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1、第二章,空调负荷计算与送风量,空调房间冷（热）、湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。,在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。,在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负荷，相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷，为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。,房间冷（热）、湿负荷量的计算必须以室外气象参数和室内要求维持的气象条件为依据。,第一节 室内外空气计算参数,一、室内空气计算参数空调房间室内温度、湿度通常用两组指标来规定，即温度湿度基数和空调精度。室内温、湿度基数是指在空调区
2、域内所需保持的空气基准温度与基准相对湿度 ；空调精度是指在空调区域内，在工件旁一个或数个测温（或测相对湿度）点上水银温度计（或相对湿度计）在要求的持续时间内，所示的空气温度（或相对湿度）偏离室内温（湿）度基数的最大差值。这两组指标便完整地表达了室内温湿度参数的要求。,舒适性空调主要从人体舒适感出发确定室内温、湿度设计标准，一般不提空调精度要求；工艺性空调主要满足工艺过程对温湿度基数和空调精度的特殊要求，同时兼顾人体的卫生要求。,（一）人体热平衡和舒适感,周围环境温度（空气温度及围护结构、周围物体表面温度）,汗腺分泌,散热,周围物体表面温度决定了人体辐射散热的强度。,汗的蒸发强度不仅与周围空气温
3、度有关，而且和相对湿度、空气流动速度有关。,在一定温度下，空气相对湿度的大小，表示空气中水蒸汽含量接近饱和的程度。相对湿度愈高，空气中水蒸汽分压力愈大，人体汗分蒸发量则愈少。所以，增加室内空气湿度，在高温时，会增加人体的热感，在低温时，由于空气潮湿增强了导热和辐射，会加剧人体的冷感。,周围空气的流动速度是影响人体对流散热和水分蒸发散热的主要因素之一 。气流速度大时，由于提高了对流换热系数及湿交换系数，使对流散热和水分蒸发散热随之增强，亦即加剧了人体的冷感。,人体热平衡和舒适感,以上各种热交换形式都受人体的衣着影响。衣服的热阻大则换热量小，衣服的热阻小则换热量大。,综上所述，人体冷热感与组成热环
4、境的下述因素有关：室内空气温度；室内空气相对湿度；围护结构内表面及其它物体表面温度;人体附近的空气流速；人体的衣着情况（衣服热阻） 。,人的冷热感除与上述各项因素有关外，还和人体活动量及年龄等因素有关。,1、新有效温度和舒适区,新有效温度 ET*是干球温度、湿度、空气流速对人体冷热感的一个综合指标，该数值是通过对身着 0.6 clo 服装、静坐在流速0.15m / s 空气中的人进行热感觉实验，并采用相对湿度为 50 的空气温度作为与其冷热感相同环境的等效温度而得出的。即同样着装和活动的人，在某环境中的冷热感与在相对湿度为 50 空气环境中的冷热感相同，则后者所处环境的空气干球温度就是前者的
5、ET *。,人体热平衡和舒适感,两块舒适区:菱形面积(美国堪萨斯州立大学) 实验得到; 梯形面积是 ASHRAE 推荐的舒适标准 55 - 74 所绘出的舒适区。,前者适用于身着 0.6 0.8clo 服装坐着的人，后者适用于身着 0.8 1.0clo服装坐着但活动量稍大的人。两块舒适区重叠处则是推荐的室内空气设计条件。 25 等效温度线正好穿过重叠区的中心。,人体热平衡和舒适感,2、人体热舒适方程和 PMV - PPD 指标,1984 年国际标准化组织根据 P.O.Fanger 教授的研究结果，提出了室内热环境的评价与测量的新标准化方法（ ISO7730）。在 ISO 7730 标准中以 P
6、MV - PPD 指标来描述和评价热环境。该指标综合考虑了人体活动强度，衣服热阻（衣着情况），空气温度，平均辐射温度，空气流动速度和空气湿度等六个因素。利用人体热平衡的原理，确定了 PMV 的数学表达式，并利用概率分析方法，确定了 PMV 和 PPD 指标之间的数学关系式。,P. O .Fanger 收集了 1396 名美国与丹麦受试对象的冷热感觉资料，提出了表征人体热反应（冷热感）的评价指标（ PMV -预期平均评价）:,人体热平衡和舒适感,PMV 指标代表了对同一环境绝大多数人的冷热感觉，因此可用 PMV 指标预测热环境下人体的热反应。由于人与人之间生理的差别，故用预期不满意百分率（ PP
7、D ）指标来表示对热环境不满意的百分数。,人体热平衡和舒适感,在 PMV = 0处， PPD 为 5 %。这意味着，即使室内环境为最佳热舒适状态，由于人们的生理差别，还有 5 的人感到不满意。 ISO7730 对 PMV - PPD 指标的推荐值为： PPD 10 %，即 PMV 值在 0 . 5 + 0 . 5 之间。相当于在人群中允许有 10 的人感觉不满意。, 采暖通风与空气调节设计规范 （ GB 50019 - 2003 ）中规定采暖与空气调节室内的热舒适性指标宜为：-1 PMV 1 , PPD 26 。,在实际应用中，丹麦有关公司已研制出模拟人体散热机理直接测得室内环境 PMV 和
8、PPD 指标的仪器，可以很方便地对房间热舒适性进行检测和评价。,由于 PMV 指标的提出是在稳定条件下利用热舒适方程导出的，而对于人们在不稳定情况下的多变环境，如由室外或由非空调房间进入空调房间，或由空调房间走出，人的热感觉不同。因此，国内外有人在进一步研究动态环境下的热感觉指标。,人体热平衡和舒适感,（二）室内空气温湿度计算参数,室内空气温湿度设计参数的确定，除了要考虑室内参数综合作用下的舒适条件外，还应根据室外气温、经济条件和节能要求进行综合考虑。,1、舒适性空调,人体热平衡和舒适感,2、工艺性空调,工艺性空调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确定。,工艺性
9、空调可分为一般降温性空调、恒温恒湿空调和净化空调等。,确定工艺性空调室内计算参数时，一定要了解实际工艺生产过程对温湿度的要求。,降温性空调对温、湿度的要求是夏季工人操作时手不出汗，不使产品受潮。,恒温恒湿空调室内空气的温、湿度基数和精度都有严格要求。,净化空调不仅对空气温、湿度提出一定要求，而且对空气中所含尘粒的大小和数量有严格要求。,人体热平衡和舒适感,二、室外空气计算参数,计算通过围护结构传入室内或由室内传至室外的热量，都要以室外空气计算温度为计算依据；另外，空调房间一般使用部分新鲜空气供人体需要，加热或冷却这部分新鲜空气所需热量或冷量也都与室外空气计算干、湿球温度有关。,（一）室外空气温
10、、湿度的变化规律,1、室外空气温度的日变化,室外空气温度在一昼夜内的波动称为气温的日变化（或日较差）。气温日变化是由于地球每天接受太阳辐射热和放出热量而形成的。,在一段时间（比如一个月）内，可以认为气温的日变化是以24小时为周期的周期性波动。,2、气温的季节性变化,3、室外空气湿度的变化,空气的相对湿度取决于空气干球温度和含湿量，如果空气的含湿量保持不变，干球温度增高，则相对湿度变小，干球温度降低，则相对湿度加大。就一昼夜内的大气而论，含湿量变化不大（可看作定值），则大气的相对湿度变化规律正好与干球温度的变化规律相反。,室外空气计算参数的取值，直接影响通过建筑围护结构的传热量及处理新风的能耗，
11、影响室内空气状态和设备投资。,（二）夏季室外空气计算参数,1、夏季空调室外计算干，湿球温度,夏季空调室外计算干球温度应采用历年平均不保证 50h 的干球温度；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。,统计干球温度和湿球温度时，宜采用当地气象台站每天 4 次的定时温度记录，并以每次记录值代表 6h 的温度值。,所谓“不保证”，系针对室外空气温度状况而言；“历年平均不保证”，系针对累年不保证总天数或小时数的历年平均值而言的。,2、夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度,夏季计算经围护结构传入室内的热量时，应按不稳定传热过程计算，因此必须已知设计日的室外日平均温度和逐时温度。
12、,夏季空调室外计算日平均温度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，可按下式确定,tsh室外计算逐时温度； twp夏季空调室外计算日平均温度；室外温度逐时变化系数；t夏季室外计算平均日较差。twg夏季空调室外计算干球温度；,夏季室外空气计算参数,（三）冬季室外空气计算参数,由于冬季空调系统加热加湿所需费用小于夏季冷却减湿的费用，为了便于计算，冬季围护结构传热量可按稳定传热方法计算，不考虑室外气温的波动。因而可以只给定一个冬季空调室外计算温度作为计算新风负荷和计算围护结构传热之用。 冬季空调室外计算温度应采用历年平均不保证 1 天的日平均温度。当冬季不使用空调设备送
13、热风而仅使用采暖装置供暖时，则应采用采暖室外计算温度。 由于冬季室外空气含湿量远较夏季小，且其变化也很小，因而不给出湿球温度，只给出室外计算相对湿度值。冬季空调室外计算相对湿度采用累年最冷月平均相对湿度。,（四）建筑环境分析专用气象数据集,第二节 太阳辐射热对建筑物的热作用,一、太阳辐射热的基本知识太阳辐射热量I是指一平方米黑体表面在太阳照射下所获得的热量值。太阳射线在到达大气层上界时，垂直于太阳射线方向的表面上的辐射强度 I 0 1353 W / m 2(I 0亦称为太阳常数）。当太阳辐射线到达大气层时，其中一部分辐射能量被大气层中的臭氧、水蒸汽、二氧化碳和尘埃等吸收。另一部分被云层中的尘埃
14、、冰晶、微小水珠及各种气体分子等反射或折射，形成漫无方向的散射辐射，亦称天空辐射。其余未被吸收和散射的辐射能，则仍按原来的辐射方向，透过大气层沿直线继续前进，直达地面，故称此部分为直射辐射。到达地面的太阳辐射能量是直射辐射能量和散射辐射能量之和。,太阳直射辐射是指太阳平行光线直接投射到地面上的能量，是有方向的，受到一系列因素影响。散射辐射可认为没有方向性，在晴天它只占总辐射能量的一小部分，所以太阳直射辐射是影响总辐射的主要因素。到达地面的直射辐射的方向，决定于地球对太阳的相对位置。,（一）地球对太阳的相对位置,纬度（）：地球表面某地的纬度是该点对赤道平面偏北或偏南之角位移（由地心度量） 。,太
15、阳赤纬（ d ) ：太阳光线对地球赤道的角位移称为太阳赤纬，亦即太阳与地球中心线和地球赤道平面的夹角。,地球对太阳的相对位置,时角（ h ) ：太阳时角是指 O P线在地球赤道平面上的投影与当地时间 12 点时日、地中心连线在赤道平面上的投影之间的夹角。当地时间 12 点时的时角为零。,地球上某一点所看到的太阳方向，称为太阳位置。太阳位置有两个角度表示：太阳高度角和太阳方位角 A 。太阳高度角为太阳方向与水平面的夹角，太阳方位角为太阳方向的水平投影偏离南向的角度。,地球对太阳的相对位置,（二）太阳辐射强度,1、太阳直射辐射强度,离开大气层上界 x 处的太阳直射辐射强度I x的梯度与其本身强度成
16、正比,k 值愈大，辐射强度衰减愈大，故 k 值称为消光系数，其大小与大气成分、云量等有关。x为太阳光线的行进路程，即太阳光线透过大气层的距离，可由太阳位置来计算。,当太阳位于天顶时（日射垂直地面），到达地面的太阳辐射强度为,令Il/I0=P，称为大气透明度，是衡量大气透明程度的标志， P 值愈接近1，大气越清彻。当太阳不在天顶，太阳高度角为时，路程长度 l = l / sin 。,地球表面处与太阳光线垂直平面上的太阳直射辐射强度（法线直射辐射强度）,大气质量,到达地面的太阳辐射强度的大小取决于地球对太阳的相对位置（亦即地理纬度、季节、昼夜等），即与太阳射线对地面的高度角和它通过大气层的路程等因
17、素有关，此外，还与大气透明度有关。,太阳辐射强度,2、建筑物各表面所受到的太阳辐射强度,（1）直射辐射,水平面上的直射强度,垂直面上的直射强度,（2）散射辐射,水平面上的散射辐射,垂直平面上的散射辐射强度,太阳辐射强度,太阳辐射强度,（3）太阳总辐射强度,水平面上的总辐射强度,垂直平面上的总辐射强度,式中ID 地面反射辐射强度， W / m2。,暖通规范给出了在标准大气压力下，大气质量m= 2 （太阳高度角取= 30）的条件下，全国各地夏季空气调节的计算大气透明度等级分布图。当地的大气透明度等级再用该地夏季大气压力进行修正。为满足全国空调设计的需要，规范中列出了七个纬度带、六种大气透明度等级时
18、，各朝向的太阳辐射强度值。,（三）围护结构外表面所吸收的太阳辐射热,当太阳射线照射到非透明的围护结构外表面时，一部分被反射，另一部分被吸收，二者的比例决定于表面粗糙度和颜色，表面愈粗糙，颜色愈深，则吸收的太阳辐射热愈多。而同一种材料对于不同波长的热辐射的吸收率（或反射率）是不同的，黑色表面对各种波长的辐射几乎都是全部吸收，而白色表面对不同波长则显著不同，对于可见光线几乎 90 %都反射回去，所以在外围护结构上刷白或玻璃窗上挂白色窗帘可减少进入室内的太阳辐射热。,二、室外空气综合温度,由于围护结构外表面同时受到太阳辐射和室外空气温度的热作用，建筑物外表面单位面积上得到的热量为,称 为综合温度。所
19、谓综合温度是相当于室外气温由原来的tw值增加了一个太阳辐射的等效温度 I /w 值。,上式只考虑了来自太阳对围护结构的短波辐射，没有反映围护结构外表面与天空和周围物体之间存在的长波辐射。,修正,可见，考虑长波辐射作用后，综合温度tz值有所下降。,由于太阳辐射强度因朝向而异，而吸收系数 因外围护结构表面材料而有别，所以一个建筑物的屋顶和各朝向的外墙表面有不同的综合温度值。,室外空气综合温度,第三节 通过围护结构的得热量及其形成的冷负荷,一、概述得热量和冷负荷房间得热量：某一时刻由室外和室内热源散入房间的总热量。包括：潜热和显热。即：得热量=潜热+对流热+辐射热房间冷负荷：为了保持所要求的室温，必
20、须由空调系统从房间带走的热量。即在单位时间内必须向室内供给的冷量。,围护结构热工特性及得热量的类型决定了得热和负荷的关系。在瞬时得热中的潜热得热及显热得热中的对流成分是直接放散到房间空气中的热量，它们立即构成瞬时负荷，而显热得热中的辐射成分（如经窗的瞬时日射得热及照明辐射热等）则不能立即成为瞬时冷负荷。因为辐射热透过空气被室内各种物体的表面所吸收和贮存。这些物体的温度会提高，一旦其表面温度高于室内空气温度时，它们又以对流方式将贮存的热量再散发给空气。,只有得热量中不存在以辐射方式传递的得热量，或围护结构和室内物体没有蓄热能力的情况下，得热量的数值才等于瞬时冷负荷。,2、得热量与冷负荷的区别与联
21、系,得热量和冷负荷是两个概念不同而又互相关联的量。任一时刻房间瞬时得热量的总和未必等于同一时刻的瞬时冷负荷。,各种瞬时得热量中所含各种热量成分百分比,得热量与冷负荷的区别与联系,一朝西的房间，当其温度保持一定，空调装置连续运行时，进入室内的瞬时太阳辐射热与冷负荷之间的关系,实际冷负荷的峰值大致比太阳辐射热的峰值少 40 % , 而且出现的时间也迟于太阳辐射热峰值出现的时间。图中左侧阴影部分表示蓄存于结构中的热量，由于保持室温不变，两部分阴影面积是相等的。,得热量与冷负荷的区别与联系,得热量转化为冷负荷过程中，存在着衰减和延迟现象。这是由建筑物的蓄热能力所决定的，围护结构蓄热能力和其热容量有关。
22、,重量比热=材料热容量材料热容量蓄热能力蓄热能力冷负荷衰减延迟时间,一般建筑结构的材料比热值大致相等，故材料热容量就单一地与其重量成正比关系。,得热量与冷负荷的区别与联系,灯光照明散热比较稳定，灯具开启后，大部分的热量被蓄存起来，随着时间的延续，蓄存的热量就逐渐减小。上图中上部曲线表示荧光灯的瞬时得热，下部曲线表示使空调房间保持温度恒定时，由荧光灯引起的实际冷负荷。阴影部分表示蓄热量和从结构中除去的蓄热量。,得热量与冷负荷的区别与联系,除热量：空调设备的实际供冷量。当空调系统间歇使用（非稳定）时，室温有一定的波动，引起围护结构额外的蓄热和放热，结果使得空调设备要自室内多取走一些热量。,数值上，
23、除热量大于冷负荷，只有在稳定状态下，即空调连续运行，且室温达到稳定时，二者相等。,得热量与冷负荷的区别与联系,二、夏季冷负荷的计算空气调节区夏季计算得热量1.通过围护结构传入的热量；2.通过外窗进入的太阳辐射热量；3.人体散热量；4.照明散热量；5.设备、器具、管道及其它内部热源的散热量；6.食品或物料的散热量；7.渗透空气带入的热量；8.伴随各种散湿过程产生的潜热量。,前3项要按非稳态传热计算；第4和第5项，当其设备和照明不是全天使用时，也要按非稳态传热进行计算。,（二）房间的分类,当实际计算的房间与表所列的三类典型房间不同时，应将实际楼板和内墙的放热衰减倍数与典型房间相应的放热衰减倍数加以
24、比较，其数值接近某一类型，就认为该房间属于这一类型。,如果楼面上满铺地毯，则不论楼板构造如何，均视该房间为轻型。如果内墙属于轻钢龙骨或轻质条板之类的隔墙，则不论隔墙的具体构造如何，均视该内墙为轻型。如果楼板和内墙分别属于相邻的不同类型，则视该房间为较轻的那一类型。如果楼板和内墙分别属于轻、重两个类型，则视该房间为中型。,(三）围护结构冷负荷常用方法有谐波反应法和冷负荷系数法。外墙、屋顶冷负荷,以每个小时时间为单位，逐时计算：,负荷温差影响因素：建筑所在地区；围护结构特性（由传热衰减系数来描述）；室内计算温度等。,例：已知围护结构综合温度的延迟时间是5个小时，要计算室内16：00时的冷负荷，应考
25、虑何时刻的负荷温差。即计算时刻=16；延迟时间=5 ，于是：-=11。也就是要用上午11：00时的负荷温差值t11：00代入公式计算。,负荷温差 t-应用中应按照外墙和屋面的传热衰减系数进行分类处理。围护结构愈厚（轻）、重（热容量愈（小），则衰减度值愈大（小） ，值愈小（大） 。值在 0 与 1 之间变化。当围护结构0.2 时，由于结构具有较大的惰性对于外界扰量反应迟钝，从而使负荷温差的日变化很小，为了简化计算，可按日平均负荷温差 t p计算冷负荷。,外墙、屋顶冷负荷,附录 2 - 10 中，墙体外表面的日射吸收率取= 0.7 ，如有必要按不同的值查取负荷温差时，可按下式对表列负荷温差 t-
26、进行修正：,某 值的负荷温差,在工程计算时，作为安全考虑，一般可不进行的修正。,外墙、屋顶冷负荷, 外窗的得热量,外窗传热,通过窗户进入室内的得热量有瞬变传热得热和日射得热量两部分。瞬变传热得热由室内外温差引起。日射得热，因太阳照射到窗户上时，除了一部分辐射能量反射回大气之外，其中一部分能量透过玻璃以短波辐射形式直接进入室内；另一部分被玻璃吸收，提高了玻璃温度，然后再以对流和长波辐射的方式向室内外散热。上述进入室内得热量的各部分均含有辐射热成分，各由房间的放热衰减和放热延迟形成相应的房间冷负荷。,温差传热与日射传热形成室内冷负荷的机理是不相同的，故其冷负荷计算应当注意：（1） 外窗冷负荷分为两
27、部分，其计算分别进行：1）温差传热冷负荷；2）日射传热冷负荷。（2） 外窗冷负荷计算需按非稳态传热进行，即逐时计算；（3）计算方法有多种，注意应用和修正条件。,外窗的得热量,（1）窗户瞬变传导得热形成的冷负荷,t计算时刻的负荷温差，,因传导负荷只与气温有关，故按最热月的日较差分区，见附录 2 12 。窗户热容小、传热系数较大，故负荷温差按日较差 0. 5 分档。当所计算的城市室外平均气温与制表地点不同时，应适当加以修正。,F窗口面积。,（2）日射得热和冷负荷日射得热包括直接透射到室内的太阳辐射热qt和被玻璃吸收的太阳辐射热传向室内的热量 qa，这两部分得热量的大小则涉及太阳辐射强度、窗户构造与
28、遮阳状况、窗玻璃的光学性能以及内外表面放热系数等众多因素。,外窗的得热量,为了计算方便，确定以 3mm厚普通平板玻璃作为“标准玻璃”，在一定的计算条件下分别按全国 40 个城市夏季 9 个不同朝向确定其单位面积的日射得热量： Dj = q t + q a，并将这一Dj值称为“日射得热因数”。对于非标准玻璃及不同遮阳设施，则采用适当的系数予以修正。,窗户日射得热形成的冷负荷计算公式：,外窗的得热量,计算方法：Qc l = KF（tls - tn) (W) tls邻室计算平均温度，。邻室为空调房间： tls就是邻室的室内计算温度；邻室为非空调房间： tls=twp+tls twp夏季空调室外计算日
29、平均温度，tls邻室计算平均温度与夏季空调室外计算日平均温度的差值 tls-twp，与邻室散热量有关。, 内围护结构冷负荷 基本原则：暖通规范规定，空调房间与邻室的夏季温差3时，需计算内围护结构传热形成的冷负荷。内围护结构冷负荷采用稳定传热方法，不必进行逐时计算；,4、地面冷负荷,工艺性：当有外墙时，距外墙 2m 范围内的地面受室外气温和太阳辐射热的影响较大。因此， 规范 中规定距外墙2m 范围内的地面须计算传热形成的冷负荷。传热系数通常取为：非保温地面 0.47W /（m2 ）；保温地面 0.35W / （ m2 ）。,舒适性空调：夏季通过地面传热形成的冷负荷所占的比例很小，可以忽略不计。,
30、5. 围护结构的总冷负荷逐时叠加比较将不稳定传热项逐时进行叠加，取最大值。附加修正结构修正上述计算以中、重型建筑结构为对象，对轻型结构，需附加一定的修正量；运行方式修正上述计算为连续运行，对于间歇运行，当其设备开机时，要负担开机以前的房间蓄热量。为了开机后，房间能很快达到计算温度，需将计算出的冷负荷乘以1.01.4的间歇负荷系数。,第四节 室内热源、湿源的散热散湿形成的冷负荷与湿负荷,一、室内热源散热冷负荷,设备散热量设备散热量主要分为：电动设备：电动机；工艺设备。电热设备电子设备,负荷特点：散热分为两部分对流和辐射。对流散热直接转为冷负荷。辐射散热经物体吸收后再释放出来转为冷负荷，有延迟和衰
31、减。,照明散热量照明设备散热量属于稳定得热，一般得热量是不随时间变化的。与灯具种类和安装方式有关。,人体散热量组成： 特点 ：潜热直接转化为冷负荷；显热与温度有关，三分之二以辐射形式传出，转化为冷负荷时有衰减和延迟。显热冷负荷需要考虑负荷强度系数；潜热直接转化为瞬时冷负荷，不再乘以负荷强度系数。相关因素：性别、年龄、个体特征不同，则其值不同。群集系数：人群组成中，成年男性与妇女、儿童的比例系数 。,室内热源散热冷负荷,人体散热量,4.食物冷负荷对于餐厅，需要计算食物散热所形成的冷负荷。按经验取值：9W/人（就餐人员）。,室内热源散热冷负荷,5、工程简化计算方法,设备、照明和人体散热得热形成的冷
32、负荷，在工程上可用下式简化计算：,室内热源所形成的冷负荷与室内热源的散热开始时刻及延续时间有关。,室内热源散热冷负荷,当不能确定室内热源的连续使用小时数时，可按下式估算其热源散热形成的冷负荷：Qcl =Qs n4 (W)n4蓄热系数，热源冷负荷与计算散热量之比。照明设备：明装荧光灯n4 取0.9，暗装荧光灯或白炽灯n4 取0.85；工艺设备：三班制热源稳定运行： n4 =0.91.0热源间断运行： n4 =0.70.8一班制热源稳定运行： n4 =0.70.75热源间断运行： n4 =0.50.65二班制取三班制较小值,室内热源散热冷负荷,二、夏季湿负荷的计算1、人体散湿量2、渗透空气带入的湿
33、量3、化学反应过程的散湿量4、各种潮湿表面、液面或液流的散湿量5、食品或其他物料的散湿量6、设备散湿量,人体散湿量按下式计算,kg/s,水槽表面散湿量,特点：散湿较为稳定，湿负荷计算不需逐时进行。,一般民用建筑其它散湿量很少，可不考虑。,kg/h,kg/h,房间冷负荷与湿负荷,夏季建筑物内部湿源散湿通常较为稳定，室外渗风带湿量在室内维持正压的情况下往往又可以忽略，故可直接将室内各种湿源散湿量之和作为房间稳定的计算湿负荷，也就是通常需借助空调送风或其他介质加以排除的室内余湿量。,夏季建筑物中各房间经由围护结构传热形成的冷负荷及室内各种热源湿源散热形成的冷负荷一般多是逐时变化的。如果将某一房间内这
34、些计算冷负荷值逐时累计，就会在某一时刻获得一个最大冷负荷值：这一综合最大冷负荷即是该房间夏季冷负荷（或称室内冷负荷），也就是通常需借助空调送风或其他介质加以排除的室内余热量。,空调室内的冷负荷与制冷系统的冷负荷,建筑物空调制冷系统负荷的组成框图,空调制冷系统的冷负荷,值得指出的是制冷系统的总装机冷量并不是所有空调房间最大冷负荷的叠加。因为各空调房间的朝向、工作时间并不一致，它们出现最大冷负荷的时刻也不会一致，简单地将各房间最大冷负荷叠加势必造成制冷系统装机冷量过大。因此，应对制冷系统所服务的空调房间的冷负荷逐时进行叠加，以其中出现的最大冷负荷作为制冷系统选择设备的依据。,空调制冷系统的冷负荷应
35、包括室内冷负荷、新风冷负荷（是制冷系统冷负荷中的主要部分）、制冷量输送过程的传热和输送设备（风机、泵）的机械能所转变的得热量、某些空调系统因采用了冷、热量抵消的调节手段而得到的热量（例如空调系统中的再加热系统）、其他进入空调系统的热量（例如采用顶棚回风时，部分灯光热量被回风带入系统）。,第五节 空调房间送风量的确定,一、夏季送风状态及送风量,1、 夏季送风目的消除余热、余湿， 维持室内温、湿度。,热平衡,湿平衡,由于送入空气同时吸收了余热量 Q 和余湿量W，其状态则由O变为 N 。显然将两式相除，即得送入空气由 O 点变为 N 点时的状态变化过程（或方向）的热湿比（或角系数）。,2、送风量,夏
36、季送风状态及送风量,在h-d图上就可利用热湿比的过程线（方向线）来表示送入空气状态变化过程的方向。这就是说，只要送风状态点 O 位于通过室内空气状态点 N 的热湿比线上，那么将一定数量的这种状态的空气送入室内，就能同时吸收余热 Q 和余湿W，从而保证室内要求的状态 N 。,既然送入的空气同时吸收余热、余湿，则送风量必定符合以下等式：,所谓空气处理过程线，就是空气初状态点到终状态点的连线。,夏季消除余热，位于N点以下的热湿比线上任意一点，均可作为送风状态点。,夏季送风状态及送风量,3、 分析送风点间距与送风量大小的关系O点距N越近，送风量越大，反之越小。送风量大小对系统的影响经济技术方面的影响：
37、G设备、管道费用 （风系统投资和运行费用减少） ；设备、管道有效空间占用减小，施工难度降低。空调效果影响：送风量太小时，意味着送风温度很低，可能使人感受冷气流的作用；且室内温、湿度分布的均匀性和稳定性将会受到影响。,夏季送风状态及送风量,根据采暖通风与空气调节设计规范和公共建筑节能设计标准，空气调节系统采用上送风气流组织形式时，在满足舒适和工艺要求的条件下，宜加大送风温差。舒适性空气调节的送风温差，当送风口高度小于或等于5m时，5送风温差10；当送风口高度大于5m时，10送风温差15；采用置换通风方式时，不受限制。,工艺性空调的送风温差宜按下表采用,4、送风温差,夏季送风状态及送风量,空气调节
38、区的换气次数，应符合下列规定：,（1）舒适性空调每小时不宜小于5次，但高大空间的换气次数应按其冷负荷通过计算确定；,（2）工艺性空调不宜小于下表所列的数值。,换气次数是空调工程中常用的衡量送风量的指标。定义：房间通风量 L ( m3 / h ）和房间体积V（ m 3 ）的比值，即换气次数 n L /V（次 h ) 。,5、换气次数,夏季送风状态及送风量,选定送风温差之后，即可按以下步骤确定送风状态和计算送风量：（1）在h- d 图上找出室内空气状态点 N ；（2）根据算出的 Q 和W求出热湿比=Q/W ，再通过 N 点画出过程线；（3）根据所取定的送风温差 to 求出送风温度to, to等温线
39、与过程线的交点 O 即为送风状态点；（4）按公式计算送风量。,在负荷计算过程中，如已确定出余热量中的显热量Qx，也可以采用相应的送风温差按下式求得送风量：,由于上式中cp通常按干空气定压比热容近似取为1.01kJ/(kgK)，故所求得的送风量G是近似的。,夏季送风状态及送风量,二、冬季送风状态与送风量的确定在冬季，通过围护结构的温差传热往往是由内向外传递，只有室内热源向室内散热，因此冬季室内余热量往往比夏季少得多，有时甚至为负值。而余湿量则冬夏一般相同。这样，冬季房间的热湿比值常小于夏季，也可能是负值。所以空调送风温度tO往往接近或高于室温tN，hO hN 。由于送热风时送风温差值可比送冷风时的送风温差值大，所以冬季送风量可以比夏季小，故空调送风量一般是先确定夏季送风量，在冬季可采取与夏季相同风量，也可少于夏季。全年采取固定送风量是比较方便的，因只调送风参数即可。而冬季用提高送风温度减少送风量的作法，则可以节约电能，尤其对较大的空调系统减少风量的经济意义更为突出。当然减少风量也是有所限制的，它必须满足最少换气次数的要求，同时送风温度也不宜过高，一般以不超出 45 为宜。,作业,1，11，12,
