第二章 空調(diào)房間負(fù)荷

第二章空調(diào)房間負(fù)荷及送風(fēng)量的確定空氣調(diào)節(jié)第二章空調(diào)房間負(fù)荷及送風(fēng)量的計(jì)算一、室內(nèi)、外空氣狀態(tài)參數(shù)的確定原則二、空調(diào)房間負(fù)荷的計(jì)算三、空調(diào)房間送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)及送風(fēng)量的確定一、室內(nèi)、外空氣狀態(tài)參數(shù)的確定原則（一）.空調(diào)基數(shù)和空調(diào)精度空調(diào)基數(shù)：指室內(nèi)空氣所要求的基準(zhǔn)溫度和基準(zhǔn)相對(duì)濕度；空調(diào)精度：指在空調(diào)區(qū)內(nèi)溫度和相對(duì)濕度允許的波動(dòng)范圍。如：tn=（22±1）℃；空調(diào)基數(shù)指：22℃和50%；空調(diào)精度指：1℃，10%一、室內(nèi)、外空氣狀態(tài)參數(shù)的確定原則（二）人體熱平衡和舒適感人體的熱平衡公式：qM=qw+qd+qf+qz+qch人體正常時(shí)溫度為36.5度，正常時(shí)qch=0影響人體舒適度的因素：溫度、相對(duì)濕度、氣流速度、維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面及其物體表面的溫度及人的生活習(xí)慣，活動(dòng)量，衣著，年齡等因素有關(guān)。一、室內(nèi)、外空氣狀態(tài)參數(shù)的確定原則（二）人體熱平衡和舒適感美國(guó)：用等效溫度的概念提出舒適圖。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織：預(yù)測(cè)平均投票—預(yù)期不滿意百分?jǐn)?shù)（PMV-PPD）-1<PMV<+1;PPD≤27%一、室內(nèi)、外空氣狀態(tài)參數(shù)的確定原則（三）.我國(guó)室內(nèi)空氣參數(shù)的確定（舒適性空調(diào)）冬季夏季溫度18~24℃22~28℃風(fēng)速≤0.2m/s≤0.3m/s

相對(duì)濕度30~60%40~65%一、室內(nèi)、外空氣狀態(tài)參數(shù)的確定原則（四）.室外氣象和室外參數(shù)的確定1.夏季空調(diào)室外干、濕球溫度的確定干球溫度的確定：按《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》：采用歷年平均不保證50h的干球溫度。如：某地為1993~2000年的氣象資料，各年夏季高于各溫度的累計(jì)小時(shí)數(shù)均為50h。夏季空調(diào)室外計(jì)算干球溫度為：（32+31+33+32+30+31+33+32）/8=32℃濕球溫度的確定原則：采用歷年平均不保證50h的干球溫度.一、室內(nèi)、外空氣狀態(tài)參數(shù)的確定原則（四）.室外氣象和室外參數(shù)的確定2.夏季空調(diào)室外計(jì)算日平均溫度及室外計(jì)算逐時(shí)溫度（1）.日平均溫度規(guī)定：夏季空調(diào)室外計(jì)算日平均溫度采用歷年平均每年不保證5天的日平均溫度。（2）逐時(shí)溫度

逐時(shí)溫度；日平均溫度室外溫度逐時(shí)變化系數(shù)；平均日較差一、室內(nèi)、外空氣狀態(tài)參數(shù)的確定原則（四）.室外氣象和室外參數(shù)的確定例：試求夏季北京市13時(shí)的室外計(jì)算溫度解：查附錄表C，查得℃℃℃查表3-5，確定13時(shí)，一、室內(nèi)、外空氣狀態(tài)參數(shù)的確定原則（四）.室外氣象和室外參數(shù)的確定3.冬季室外計(jì)算干球溫度和相對(duì)濕度的確定干球溫度：采用歷年平均不保證1天的日平均溫度；相對(duì)濕度：采用累年最冷月平均相對(duì)濕度。二、空調(diào)房間冷、濕負(fù)荷的計(jì)算1.定義得熱量：指某一時(shí)刻由外界進(jìn)入空調(diào)房間和空調(diào)房間內(nèi)部所產(chǎn)生的熱量總和。（空氣吸熱和物體蓄熱）冷負(fù)荷：為了維持室內(nèi)溫度恒定，在某一時(shí)刻需要供給房間的冷量，稱(chēng)為冷負(fù)荷。（冷負(fù)荷=空調(diào)房間空氣的吸熱量）兩者間的關(guān)系：當(dāng)物體的蓄熱性能未達(dá)到飽和時(shí)，房間得熱量＞冷負(fù)荷；（空氣的得熱量是逐時(shí)變化的，對(duì)應(yīng)的冷負(fù)荷則稱(chēng)逐時(shí)冷負(fù)荷）；當(dāng)物體的蓄熱性能達(dá)到飽和時(shí)，房間得熱量=冷負(fù)荷二、空調(diào)房間冷、濕負(fù)荷的計(jì)算2.用冷負(fù)荷系數(shù)法計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)冷負(fù)荷(1)外墻、屋面、窗戶(hù)的傳熱形成的冷負(fù)荷a.外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷K——外墻和屋面的傳熱系數(shù)[w/（m2℃）]；F——外墻和屋面的傳熱面積，m2；tL，τ——外墻和屋面的冷負(fù)荷計(jì)算溫度的逐時(shí)；td——地點(diǎn)修正值；Ka——外墻面?zhèn)鳠嵯禂?shù)修正系數(shù)；Kρ——外表面吸收系數(shù)修正值；二、空調(diào)房間冷、濕負(fù)荷的計(jì)算(1)外墻、屋面、窗戶(hù)的傳熱形成的冷負(fù)荷b.外玻璃窗的瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷二、空調(diào)房間冷、濕負(fù)荷的計(jì)算（2）透過(guò)外玻璃窗的日射得熱形成的冷負(fù)荷a.無(wú)外遮陽(yáng)玻璃窗的日射得熱引起的逐時(shí)冷負(fù)荷Dj，max——不同緯度帶各朝向七月份日射得熱因素的最大值；F——玻璃窗的有效面積；Cs——玻璃窗的遮陽(yáng)系數(shù)；Cn——窗內(nèi)遮陽(yáng)系數(shù)；CL——冷負(fù)荷系數(shù)；二、空調(diào)房間冷、濕負(fù)荷的計(jì)算（2）透過(guò)外玻璃窗的日射得熱形成的冷負(fù)荷b.有外遮陽(yáng)玻璃窗的日射得熱引起的逐時(shí)冷負(fù)荷——陰影部分的日射得熱量；Fs——窗戶(hù)的陰影面積；Dj，max——北向的日射得熱因素的最大值；（CL）n——北向玻璃窗的冷負(fù)荷系數(shù)；——陽(yáng)光照射部分的日射得熱量；二、空調(diào)房間冷、濕負(fù)荷的計(jì)算（3）通過(guò)內(nèi)墻、樓板等內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱形成的逐時(shí)冷負(fù)荷當(dāng)空調(diào)房間的溫度與相鄰空調(diào)房間的溫差＞3℃時(shí)，需考慮由內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差傳熱對(duì)空調(diào)房間形成的瞬時(shí)冷負(fù)荷。t1s——相鄰非空調(diào)房間的平均計(jì)算溫度，t1s=twp+△t1s△t1s——非空調(diào)房間的平均計(jì)算溫度與twp之差；二、空調(diào)房間冷、濕負(fù)荷的計(jì)算3.室內(nèi)熱源散熱形成的冷負(fù)荷（人體、照明、設(shè)備散熱）（1）照明散熱a.根據(jù)照明燈具類(lèi)型和安裝方式不同，其得熱量不同：白熾燈：Q=PP——燈具的功率；熒光燈：Q=n1n2Pn1——鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，明裝n1=1.2，暗裝n1=1.0；n2——燈罩隔熱系數(shù)；b.照明得熱引起的逐時(shí)冷負(fù)荷：Qτ=QCL二、空調(diào)房間冷、濕負(fù)荷的計(jì)算3.室內(nèi)熱源散熱形成的冷負(fù)荷（人體、照明、設(shè)備散熱）（2）人體散熱量與年齡、性別、衣著、勞動(dòng)強(qiáng)度和環(huán)境條件有關(guān)，在人體散熱中，輻射熱占40%，對(duì)流散熱占20%，潛熱占40%，其中對(duì)流散熱和潛熱可視為瞬時(shí)冷負(fù)荷，但輻射散熱與日輻射相似。Qs=n1n2qsQr=n1n2qrn1——室內(nèi)人數(shù)；n2——群集系數(shù)；qs——顯熱散熱量；

qr——潛熱散熱量；二、空調(diào)房間冷、濕負(fù)荷的計(jì)算（3）設(shè)備散熱a.工藝設(shè)備散熱當(dāng)電動(dòng)機(jī)和工藝設(shè)備均設(shè)在室內(nèi)時(shí)，得熱量：

Q=1000n1n2n3P/η當(dāng)只有工藝設(shè)備在室內(nèi)時(shí)：

Q=1000n1n2n3P當(dāng)只有電動(dòng)機(jī)在室內(nèi)時(shí)，

Q=1000n1n2n3P（1-η）/ηn1——電動(dòng)機(jī)利用系數(shù)（安裝系數(shù)），一般取0.7~0.9；n2——同時(shí)使用系數(shù)，一般為0.5~0.8；n3——負(fù)荷系數(shù)，反映了平均負(fù)荷達(dá)到最大負(fù)荷的程度，一般為0.5，精密機(jī)床可取0.15~0.4；P——電動(dòng)機(jī)的功率；η——電動(dòng)機(jī)額定功率；二、空調(diào)房間冷、濕負(fù)荷的計(jì)算（3）設(shè)備散熱b.電熱設(shè)備散熱得熱量對(duì)無(wú)保溫密閉罩的電熱設(shè)備散熱量為：Q=1000n1n2n3n4Pn4——考慮排風(fēng)帶走的熱量系數(shù)，一般取0.5；C.電子設(shè)備散熱得熱量：Q=1000n1n2n3Pn3——視實(shí)際使用情況而定，電腦取1.01，一般儀表取0.5~0.9；（4）人體和設(shè)備得熱引起的逐時(shí)冷負(fù)荷Qτ=QSCL+QrQS=n1n2qs——顯熱；Qr=n1n2qrqS、qr——分別指不同室溫和活動(dòng)強(qiáng)度情況下，成年男子的顯熱和潛熱散熱量。二、空調(diào)房間冷、濕負(fù)荷的計(jì)算3.空調(diào)濕負(fù)荷的計(jì)算空調(diào)濕負(fù)荷指空調(diào)房間內(nèi)的濕源向房間內(nèi)的散濕量。（1）人體散濕量w=n1n2gn1——室內(nèi)人數(shù)；n2——群集人數(shù)；g——成年男子的小時(shí)散熱量，成年女子和兒童分別按成年男子的85%~75%計(jì)算。（2）敞開(kāi)水槽表面散濕量w=β（Pv，b-Pv）FB/B’β——蒸發(fā)系數(shù)，B’——當(dāng)?shù)卮髿鈮?；B——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓三、空調(diào)房間送風(fēng)狀態(tài)和送風(fēng)量的確定1.夏季送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)和送風(fēng)量的確定例：狀態(tài)為O（hO，dO）的Gkg空氣送入室內(nèi)，吸收余熱Q和余濕W后，狀態(tài)變?yōu)镹（hN，dN），然后排出室外，試確定O狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)及送風(fēng)量G。解：根據(jù)熱平衡和濕平衡原理得：送風(fēng)量的確定：

Gh0+Q=GhNGd0+W=GdNG=Q/（hN-h0）=W/（dN-d0）三、空調(diào)房間送風(fēng)狀態(tài)和送風(fēng)量的確定送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的確定：NO狀態(tài)點(diǎn)確定分析：NO，△t，G，送風(fēng)口截面積，空氣處理設(shè)備初投資增大，運(yùn)行費(fèi)用送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的確定由送風(fēng)溫差確定。三、空調(diào)房間送風(fēng)狀態(tài)和送風(fēng)量的確定送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的確定：對(duì)舒適性空調(diào)，當(dāng)送風(fēng)高度≤5m時(shí)，△t≤10℃；送風(fēng)高度＞5m時(shí)，△t≤15℃，具體見(jiàn)下表：換氣次數(shù)：房間送風(fēng)量和房間體積的比值，即：n=G/v三、空調(diào)房間送風(fēng)狀態(tài)和送風(fēng)量的確定求解送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)和送風(fēng)量的步驟：在h-d圖上確定已知狀態(tài)點(diǎn)N；計(jì)算ε，過(guò)N點(diǎn)做ε線；選定△t

，求出tO，確定O；計(jì)算G及n三、空調(diào)房間送風(fēng)狀態(tài)和送風(fēng)量的確定例：Q=3314w，W=0.264g/s，要求全年室內(nèi)保持空氣參數(shù)為：tn=（22±1）℃，B=101325Pa，確定該房間的送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)及送風(fēng)量。解：確定N狀態(tài)點(diǎn)計(jì)算熱濕比：根據(jù)空調(diào)精度，選取△t=8℃，則t0=tN-△t=22-8=14℃，確定點(diǎn)O，讀得h0=36kJ/kg，d0=8.6g/kgG=Q/（hN-h0）=3.314/（46-36）=0.33（kg/s）G=w/（dN-d0）=0.264/（9.3-8.6）=0.33（kg/s）N三、空調(diào)房間送風(fēng)狀態(tài)和送風(fēng)量的確定2.冬季送風(fēng)狀態(tài)和送風(fēng)量的確定定風(fēng)量G=Q/（hN-ho‘）ho=hN-Q/Gdo=dN-Q/