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1、情境8：半集中式空调系统的设计任务1：风机盘管系统的选型设计,任课教师：王全福授课专业：通风空调与制冷,-2-,、风机盘管系统设计的任务介绍,1、原始图纸：0-风机盘管系统任务设计用图纸 2、任务说明：针对给定图纸，各组进行风机盘管系统设计 1）图纸中未给定的条件，各组自行指定； 2）任务设计步骤：确定空调房间冷负荷； 进行风机盘管机组的选型； 确定风机盘管的安装位置； 绘制图纸； 整理设计文件，制作汇报PPT。 3）需要提交的成果：设计图纸； 汇报PPT文件（包含原始条件及完整 的设计过程说明）。,-3-,一、空调房间的负荷计算,关于空调负荷的几个基本概念： 得热（湿）量在室内外热、湿扰量作
2、用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热（湿）量。 耗热量从空调房间散失出去的热量。 冷负荷在某一时刻为保持房间恒温，向房间供应的冷量。 热负荷为补偿房间失热而需向房间供应的热量。 湿负荷为维持室内相对湿度所需除去或增加的湿量,-4-,（一）室内空气计算参数 空调房间的室内温度、湿度的要求，用两组指标来反映： 空调温度tn = 空调温度基数+空调精度（室内温度允许波动范围） 相对湿度n = 相对湿度基数+空调精度（相对湿度允许波动范围） 室内温、湿度设计标准的确定依据： 对于舒适性空调，主要从人体的舒适感来考虑，一般不提空调精度的要求； 对于工艺性空调，要考虑满足工艺过程对温、湿度基数和空调
3、精度的特殊要求，同时兼顾人体的卫生要求。,一、空调房间的负荷计算,-5-,、人热平衡方程和舒适感 人体热平衡方程式： S=M-R-C-E-W 式中 S人体蓄热率，W/m2； M人体新陈代谢率， W/m2； R辐射热交换，W/m2； C对流热交换，W/m2； E蒸发热交换，W/m2； W所作机械功，W/m2。 S =0，人体状态正常，体温为36.5， S0，人体状态不正常，体温上升，高于36.5， S0，人体状态不正常，体温下降，低于36.5。,一、空调房间的负荷计算,-6-,人体的舒适感与哪些因素有关？ 室内空气温度tn； 室内空气的相对湿度n； 人体附近的气流速度v； 围护结构内表面及其它物
4、体表面的温度； 人体的活动量、衣着、生活习惯、年龄、性别等。,一、空调房间的负荷计算,-7-,1）有效温度区和舒适区 等效温度线在等效 温度线上各个点所表示 的空气状态的实际干球 温度、相对湿度不相同， 但各点空气状态给人体 的冷热感相同。,一、空调房间的负荷计算,-8-,2）热舒适环境评价指标 PMV-PPD指标综合考虑了人体活动情况、着衣情况、空气温度、湿度、流速、平均辐射温度等6个因素。 PMV（预期平均评价）代表了对同一环境绝大多数人的冷热感觉。 PPD（预期不满意百分 率）表示对热环境不满 意的百分数。 IS07730对PMVPPD指标的 推荐值为：PPD10 GB50019中推荐值
5、： -1PMV1 ；PPD27,一、空调房间的负荷计算,-9-,2、室内空气温湿度计算参数 对于舒适性空调 对于工艺性空调 a降温空调：有范围，无严格的精度要求 b恒温恒湿空调：对基数和精度都有严格要求 c净化空调：温湿度有要求，空气含尘大小和数量有要求,一、空调房间的负荷计算,-10-,2、室内空气温湿度计算参数 室内参数选择的节能对比,一、空调房间的负荷计算,-11-,（二）室外空气计算参数 1.室外空气温、湿度变化规律,一、空调房间的负荷计算,-12-,（二）室外空气计算参数 2.夏季室外空气计算参数的确定 夏季空调室外计算干球温度采用历年平均不保证50h的干球温度； 夏季空调室外计算湿
6、球温度采用历年平均不保证50h的湿球温度； 夏季空调室外计算日平均温度采用历年平均不保证5天的日平均温度； 冬季空调室外计算日平均温度采用历年平均不保证1天的日平均温度； 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。,一、空调房间的负荷计算,-13-,夏季空气调节室外计算逐时温度，按下式计算确定： tsh=twp+tr 式中 tsh夏季设计日的逐时温度，； twp夏季空气调节室外计算日平均球温度，；主要城市的twp见附录11.1； 室外温度逐时变化系数，见表11.3 tr夏季室外计算平均日较差，；为： twg夏季空气调节室外计算干球温度，,一、空调房间的负荷计算,-14-,（三）太阳辐
7、射热 1、太阳辐射及对建筑物的作用 2、室外空气综合温度 它相当于将室外空气温度, 提高了一个由太阳辐射引起的附加值，并非实际存在的空气温度。,一、空调房间的负荷计算,J=JZ+JS+JD+JC-Jy 式中 JZ太阳直射辐射照度，W/ m2； JS太阳散射辐射照度，W/ m2； JD地面反射辐射照度，W/ m2； JC地面长波辐射照度，W/ m2； Jy建筑物表面有效辐射照度，W/ m2。,-15-,（四）空调房间负荷计算 1、得热量与冷负荷的关系 任一时刻房间瞬时得热量不一定等于同一时刻的瞬时冷负荷 得热量转化为冷负荷过程中，存在衰减和延迟现象。,一、空调房间的负荷计算,-16-,2、冷负荷
8、系数法计算空调冷负荷 外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷； 玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷； 玻璃窗日照得热引起的冷负荷； 内围护结构传热形成的冷负荷； 人体散热引起的冷负荷； 照明散热引起的冷负荷； 设备散热引起的冷负荷。,一、空调房间的负荷计算,-17-,1）外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷： CL=KF(tl-tn) 式中 CL外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W； K外墙和屋面的传热系数，W/m2，根据外墙和屋面 的不同构造和厚度分别在附录11.5中查出； F外墙和屋面的面积, m2； tl外墙和屋面的冷负荷计算温度的逐时值，根据外墙和屋面的不同类型在附录11.6中查出； tn室内设计温度，。
9、 不同状态需作如下修正 式中 地点修正值，见附录11.7； 外表面放热系数修正值，见表11.5； 外表面吸收系数修正值，见表11.6。,一、空调房间的负荷计算,-18-,2）玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷： CL=KF(tl-tn) 式中 CL玻璃窗瞬变传热引起的逐时冷负荷，W； K玻璃窗的传热系数，W/m2，根据单层和双层窗的不同情况可分别按附录11.8和附录11.9中查出当窗框情况不同时，按表11.8修正；有内遮阳设施时，单层玻璃窗K应减小25，双层玻璃窗K应减小15 ； F窗口的面积 , m2； tl玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值 ，见表11.7； tn室内设计温度，。 若计算地点不在北京，则
10、按附录11.10对tl加上地点修正td 若外表面放热系数不是18.6W/m2，则应进行修正,一、空调房间的负荷计算,-19-,3）玻璃窗日照得热引起的冷负荷： 无外遮阳的玻璃窗 CL=FCsCnDJ.maxCCL 式中 F玻璃窗的净面积，m2，等于窗口面积乘以有效面积系数Ca，见表11.9； Cs窗玻璃的遮挡系数，见表11.10； Cn窗内遮阳设施的遮阳系数，见表11.11； CCL冷负荷系数，以北纬2730为界划为南、北两区，见附录11.11； DJ.max日射得热因素的最大值,见表11.12 。,一、空调房间的负荷计算,-20-,4）隔墙、楼板等内维护结构传热形成的冷负荷： CL=KF(t
11、wp+tls-tn) 式中 CL内围护结构传热形成的瞬时冷负荷，W； K内围护结构的传热系数,Wm2； F内围护结构的传热面积, m2； twp夏季空调室外计算日平均温度，； 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，可按表11.13选取； tn室内设计温度，。,一、空调房间的负荷计算,-21-,5）照明散热引起的冷负荷 ： 荧光灯 CL=n1n2NCCL 白炽灯 CL=NCCL 式中 N照明灯具的功率，W； n1镇流器消耗功率系数，明装荧光灯的镇流器在空调房间内时时n1=1.2，暗装荧光灯的镇流器在顶棚内时n1=1.0； n2灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部穿有小孔(下部为玻璃板
12、)可利用自然通风散热于顶棚内时，n2=0.50.6；而荧光灯罩无通风孔时，则根据顶棚内通风情况取n2=0.60.8； CCL照明冷负荷系数，见附录11.12。,一、空调房间的负荷计算,-22-,6）人体散热引起的冷负荷： 式中 qs不同室温和劳动性质时成年男子显热散热量，W人，见附录11.13； qr成年男子潜热散热量，W人，见附录11.13； n室内全部人数，人； CCL人体显热散热冷负荷系数，见附录11.14； 群集系数，见表11.14。,一、空调房间的负荷计算,-23-,7）设备散热引起的冷负荷 ： CL=QsCCL+ Qr 式中 Qs设备和用具的显热散热量，W； Qr设备和用具的潜热散
13、热量，W； CCL设备和用具的显热散热冷负荷系数，由附录11.15和附录11.16查出，如果空凋系统不连续运行， CCL=1.0。,一、空调房间的负荷计算,-24-,8）人体和设备的散湿量： 人体的散湿量 式中 W人体散湿量，g/h； w每个成年男子的散湿量，g/h人，见附录11.13； n室内总人数，人； 群集系数，见表11.14。,一、空调房间的负荷计算,-25-,敞开水面的散湿量 式中 W敞开水面的散湿量，kg/h； F蒸发面积，m2； Pq,b相应于水表面温度下的饱和水蒸汽分压力，Pa； Pq室内空气的水蒸汽分压力，Pa； B标准大气压力，Pa； 当地大气压力，Pa； 蒸发系数,kg/
14、m2.h.Pa； v蒸发表面的空气流速，m/s; 水蒸汽扩散系数kg/m2.h.Pa。周围空气温度为1530时，在不同水温下的扩散系数，见表11.15所示。,一、空调房间的负荷计算,-26-,3、空调热负荷的计算 冬季按稳定传热方法计算传热量，不考虑室外气温的波动； 计算方法与采暖耗热量计算方法相同； 计算围护结构的基本耗热量时，室外温度应该采用冬季空调 室外计算干球温度； 内围护结构传热形成的冷负荷； 普通空调建筑室内通常保持正压，如不是某些因工艺要求保 持室内负压的场所，不用计算由门窗缝隙渗入室内的冷风渗 透引起的热负荷。,一、空调房间的负荷计算,-27-,例题： 位于天津市的某多层办公室
15、，外墙为内外抹灰370mm厚砖墙，其中中间层的一间南向房间的外墙为浅色墙面，面积20m2，南向窗为3mm厚普通单层钢窗，窗框面积为3m2，内挂浅蓝布帘，室内温度tN=26，相邻房间均为全天空调，室内压力略高于室外大气压力，室内有6人，照明为40W荧光灯4只，暗装，灯罩上有通风口，可向顶棚散热，开灯时间为8：00到17：00，其余未注明的条件均按冷负荷系数法中的基本条件计算，计算该房间夏季空调冷负荷。,一、空调房间的负荷计算,-28-,（一）送入房间空气状态的变化过程： 热平衡 Gio+Q=GiN 湿平衡 Gdo+W=GdN 整理上两式得 iN-io=Q/G dN-do=W/G 两式相除得,二、空调房间送风状态及送风量的确定,-29-,（二）夏季送风状态点及送风量的确定 送风量 根据送风温差（tN-tO）确定送风状态点O， 送风温差的选取见表11.21 换气次数 n=L/V (次/h) 1)在图上找出室内空气状态点N； 2)根据计算出的室内冷负荷Q和湿负荷W计算热湿比,再通过N点画出过程线； 3）选取合理的送风温差（tN-tO），求出送风温度to ，画to等温线与过程线的交点O即为送风状态点； 4）利用公式计算送风量,二、空调房间送风状态及送风量的确定,-30-,（三）冬季送风状态点及送风量的确定 冬季热湿比常小于夏季，也可
