03负荷计算.ppt

1、2020/8/4,1,空调负荷计算,主讲：刘买花 时间：2020/8/4,2,正确确定冷热湿负荷的意义：负荷计算是暖通空调设计的依据，是确定空调系统送风量和空调设备容量以及系统管道大小的依据。,3,主要内容,设计计算参数 空调负荷计算 空调负荷估算指标 负荷计算软件简介,4,室外空气温度的日变化规律 气温一般在凌晨45点钟最低，到下午23点钟室外气温达到最高值。 一日之内，室外空气的含湿量变化不大。 室外空气温度的季节变化规律 全国各地的最热月份一般在78月份，最冷月份一般在1月。夏季室外空气含湿量较大，冬季较小。,1.1、室外设计气象参数,5,1）夏季空调室外计算干球温度twg、湿球温度：

2、历年平均不保证50小时。,1.1、室外设计气象参数,余弦函数法：twt = twp+ (twg-twp) cos(15 - 225),3）夏季设计日的逐时干球温度twt,展开方法1：,2）夏季空调室外计算日平均温度twp： 历年平均不保证5天的日平均温度,6,1.1、 室外设计气象参数,日较差法： twt= twp+ tr = twp+ (twg-twp) /0.52 式中 tr为夏季室外计算平均日较差(),展开方法2：,室外空气温度逐时变化系数,7,两种方法计算结果比较：,北京夏季设计日室外逐时干球温度变化,8,5）冬季室外计算相对湿度值： 累年最冷月平均相对湿度,4）冬季空调室外计算温度：

3、 历年平均不保证 1天的日平均温度,（6）室外综合温度 tz = tw+ I / w-R/ w,9,空气调节（Air Conditioning）的意义在于向人们提供适宜的内部空间环境。 空调房间室内气象参数的确定原则 舒适性空调主要取决于人体热舒适要求 工艺性空调主要取决于生产工艺要求,舒适性空调室内设计计算参数包括温度、湿度、风速、室内污染物浓度、噪声、最小新风量（根据人体热舒适情况确定）。,1.2、 室内设计参数,10,人体的热平衡 人体的热舒适 热舒适的评价,人体热舒适感,11,S=M-W-E-R-C S人体蓄热率 M 人体能量代谢率 W 人体所做机械功 R 人体与周围环境间的辐射换热

4、E 人体汗液蒸发和呼吸所带走的热量 C 人体与周围环境间的对流换热,人体热平衡方程,12,此外还与年龄性别不同有明显差别 男性基础代谢量明显高于女性 少儿、幼儿明显高于成年、老年。,M 人体通过新陈代谢产生的能量，主要取决于人体活动量的大小,13,在某些活动中，人可能作外部功，如爬山而获得势能，做这些工作所消耗的能量则取自代谢自由代能。人体所放出的热量被称为新陈代谢产热量H，这个热量小于新陈代谢自由能产热量。 H=MW,W 人体所作的机械功,14,人体是高效的能量转化系统吗？,15,人体与外界的对流、辐射和蒸发都受到人体衣着情况的影响。 人体对流换热与周围空气温度、空气流速有关。 汗液蒸发与空

5、气温度、湿度、空气流速有关。 人体周围环境物体的表面温度影响人体的辐射散热强度。,16,影响热平衡的因素 M W C R E S = 0,人的因素： 活动量 衣着,环境因素： 空气干球温度 空气相对湿度 人体附近的空气流速 平均辐射温度,17,典型活动的产热量,返回,18,典型服装的热阻值,19,服装热阻值（clo） 短袖薄衫，绵织内衣裤 0.2 薄裤子，短袖衬衫 0.5 保暖的长袖衫，全身套裙 0.7 薄裤子，背心，长袖衬衫 0.7 薄裤子，背心，长袖衬衫，夹克 0.9 厚三件套西服，长内衣裤 1.5,返回,20,“对热环境感到满意的心理状态” Fanger教授提出热舒适的三个条件： 1）

6、人体必须处于热平衡状态，以便使人体对环境的散热量等于人体的体内产热量，并且蓄热量为零，即： M-W-C-R-E=0 （S=0） 2）皮肤平均温度必须具有与舒适相适应的水平 3）人体应具有最佳排汗率,什么是热舒适？,返回,21,PMV （Predicted Mean Vote）：预测的平均热感觉指标常常简称为人体对热环境的冷热感觉,热舒适指标,PPD（Predicted Percent Dissatisfied） ：对热环境不满意的百分数,22,人体热感觉的标度,热 +3 见汗滴 暖 +2 局部见汗（手、额、颈等） 稍暖 +1 感热，皮肤发粘湿润 正常 0 感觉适宜，皮肤干燥 稍凉 -1 感凉（

7、局部关节，可忍受） 凉 -2 局部感冷不适，需加衣 冷 -3 很冷，可见鸡皮或寒颤,23,在同样的热环境条件下，人与人的热感觉也会有所不同，因此，应该采平均热感觉指标的概念，,24,在同样热环境条件下，人与人之间的热感觉会存在差异，而人与人对热环境的反应的差异除了热感觉的不同之外，还表现在对环境满意与否的差异。因此，Fanger又提出预测不满意百分数来表示人群对热环境不满意的情况，常简写为PPD（Predicted Percent Dissatisfied）。,ISO7730对PMV-PPD指标的推荐值为 PMV=-0.5+0.5 PPD10%,25,PMV与PPD的关系,PPD是通过概率分析

8、确定某环境条件下人群不满意的百分数 PPD100 95exp(0.03353 PMV 4 + 0.2179 PMV2),即便 PMV0，仍然有5的人不满意。,26,1.2、 室内设计参数,室内空气计算参数确定考虑因素：,房间使用功能,采暖通风与空气调节设计规范规定舒适性空调室内设计计算参数。,返回,27,公共建筑节能设计标准中新风设计量取值,28,2.1、空调冷负荷计算,（1）空调热湿负荷的形成机理：,室内外温差传热形成 太阳辐射 室内热源,（2）湿负荷是由于室内外空气含湿量不同及室内人员和湿源造成,29,得热量：在某一时刻由室外和室内热源散入房间热量的总和。 冷负荷：在某一时刻为保证房间恒温

9、恒湿，需向房间供应的冷量，称为冷负荷。,（3）得热量与冷负荷的关系,30,得热量、冷负荷二者的关系： 由于墙体等的蓄热作用，得热量与冷负荷有时不等。,1,2,31,（4）空调冷负荷计算方法,冷负荷系数法和谐波反应法,基本原理：建立在传递函数法的基础上，只与系统本身特性有关，而与输出量、输入量无关 。,32,室内冷负荷包括： 围护结构传热形成的冷负荷； 透过窗户日射得热形成的冷负荷； 人员、设备、照明散热形成的冷负荷。,33,A、围护结构(墙、屋面等）冷负荷计算 Q=KA(Tc-T R) T c= (Tc+Td)KK K、A围护结构传热系数和传热面积； Tc围护结构逐时冷负荷温度； Td 地点修

10、正系数； KK对流换热系数和吸收系数修正值； T R室内空气计算温度。,34,B、窗户冷负荷计算 太阳辐射传热形成冷负荷： Q=CaACsCiDjmaxCLQ Ca有效面积系数； Cs窗户的遮阳系数，即与玻璃的种类有关； Ci窗户的内遮阳系数； Djmax日射得热因数最大值，与地理纬度有关； CLQ窗户的冷负荷系数，与时刻有关。,35,C、室内热源形成的冷负荷： 人体显热散热形成的冷负荷： Q=qsnCLQ qs不同室温和劳动性质成年男子显热散热量； n室内人数； 群集系数； CLQ人体显热散热冷负荷系数。,36,人体潜热散热形成的冷负荷： Q=qln ql不同室温和劳动性质不同成年男子潜热散

11、 热量；,设备形成的冷负荷： Q=QsCLQ Qs设备和用具的实际显热散热量； CLQ设备和用具显热散热冷负荷系数。,37,工艺设备及电动机均在室内,Qs=n1n2n3N （b）,电动机位于室内,工艺设备位于室外,电动设备,Qs=n1n2n3N/ （a）,工艺设备位于室内,电动机位于室外,Qs=n1n2n3N（1- ）/ （a-b）,38,电子设备 同式（a-b）,N、 电动设备的安装功率（W）、电动机效率 n1利用系数，一般取0.70.9； n2同时使用系数，一般取取0.50.8 ; n3电动机负荷系数，精密机床取0.150.4，普通机床取0.5左右； n4排风带走热量系数，一般取0.5。,

12、式中,电热设备,Qs=n1n2n3n4N,39,照明散热形成的冷负荷： 白炽灯Q=NCLQ 荧光灯Q=n1n2NCLQ N照明灯具功率，W； n1镇流器消耗功率系数，镇流器位于室内时，取1.2，位于顶棚内时，取1.0； n2灯罩隔热系数，灯罩上有通风小孔时，取0.50.6，灯罩上无通风小孔时，取0.60.8； CLQ照明散热冷负荷系数。,40,2.2、空调热负荷计算,（1） 空调热负荷计算原理： 围护结构传热近似为稳态传热。,热负荷Q,围护结构耗热量,基本耗热量Q1,附加耗热量Q2,冷风渗透耗热量Q3,（2） 冬季空调房间热负荷构成：,41,围护结构基本耗热量Q1,Q1=AK（tR-to.w）

13、,围护结构的温差修正系数,42,围护结构附加耗热量Q2,朝向修正率 北、东北、西北朝向：0； 东、西朝向： -5%； 东南、西南朝向： -10%-15%； 南向: -15%-25%。,43,风力附加：不避风的空旷的建筑，垂直外围护结构热负荷附加5%15%。,外门开启附加：,44,冷风渗入耗热量Q3,空调建筑室内通常保持正压，因而在一般情况下，不计算由门窗渗入室内的冷空气的耗热量Q3。,高度附加：房间净高超过4m，每增加1m，附加2%，最大不超过15%。,45,2.3、新风负荷计算,A、新风作用： 保障良好的室内空气品质。,空调新风能耗约占总能耗25%-30%，高级宾馆和办公建筑可高达40%。,

14、B、新风能耗比重,C、新风量确定原则： 满足空气品质前提下，尽量选较小的必要新风量。,46,夏季,Q=M（ho-hR）,式中 M新风量，kg/s；,ho、hR室外、室内空气焓值，kJ/kg,冬季,Q=MCP（tR-to）,式中 M新风量，kg/s；,to、tR室外、室内空气温度，。,CP空气的定压比热，kJ/（kg ），取1.005 kJ/（kg ）；,47,2.4、湿负荷计算,A、人体散湿量：,室内湿源：人员、设备、水面、渗透空气带入等。,式中： 人体散湿量，kg/h g成年男子小时散湿量，g/h,48,B、敞开水表面散湿量,式中：敞开水表面的散湿量，kg/s； W单位水面蒸发量，kg/ (

15、m2h),见表2-14； A蒸发表面面积。,49,2.5、空调室内冷负荷与制冷系统冷负荷,1. 得热量与冷负荷是两个概念不同而又有关联的量 差别所在：瞬间得热量中，以对流方式传递的显热，潜热直接放热给空气，构成瞬时冷负荷。 辐射方式传热量，是为围护结构和物体吸收并贮存，然后放出。 瞬时得热量瞬时冷负荷；只有当得热量中不存在辐射方式热量或结构和物体无蓄热能时才相等。,50,51,2、室内冷负荷包括： 由于室内外温差和太阳辐射，通过围护结构使入室内的热量形成的冷负荷。 人体散热，散温形成的冷负荷。 灯光照明散热形成的冷负荷。 其它设备散热形成的冷负荷。 上述空调室内负荷是确定空调送风处理过程，系统

16、设定和设备密度的依据之一。,52,3、新风冷负荷：处理新风的冷负荷。,4、制冷系统冷负荷：从热平衡角度分析，系统冷负荷包括： 室内冷负荷； 新风冷负荷（以上两项是主要部分）； 制冷量输送过程传热；（冷损失） 输送设备（风机、泵）的机械能转变的得热量；,53,某些空调系统采用冷、热抵消的调节手段（如再加热）； 其它进入空调系统的热量（顶棚回风，灯光热量带入回风系统。） 系统冷量=房间冷负荷+新风负荷+冷损失+各系统需求冷量。 注意：在选择系统总装机冷量时，对各房间最大冷负荷逐时叠加以某时刻出现的最大冷负荷作为选择依据。,54,2.6、计算举例,例2-1试计算西安某宾馆客房（502客房）夏季的空调

17、计算负荷. 已知条件： （1）客房平面尺寸如图2-2层高为3500mm （2）屋顶：构造如图2-3，从上到下八层见教材查附录2-2 ,k=0.48w/属于型。,55,2.6、计算举例,（3）两外墙：构造图2-4查附录2-3 k=1.50 w/属于型。 （4）两外窗：双层金属窗3mm原普通玻璃，80%玻璃白色常，窗高2000mm；,56,（5）内墙；邻室包括走廊，均与客房温度相同； （6）每间客房2人，在房间总小时数为162小时； （7）室内压力稍高于室外； （8）室内照明：荧光灯明装200w,开灯时间16:00-24:00 （9）空调设计运行时间：24小时； （10）西安市室外气象条件见教材

18、（11）客房计算系数：见教材,57,例2-2试计算哈尔滨某三层办公楼-办公室（101办公室）冬季的采暖热负荷。 已知条件： （1）平面尺寸如图2-5层高为3200mm （2）外墙为内抹灰两砖外墙k=1.27 w/m2 （3）内墙为两面抹灰一砖内墙k=1.72 w/m2,58,（4）外窗为双层木窗，k=2.67 w/m2面积 Aw=2.77, 外型尺寸为1.85*1.5m （5）哈市采暖室外计算温度为-26，办公室为18冬季平均风速为3.3m/s （6）地面为不保温地面，k值按地带决定。,59,某建筑逐时冷负荷,某建筑逐时热负荷,返回,60,国内部分建筑空调冷负荷设计指标的统计值,61,62,部分民用建筑热指标,返回,63,鸿业软件介绍,2020/8/4,64,1.什么是空调房间的得热量和冷负荷?两者有什么区别和联系？ 2.什么是室外空气综合温度？夏季空调室外计算参数有哪些?它们的作用是什么？ 3.夏季