空調(diào)負荷與送風(fēng)量

空調(diào)負荷與送風(fēng)量第1頁/共110頁2.1室內(nèi)外空氣計算參數(shù)2.1.1人體熱舒適與室內(nèi)計算參數(shù)的確定

影響室內(nèi)環(huán)境舒適度的是多種因素的綜合作用，評價環(huán)境的舒適度的指標(biāo)如何確定？第2頁/共110頁一、人體熱平衡和熱舒適感（一）人體熱平衡方程

人體熱平衡可用下式表示：S=M-W-E-R-CS：人體蓄熱率M：人體能量代謝率W：人體所作機械功E：汗液蒸發(fā)和呼出的水蒸汽所帶走的熱量R：穿衣人體外表面與周圍表面之間的輻射換熱量C：穿衣人體外表面與周圍表面之間的對流換熱量S=f（M，tn，n，tr，vn

，Icl）S>0體溫上升,S<0體溫下降，S=0熱平衡第3頁/共110頁4－4人體蓄熱率人體能量代謝率人體產(chǎn)熱率與室內(nèi)相對濕度有關(guān)與活動強度有關(guān)衣著主要影響因素:環(huán)境(t,,v,tr)衣著活動量與表面溫度tr有關(guān)人體所作機械功人體與環(huán)境輻射換熱率人體與環(huán)境對流換熱率人體蒸發(fā)散熱率與室溫ｔ、氣流風(fēng)速ｖ有關(guān)第4頁/共110頁熱舒適:“對熱環(huán)境感到滿意的心理狀態(tài)”

Fanger教授提出熱舒適的三個條件：1）人體必須處于熱平衡狀態(tài)，以便使人體對環(huán)境的散熱量等于人體的體內(nèi)產(chǎn)熱量，并且蓄熱量為零，即：

M-W-C-R-E=0（S=0）2）皮膚平均溫度必須具有與舒適相適應(yīng)的水平3）人體應(yīng)具有最佳排汗率(二)什么是熱舒適?第5頁/共110頁第6頁/共110頁3、等效溫度圖和舒適區(qū)由于人的舒適感共四個環(huán)境影響因素和四個人為因素，因此不能用一個單一的物理量來表示環(huán)境是否處于熱舒適狀態(tài)。等效溫度就結(jié)合干球溫度、濕球溫度和空氣流速的效應(yīng)來反映冷熱感覺的。第7頁/共110頁

在同一條等效溫度線上具有相同的熱感覺。有效溫度線與50％相對濕度線的交點上標(biāo)注著等效溫度的數(shù)值，在該點等效溫度與干球溫度相等。例如，通過t＝25℃,50％的兩線的交點的虛線即為25℃等效溫度線。第8頁/共110頁等效溫度的不足:沒有考慮熱輻射的影響。等效溫度設(shè)定條件:(1)室內(nèi)空氣流速:0.15m/s;(2)服裝熱阻:0.6clo;1clo=0.155m2/℃/w。(3)菱形和平形部分表示不同情況下（服裝熱阻、活動量不同）的舒適區(qū)。第9頁/共110頁Clo(克洛):服裝的熱阻單位.1clo

=0.155m2K/W(襯衣+普通外套)

1clo00.10.30.50.81.53.0第10頁/共110頁在同樣的熱環(huán)境條件下，人與人的熱感覺也會有所不同，因此，應(yīng)該采用平均熱感覺指標(biāo)的概念，而預(yù)測的平均熱感覺指標(biāo)常常簡稱為PMV。(1)預(yù)測平均熱感覺指標(biāo)：PMV（PredictedMeanVote）4、PMV-PPD指標(biāo)

第11頁/共110頁PMV是由舒適方程得到的一個熱感覺值數(shù)，體現(xiàn)了四種熱環(huán)境變量的一定組合、活動水平和著裝對平均熱感覺的影響的預(yù)測。環(huán)境參數(shù)活動量衣著Fanger(方格教授)收集了1396名美國和丹麥受試者的冷熱感覺資料，得出PMV的計算式：第12頁/共110頁人體活動量年齡性別第13頁/共110頁PMV指標(biāo)的7級分度反應(yīng)見汗滴手、額、頸等局部見汗感熱，皮膚發(fā)粘、濕潤感覺適宜，皮膚干燥感涼（局部關(guān)節(jié)，可忍受）局部感冷不適，需加衣很冷，可見雞皮或者寒顫

第14頁/共110頁

在同樣熱環(huán)境條件下，人與人之間的熱感覺會存在差異，而人與人對熱環(huán)境的反應(yīng)的差異除了熱感覺的不同之外，還表現(xiàn)在對環(huán)境滿意與否的差異。因此，F(xiàn)anger又提出預(yù)測不滿意百分數(shù)來表示人群對熱環(huán)境不滿意的情況，預(yù)測平均不滿意百分數(shù)常常簡寫為PPD（PredictedPercentDissatisfied）。(2)預(yù)測平均不滿意百分數(shù)PPD（PredictedPercentDissatisfied）第15頁/共110頁PPD是通過概率分析確定某環(huán)境條件下人群不滿意的百分數(shù)。

即便達到PMV＝0，仍然有5％的人不滿意。

中等熱環(huán)境PMV和PPD指數(shù)測定及熱舒適條件規(guī)定（GBT/18049）：-1≤PMV≥+1，PPD≤27%第16頁/共110頁1、舒適性空調(diào)空調(diào)室內(nèi)空氣參數(shù)確定考慮：人體熱舒適室外空氣參數(shù)冷源情況建筑使用特點經(jīng)濟、節(jié)能（見表2-4）二、室內(nèi)空氣溫濕度計算參數(shù)第17頁/共110頁第18頁/共110頁2、工藝性空調(diào)由生產(chǎn)工藝過程的特殊要求確定；盡量兼顧人體熱舒適性要求；如果工藝要求允許盡量提高夏季室內(nèi)設(shè)計溫度。見表2-5。第19頁/共110頁第20頁/共110頁第21頁/共110頁目的:(1)計算圍護結(jié)構(gòu)的傳熱量;(2)處理新風(fēng)所需冷量和熱量。2.1.2、室外空氣計算參數(shù)

第22頁/共110頁第23頁/共110頁第24頁/共110頁第25頁/共110頁第26頁/共110頁第27頁/共110頁第28頁/共110頁第29頁/共110頁第30頁/共110頁第31頁/共110頁第32頁/共110頁第33頁/共110頁第34頁/共110頁第35頁/共110頁參數(shù)名稱不保證時間應(yīng)用場合冬季空調(diào)室外計算干球溫度1d日平均溫度空調(diào)傳熱計算冬季采暖室外計算干球溫度5d日平均溫度采暖傳熱計算冬季通風(fēng)室外計算溫度最冷月平均值通風(fēng)計算用夏季空調(diào)室外計算干球溫度tw,g50h新風(fēng)狀態(tài)計算夏季空調(diào)室外計算濕球溫度50h夏季空調(diào)室外計算日平均溫度tw,p5d穩(wěn)定傳熱計算夏季通風(fēng)室外計算溫度14時月平均值通風(fēng)計算用不同工程性質(zhì)采用的室外計算溫度不同第36頁/共110頁2.2空調(diào)房間冷(熱)濕負荷的計算空調(diào)房間冷（熱）濕負荷的來源：第37頁/共110頁一、空調(diào)房間夏季得熱量與冷負荷

得熱量：指在某一時刻由室外和室內(nèi)熱源散入房間的熱量總和；

冷負荷；是指為了維持室溫恒定，空調(diào)設(shè)備在單位時間內(nèi)必須自室內(nèi)取走的熱量，也即在單位時間內(nèi)必須向室內(nèi)空氣提供的冷量。

第38頁/共110頁空調(diào)房間冷負荷與得熱量的關(guān)系得熱空氣冷負荷輻射熱蓄熱體對流熱對流熱潛熱（延遲）空氣調(diào)節(jié)得熱量與冷負荷的關(guān)系圖第39頁/共110頁得熱量

=潛熱+顯熱（對流熱)+顯熱（輻射熱）

‖

‖∨冷負荷

=潛熱+顯熱（對流熱)+顯熱（輻射熱）

（圍護結(jié)構(gòu)）蓄熱能力（熱容量）↑冷負荷衰減↑延遲時間↑熱容量∝重型結(jié)構(gòu)第40頁/共110頁

當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)間歇使用時，在停止運行期間室內(nèi)溫度升高，大部分熱量被蓄存在圍護結(jié)構(gòu)和家具中。重新開啟系統(tǒng)使室內(nèi)空氣達到規(guī)定的溫度，則必須增多供冷量。除了上述的冷負荷之外還需增加該自然增溫的負荷。這兩部分負荷之和即為除熱量，工程中稱為開車負荷，也就是空調(diào)設(shè)備的實際供冷量。除熱量第41頁/共110頁空氣調(diào)節(jié)負荷方塊圖第42頁/共110頁τq實際冷負荷(輕型)實際冷負荷(中型)實際冷負荷(重型)西向瞬時太陽輻射得熱設(shè)計冷負荷建筑蓄熱特性對冷負荷的影響諧波擾量階躍擾量得熱量＝？蓄熱量＝？冷負荷＝？第43頁/共110頁第44頁/共110頁二、空調(diào)冷負荷計算第45頁/共110頁冷負荷系數(shù)法原理傳遞函數(shù)法:將圍護結(jié)構(gòu)或空調(diào)房間連同空氣視為熱力系統(tǒng),將外擾或室內(nèi)得熱作為系統(tǒng)的輸入,當(dāng)計算空調(diào)冷負荷時,按條件查出相應(yīng)的冷負荷溫度與冷負荷系數(shù),用于穩(wěn)定傳熱方法計算,便于手算.冷負荷溫度:針對一些定型的圍護結(jié)構(gòu)所得的計算冷負荷的相當(dāng)?shù)闹饡r溫度值.第46頁/共110頁傳遞函數(shù)的確定:第47頁/共110頁利用冷負荷系數(shù)法計算空調(diào)房間冷負荷第48頁/共110頁第49頁/共110頁第50頁/共110頁第51頁/共110頁第52頁/共110頁第53頁/共110頁第54頁/共110頁第55頁/共110頁第56頁/共110頁第57頁/共110頁第58頁/共110頁第59頁/共110頁第60頁/共110頁第61頁/共110頁(二)通過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷計算1、日射得熱因數(shù)的概念第62頁/共110頁（3）對比計算方法第63頁/共110頁2、通過玻璃窗的日射得熱引起冷負荷的計算第64頁/共110頁第65頁/共110頁第66頁/共110頁第67頁/共110頁（三）室內(nèi)熱源散熱引起的冷負荷第68頁/共110頁第69頁/共110頁第70頁/共110頁第71頁/共110頁第72頁/共110頁2、照明設(shè)備形成的冷負荷第73頁/共110頁第74頁/共110頁3、人體散熱形成的冷負荷第75頁/共110頁第76頁/共110頁第77頁/共110頁第78頁/共110頁第79頁/共110頁第80頁/共110頁第81頁/共110頁第82頁/共110頁第83頁/共110頁第84頁/共110頁第85頁/共110頁第86頁/共110頁第87頁/共110頁第88頁/共110頁第89頁/共110頁第90頁/共110頁第91頁/共110頁第92頁/共110頁4－93冬季為什么采用穩(wěn)定計算方法，而夏季采用非穩(wěn)定計算方法？問題：tws,tnstnwtww,△to,max△to,max比較：△tw,

和t=tw-tnCLQwinter=HG=KwFw(tw-tn)第93頁/共110頁

總設(shè)計負荷＝建筑總負荷×同時使用系數(shù)×安全系數(shù) 總設(shè)計負荷決定了冷熱源的容量為什么要有同時使用系數(shù)：

1.同時使用

考慮使用者同時使用的可能性有多大

2.朝向不同

考慮建筑傳熱負荷隨時間變化3、總負荷的確定第94頁/共110頁東向房間南向房間西向房間總負荷曲線第95頁/共110頁安全系數(shù)常取1.1～1.25，目的是考慮設(shè)備出力需要一定的裕量：冷熱源在能量輸送過程會有一定損失空調(diào)箱和風(fēng)道可能會有一定漏風(fēng)負荷計算過程中可能有些次要因素被忽略掉了設(shè)備產(chǎn)品的出力可能達不到銘牌的值設(shè)備運行一定期間出力有衰退現(xiàn)象設(shè)備的裝機容量往往大于設(shè)計負荷第96頁/共110頁目前國內(nèi)商用建筑冷熱源裝機容量過大的原因:

自己對負荷計算沒有把握負荷是在其它建筑裝機容量基礎(chǔ)上加安全系數(shù)確定的在各階段對負荷重復(fù)乘以安全系數(shù)認為大比小好非技術(shù)因素第97頁/共110頁空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計負荷與實際運行負荷設(shè)計負荷＝峰值負荷實際運行負荷與建筑使用情況以及氣候條件有關(guān)峰值負荷確定時需要考慮的因素賓館：旅游高峰與最熱、最冷天氣的錯位影劇院：有的舞臺燈光永遠不會同時開體育館：重大比賽總在過渡季進行第98頁/共110頁空調(diào)冷負荷概算指標(biāo)第99頁/共110頁第四節(jié)空調(diào)房間送風(fēng)量和

送風(fēng)狀態(tài)點的確定

已知房間的冷負荷Q和濕負荷W，需要向房間送入不同狀態(tài)的空氣,吸收房間的余熱余濕或?qū)Ψ块g加熱加濕后，從排風(fēng)口等量排出。一、空調(diào)房間送風(fēng)量的確定第100頁/共110頁送風(fēng)量如何確定呢?一般人認為送風(fēng)量大空調(diào)效果就好。最初國產(chǎn)風(fēng)機盤管機組產(chǎn)品特征：大電機、大風(fēng)量、高噪聲、高能耗。風(fēng)機盤管機組產(chǎn)品新標(biāo)準：低噪聲、高能效比（Q/W）。風(fēng)機盤管機組產(chǎn)品新標(biāo)準的爭議：風(fēng)量與熱量比？第101頁/共110頁由空調(diào)房間的熱、濕平衡可得：上兩式經(jīng)整理為：上兩式可得：第102頁/共110頁二、空調(diào)房間送風(fēng)狀態(tài)點的確定1.在h-d圖上確定N點；2.根據(jù)Q、W算出=Q/W，通過N點畫出線；3.取定送風(fēng)溫差，求出送風(fēng)溫度，確定送風(fēng)狀態(tài)；4.計算送風(fēng)量。第103頁/共110頁104

送風(fēng)溫差影響空調(diào)精度和人體舒適性，根據(jù)建筑功能的不同有一定限制影響風(fēng)道的尺寸影響風(fēng)系統(tǒng)的輸送能耗反映送風(fēng)量的換氣次數(shù)和氣流均勻性換氣次數(shù)：指房間送風(fēng)量與房間體積的比值，用（次/h）表示.第104頁/共110頁送風(fēng)溫差的確定：舒適性空調(diào)：送風(fēng)口高度≤5m，不宜大于10℃；送風(fēng)口高度＞5m，不宜大于15℃。工藝性空調(diào)見表2-9。冬季，室內(nèi)余熱通常為負，若余濕與夏季相同，故熱濕比為負值。冬季送風(fēng)溫度高于室溫，可提高送風(fēng)溫度，以降低送風(fēng)量，但送風(fēng)量必須滿足最小換氣次數(shù)，同時送風(fēng)溫度應(yīng)不高于45℃。第105頁/共110頁106

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