 2热湿负荷 冷 热和湿负荷的概念与类型1 供暖负荷 一般称为 热负荷 2 通风负荷 有 通风量 通风冷负荷 通风热负荷 3 空调负荷 冷负荷 热负荷 湿负荷负荷计算的目的 它是选择设备 进行系统设计的依据 xe 2 1HVAC负荷的基本概念 2 2室外空气计算参数与室内设计标准室外空气计算参数 室外气象参数 1 变化规律 时变 日变 季变 年变 2 确定原则 按一定的 保证率 与经济和技术相关 3 暖通规范规定 2热湿负荷 2 2室外空气计算参数与室内设计标准 2热湿负荷 a供暖 冬季b通风 夏季 冬季 过渡季c空调 夏季 冬季 过渡季 注意 不同的负荷计算采用不同参数 4 确定方法a计算法 根据气象部门的基础资料和 规范 规定的设计参数确定b查取法 暖通空调气象资料集 清华大学注意 气象资料的权威性 没有气象资料的地点的处理 纬度相同或相近 地理环境 气候条件相近 xe 2 2室外空气计算参数与室内设计标准 2热湿负荷 xe 2 2室外空气计算参数与室内设计标准 2热湿负荷 2室内设计标准 1 空调区域 2 空调基数与精度 如 tn 25 1 50 5 3 确定依据 满足人体热舒适要求和生产工艺要求 有相应 规范 或 标准 规定的 按规定确定 4 影响因素 温度 相对湿度 流速 平均辐射温度 衣着热阻等 5 规范规定a供暖 b空调 舒适性空调 工艺性空调c通风 xe 2 2室外空气计算参数与室内设计标准 2热湿负荷 xe 2 2室外空气计算参数与室内设计标准 总体计算方法 1 稳态 静态 计算方法 2 动态计算方法一般地 夏季冷负荷按动态方法计算冬季热负荷按稳态方法计算为什么 2热湿负荷 2热湿负荷 2热湿负荷 供暖热负荷一 供暖负荷组成1 得热量 Qd 太阳辐射 人体 照明 设备散热 2 失热量 Qs 围护结构传热量 冷风渗透耗热量 冷风侵入耗热量等3 热负荷组成 Q Qs Qd注意 得热量不大的民用建筑可以忽略 作为安全余量 则 Q Qs 民用建筑计算热负荷时 主要计算围护结构传热量 冷风渗透耗热量 xe 2 3供暖负荷计算 2热湿负荷 二 热负荷计算 一 围护结构传热量计算围护结构传热量由 基本耗热量 附加 或修正 耗热量组成 即 Q1 Q1J Q1X1 基本耗热量计算 1 计算方法 稳定传热 2 计算公式 Q1J KF tn tw a式中 tn 供暖室内设计 或计算 温度 tw 供暖室外计算温度 F 传热面积 丈量方法如下 xe 2 3供暖负荷计算 2热湿负荷 墙 高取建筑层高 宽见图 门 窗 取建筑门窗孔洞尺寸 地 顶 见图 xe 2 3供暖负荷计算 2热湿负荷 温差修正系数 tn tl tn tw tl 邻室温度 K 围护结构传热系数注意 a 应考虑冷 热 桥作用 取加权平均值 b 应满足节能设计标准限值要求或建筑节能权衡计算要求 c 获取 一般由建筑节能计算给出 d 关于建筑节能与设计标准的有关概念 2 附加耗热量计算 1 朝向修正 对基本耗热量的修正 北 东北 西北 0 10 东 西 5 东南 西南 10 15 南 15 30 xe 2 3供暖负荷计算 2热湿负荷 注 冬季日照率 35 时 东南 西南和南向宜取 10 0 东西不修正 日照被遮挡时 南向可按东西向 其它方向按北向修正 偏角15度时 按主朝向修正 2 风力附加 建筑物位于不避风的高低 河边 湖滨 海岸 旷野时 其垂直的外围护结构传热耗热量应附加5 3 高度附加 房间高度大于4m时 应在基本耗热量与附加耗热量之和基础上计算高度附加率 每高出1m 附加2 最大不应大于20 注 住宅一般情况这2项都可以不考虑 xe 2 3供暖负荷计算 2热湿负荷 4 外门开启附加 冷风侵入耗热量 对外门基本耗热量修正 开启一般外门 如住宅 宿舍 幼儿园等 一道门 65n 二道门 有门斗 80n 三道门 二道门斗 60n 开启频繁外门 如办公 学校 门诊部 商店等 一道门 98 130n 二道门 有门斗 120 160n 三道门 二道门斗 90 120n xe 2 3供暖负荷计算 2热湿负荷 注 a n为楼层数 外门是指建筑底层入口的门 不是各层入户的门 阳台门不应计算 b 外门最大附加不应大于500 c 外门开启附加率仅适用短时间开启的 无热幕的外门 d 仅计算冬季经常开启的外门 5 技术措施 2009提出的附加 窗墙比过大的附加 两面外墙附加 间歇使用建筑附加 xe 2 3供暖负荷计算 2热湿负荷 二 冷风渗透耗热量计算公式 Q2 0 278CpL w tn tw W Cp 空气定压质量比热 KJ kg 一般取1 01 w 空气密度 kg m3L 渗入室内的冷空气体积流量m3 hL的确定1 多层建筑 1 缝隙法 忽略热压作用和风速沿高度变化 L l L1 n l 房间某朝向可开启门窗缝隙长度 m xe 2 3供暖负荷计算 2热湿负荷 L1 每m缝隙渗透的冷空气量m3 h m 查表获取n 朝向修正系数 查表获取 2 换气次数法 L N VN 换气次数 V 房间体积m3居住建筑房间换气次数如下 xe 2 3供暖负荷计算 2热湿负荷 2 高层建筑 考虑热压风压联合作用 以及室外风速沿高度变化 渗的冷空气量计算 L l L0 mb l 缝隙长度 L0 单位长度门窗缝隙深入的理论空气量 m3 h mm 朝向综合修正系数 m Cr Cf n1 b C ChCr 热压系数 Cf 风压差系数n 纯风压下朝向修正系数C 门窗缝两侧有效热压差与风压差之比Ch 高度修正系数b 渗风指数 b 0 56 0 78 无数据时 可取0 67 xe 2 3供暖负荷计算 2热湿负荷 技术措施规定 阳台门的冷风渗透量 按相应朝向和级别门窗冷风渗透2倍计算 住宅防盗门 按2级窗计算 普通外门 按1级窗计算 住宅户门 楼梯间不供暖时 按2m3 h计算 3 负荷概算 面积指标法Q qs Fqs 面积指标 w F 建筑面积或供暖面积注意 建筑面积真对整个建筑 供暖面积针对供暖房间 xe 2 3供暖负荷计算 2热湿负荷 技术措施规定 阳台门的冷风渗透量 按相应朝向和级别门窗冷风渗透2倍计算 住宅防盗门 按2级窗计算 普通外门 按1级窗计算 住宅户门 楼梯间不供暖时 按2m3 h计算 xe 2 3供暖负荷计算 2热湿负荷 空调负荷一 冷负荷1 得热量与冷负荷 1 得热量 外扰 室外空气温度 太阳辐射热 内绕 人体 照明 设备 电热 电动 电子 散热 2 得热分类a 得热 对流 辐射b 得热 显热 与温度变化有关 潜热 与温度变化无关 与含湿量变化有关 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 3 夏季空调区得热量包括 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 3 得热形成冷负荷过程与特征 2热湿负荷 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 1 材料蓄热能力越强 冷负荷衰减越大 滞后时间越长 2 蓄热能力与材料容量有关 热容越大 蓄热能力越强 3 热容量 材料重量乘比热 建筑比热差距不大 波动 延迟 衰减 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 2 冷负荷计算方法 1 稳定传热与不稳定传热 2 得热量与冷负荷是否区分当量温差法 1946年 美国 逐时计算 得热 冷负荷谐波分解法 50年代 前苏联 逐时计算 得热 冷负荷反应系数法 1968年 加拿大 逐时计算 得热 冷负荷 改进 传递函数法 1978年 3 谐波反应法 我国 82年 基础 谐波分解法 4 冷负荷系数法 我国 82年 基础传递函数法 5 其它方法 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 谐波反应法 1 把室外综合温度分解成稳定部分 日平均值 和波动部分 波动值 2 分别计算稳定部分和波动部分引起的传热得热量 3 分别计算得热量形成的冷负荷 再相加得到各时刻总的冷负荷 4 对总冷计算式进行处理 得到 某时刻通过围护结构传热形成的冷负荷CLQ 围护结构传热系数K 围护结构面积F 围护结构的冷负荷温差 t 2热湿负荷 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 反应系数法 1 把室外综合温度分解成多个简单温度扰动在时间上叠加 2 建立室外扰动与室内冷负荷之间的对应关系 反应系数 3 对组成室外扰动的一系列简单扰动下的室内冷负荷进行叠加 求得总的传热冷负荷 4 对总冷计算式进行处理 得到 某时刻通过围护结构传热形成的冷负荷CLQ 围护结构传热系数K 围护结构面积F 围护结构的逐时冷负荷温度差 tl t tn CLQ KF tl t tn Q s CLQ s 2热湿负荷 3 冷负荷系数法计算空调冷负荷 1 围护结构冷负荷 外墙 屋顶温差传热形成的冷负荷a 计算公式 CL KF tl t tn K 传热系数 一般由建筑节能计算给出F 传热面积tn 空调室内设计 计算 温度tl t 逐时冷负荷计算温度b 热作用 室外空气温差和太阳辐射热 即综合温度 tz tw J w xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 c 冷负荷计算温度的定义及来源tl t tn CL Kd 地点 外表面放热系数 吸收系数不同时的修正 e 对于非轻型外墙 可采用平均综合温度代替 tzp twp J w 玻璃窗温差传热形成冷负荷a 计算公式 CL KF tl t tn K 传热系数 一般由建筑节能计算给出F 传热面积 tn 空调室内设计 计算 温度tl t 玻璃窗逐时冷负荷计算温度 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 b 热作用 室外空气温度 c 冷负荷计算温度的定义及来源 tl t tn CL Kd 地点不同时的修正 日射得热形成冷负荷a 透过玻璃窗的得热量 q qt q qt 透过玻璃窗直接进入室内的太阳辐射热q 玻璃吸收太阳辐射热传入室内的热量 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 b 日射得热因素由于窗的类型 遮阳设施 太阳入射角及强度等因素组合太多 无法用数学函数表达 工程上采用所谓对比的计算方法 即采用计算简化 固定条件下的日射得热量 条件 标准玻璃 3mm 普通平板玻璃外侧放热系数 18 6内侧放热系数 8 7 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 以夏季7月为代表日射得热因素 Dj qt q 经过大量统计 计算 相似分析给出了适合全国各地区 纬度带 带宽5度 的Djmax 对非标准玻璃 不同窗框 遮阳设施 引入综合遮挡系数修正Cz Cs CiCs 窗玻璃遮阳系数 Cs 实际玻璃的日射得热量 标准玻璃日射得热量Ci 窗内遮阳系数 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 c 冷负荷计算CL Ca F Cz Djmax CLQF 窗口面积 Ca 窗有效面积系数CLQ 冷负荷系数 注意 定义 CLQ CL Djmax 数据给出以北纬27 5度分南北区 内围护结构冷负荷按稳定传热计算CL K F tl tn tl 邻室计算温度 tl twp tl xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 twp 夏季空调室外日平均温度 tl 邻室计算温度与夏季空调室外日平均温度差 可按下表取值 邻室发热量 w tl很少 如办公 走廊 0 2 23323 1165关于地面冷负荷 一般情况地面温度低于室内温度 可以不计算 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 2 设备散热形成的冷负荷 电动设备a电机工艺设备均在空调区CL 1000 n1 n2 n3 N CLQb电机在空调区 工艺设备不在空调区CL 1000 n1 n2 n3 N 1 CLQc电机不在空调区 工艺设备在空调区CL 1000 n1 n2 n3 N CLQN 电动设备安装功率 KW 电机效率 一般产品样本给出 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 n1 利用系数 电机最大实耗功率与安装功率之比 一般可取0 7 0 9 n2 电动机负荷系数 电机每小时平均实耗功率与最大功率之比 一般可取0 4 0 5 n3 同时使用系 电机同时使用的功率与安装功率之比 一般可取0 5 0 9 CLQ 冷负荷系数 注 当空调系统间歇运行时 则 CLQ 1 0 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 电热设备对于无保温密闭罩的电热设备 CL 1000 n1 n2 n3 n4N CLQn1 n2 n3 含义同前 n4 考虑排风带走热量的系数 一般取0 5 电子设备CL 1000 n1 n2 n3 N CLQn1 n2 n3 含义同前 其中n3根据情况而定 一般 计算机取1 0 仪表取0 5 0 9注 公共建筑电器设备散热量可参照 节标 表B 0 7 1 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 3 照明设备散热形成的冷负荷 白炽灯 热光源 CL 1000 N CLQN 照明设备功率 KW CLQ 冷负荷系数 荧光灯 冷光源 CL 1000 Nn1 n2 CLQN 照明设备功率 KW CLQ 冷负荷系数 见附录 n1 镇流器消耗功率系数 在空调房间内取1 2 在吊顶内取1 0 n2 灯罩隔热系数 有通风孔取0 5 0 6 反之取0 6 0 8 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 4 人体散热形成的冷负荷 人体显热冷负荷CLx qs n CLQqs 不同室温 活动强度成年男子显热散热量 w n 室内人数 群集系数 以成年男子为计算基础 对不同功能的建筑不同人群 成年男子 女子 儿童 引入的修正系数 见表2 12CLQ 冷负荷系数 见附录2 23 注意计算时刻为人员进入房间时刻算起 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 人体潜热冷负荷CLq ql n ql 不同室温 活动强度成年男子潜热散热量 w 见表2 13 人体散热冷负荷CL CLx CLq 5 食物散热冷负荷 食物包括显热和潜热 可按下列数值采用 食物全热取17 4W 人 食物显热取8 7W 人 食物潜热取8 7W人 食物散湿量取11 5g h xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 二 空调热负荷1 计算方法 稳定传热2 注意区别冬季空调与供暖室外计算温度3 一般空调房间为正压 可不计算冷风渗透耗热量三 湿负荷1 人体散湿量 W 0 278n g 10 6 kg s g 人体小时散湿量kg h 见表2 13 其它参数同前 2 敞开水面散湿量3 围护结构透湿量 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 四 新风负荷Qw Gw iw in kw Gw 新风量 kg s in iw 室内 外空气焓值 KJ kg 干 五 室内冷负荷与制冷系统冷负荷1 室内冷负荷 1 围护结构传热冷负荷 2 人员 照明 设备散热冷负荷 逐时最大值 各空调区 房间 逐时相加得到的逐时最大值 最大值累计 各空调区 房间 最大值的累计 xe 2 4空调冷 热 湿负荷 2热湿负荷 2 制冷系统冷负荷 1 室内冷负荷 空调系统有自动温控时取逐时最大值 没有温控时取最大值累计 2 新风冷负