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1、第 】 9 卷第 5期 l 9 9 7年 1 1 月 重庆 建筑 大学学报 J o u r n a l o f Ch o n g q i n g J i a n z h u U n i ve r s i t y V0 1 1 9 N0 5 Oc t 1 9 9 7 夏季湿球温度 日变化规律的探讨 刘朝 贤 N 中 国 建 筑 西 南 谩 哥 面 百 毛 成 都 6 1 0 0 8 1 ) 摘要夏季湿 球温度， 是以日为周期波动的时变量 目 前采用I1 1 定湿球温度计算新风冷负荷的 方法 是 与现代建筑物 空调冷 负荷计算法不 匹配的 因此应噩早 解决夏季湿球温度 “ 计 算 E t ” 模
2、型 问题 。 作者根据前人对夏季室外空气温球温度 日变化规律提出的图形和近年来一些学者时这一问 题的研 完成果 ， 结合现行规 范 中有关气 象誊教 的法定数据 综合 整理 出了“ 计算 日”室外空气湿球 温度逐时值的简化计 算公 式 按 此套式计 算 出了奎 国九 个城 市的有 关数据 并 且根据 气象台站的 实科资料 整理 的数据 对部分城 市作 了验证和对比。 兰 - ， 坚 诵 中 国 法 分 类 号T u 8 3 1 1 l 1 问题的提出 建筑物夏季空调冷负荷计算方婆。 由静态( 稳定) 向动态( 不稳定) 变革， 其突破性的进展 在于区分 了得热量与冷负荷两个不同的概念 。 因此
3、新的冷负荷计算方法 ， 所有各项冷负荷都 是采用以“ 计算 日” 为周期的时变量来表述以适应相同时刻负荷叠加的需要。然而新风冷负 荷的计算例外 ， 至令仍是按 常量取值， 不能不令人遗憾 。其实 ， 在清华大学 、 同济大学等四校 合编的高等学校教材 空气调节 一书 1 9 7 9 年第一版和 1 9 8 6 年第二版 1 ， 都编入了一幅“ 气 温 日变化 曲线 图” 。其 中包括了室外湿球温度 日变化曲线 、 室外干球温度 日变化曲线和室外 相对湿度 日变化曲线。从 图中我们可以悟出以下几点结论 ： 1 )湿球温度是个时变量 ， 其 图形可以视为以日为周期近似余 弦渡的曲线，与室外干球 温
4、度的变化规律相似。 2 )湿球温度与干球温度在一天中都有一个峰、 谷值， 不同点在于峰、 谷值出现的时问不 同， 湿球温度峰值出现的时间接近上午 9时 ， 低谷时间接 近 2 l 时。 干球温度峰值出现时间接 近 l 5时， 低谷为 3时。 3 ) 二者 日较差不同 ， 湿球温度 日较差较小 ， 干球温度的 日较差较大。 湿球温度 日较差为 3 左右， 干球温度 日较差为 9 左右 ， 前者与后者的比约为 1 3 。 2 夏季湿球温度 日变化模型 收穑 日期 ： 1 9 9 70 8一嘶 剂朝贤男 1 9 3 4年生 ， 教授缓高工 第 5期 刘朝 贤： 夏季湿球 温度 日变化规律 的探讨 1
5、 )根据上述结论 ， 将湿球温度 日变化曲线 ， 采用余弦函数项的级数来表达 ， 亦即将其 变换为傅里叶级数展开式 将其分解为多阶谐波组合的方式 ，得出逐时湿球温度的表达式 如下 ： ： +A c 0 s ( W n r 式中： 一“ 计算 日” 湿球温度变化曲线的平均值 ， 即平均湿球温度 ， ： 一第 阶室 外空气湿球温度变化的振 幅， ； 一第 n阶室外空气湿球温度的初相角 ， 弧度或度； 一第 n阶 室外空 气 湿球 温度 的变 化频 率 ， d e g h ， r a d h： r一 计算时刻 ， h： f 一 r时刻的室外空气湿球温度 ， 。 现将 我们 已 经确 定 的条 件 对
6、 ( 1 ) 式 作些 技术 上 的处 理 按 ： 一 一 一 ( 1 ) 室外湿球温度以2 4 h 为 一周期变化， 则式中 频率 一 = 等 = = ( 或” 一 = 1 5 。 ) ， 采用一阶型： 1 ( 2 ) 室 外湿 球温 度的 最大 值出 现 在9 时， 则式中 = ， = 寺 9 = ( 或体= 1 3 5 。 1 。 f 3 )对 一 阶型振 幅 A I = 一f ， 即 ，= 一AI 现将上述值代人 I ) 式得 ： 1 t =【 t 一 A L ) + AI C O S ( 1 2 r 一 号 ) ( 2 ) 或者 ： =( 一 ) +A C O S ( 1 5- r
7、一1 3 5 ) ( 3 ) 式中 ： 一为 “ 计算 日” 室外湿球温度 日变化曲线的峰值 ， ， 按现行规范 ， 应以历年平均 不保证 5 0 h的湿球温度值代替， 即夏季空气调节室外计算湿球温度代替 ， 即 f = ； A一 为室外湿球温度计算 日变化曲线 的振幅 ， 即 A = 一t ； ， 一为计算 日湿球温度变化曲线平均值 ，目前规范中室外气象参数 ， 无此数据 ， 应 从气象资料 中统计整理得出。 上式 可写成 ： f = 一A) +A C O S ( 1 5- r一1 3 5 ) ( 4 ) 2 )利用现行规范中室外空气气象参数进行简化计算 室外空气湿球温度的变化， 与室外逐时
8、气温有关 ， 与 当地局部地理环境条件有关。平时 还受一系列随机 因素如风、 雨 、 云等等的影响， 使其具体数值带有一定的随机性 ， 因此 ， 随意 测得 的数据 ， 都不一定具有代表性， 特别是不连续的孤立数据。随机性问题 ， 只能在大量连 续测试的数据中， 取其平均值才能消除其影响 ， 因此 ， “ 计算 日” 湿球温度的精确模型 ， 还应从 十年 以上气象台站的气象数据记录中整理。这是一项 比较繁重的工作 动态负荷计算法 虽然 已经解决了这一难题 ， 但采用的方法 ， 已属于另一体系， 它的 气象资料的构成是“ 标准年” ， 因此现行规范中有关室外气象参数数据 ， 在那里已不能通用。
9、它的理论和实践 的成功 ，是玲负荷计算法发展史上的又一突破 但 目前还未得到规范和公 众的认同 ， 而且计算 比较复杂， 不能手算， 设计人员在短时问内掌握和应用还有一个过程 。 近年来许多学者对夏季湿球温度 的简化计算 方法 ， 进行 了许多有益的工作 ， 特别是同济 重庆建筑 大学学报 第 1 9卷 大学吴喜平和 上海城建学院周子成等的研究，除 了 ， 对教材中许多问题作 了有独到见解的解 释之外， 还提出了夏季湿球温度的简化计算公式。计算式的最大特点是 ： ( 1 ) 所有参与计算的参数都是现行规范中的现成数据 ： 如 、 f 、 、 B 和 B ： ( 2 )把室外空气 “ 计算 日”
10、 干球温度的波动振幅 ( 日较差的一半) 和“ 计算 日” 湿球温度波 动振幅( 日较差的一半 ) ， 联 系在一起。 考虑的系数 s， 附予他多变的功能 对不同地理条件 的 因素， 可以进行区 I 。 f 3 )与当地实际大气压有机地联系起来了 我们用计算机对全 国九个城市 z 、 ， 值的 2 4小时逐时值作 了计算 现摘录我们用吴 、 周 氏简化计算法 ( 简称简化法) 计算的最大湿球温度 z 及最大焙值 L ( 上午 9时) ， 并与现行规范的数据作了比较 见表 l 夏 * T r 算 拄 、 周 前化公 计算 规 值 m 球 特 L 弟 日段 l 1 k J k g f1 4【 掠
11、L一 2 # 从 表1 中看 出 ： ( 0所算得的九个城市的摄大湿球温度 ( 上午 9 时 ) ， 都 比现行规范规定 的夏季空 调室 外计 算湿球温度大 ，比九个城市的平均值大 ( 1 5 l ，占平均湿球 温度 波动振幅的 3 3 鼢 ， 由于湿球温度 比现行规范规定的大， 其最大焙值也比规范规定的大 ， 如果房间或建 筑物最大负荷是上午 9 时，则新风冷负荷比过去用夏季空气调节室外湿球温度下 的焙值的 冷 负荷 还 大 。 ( 2 )最大湿球温度大于夏季空气调节室外计算湿球温度，不保证 5 0 h的概念不复存 在 ， 如果采用这一湿球温度 ， 实际上就是提高 了不保证率。 为此 ， 我
12、们 比较了吴、 周 氏的简化 十 算式与本文推导的公式 ( 4 ) ， 并根据部分城市的气象 数据作 了 ， 验证吸收 了吴 、 周 氏对湿球温度波动振幅 A 表示方式 即： 1 D， A= 寺 眚( f 一 ) ( 5 ) 最后整理出夏季室外空气湿球温度 日变化模型为： 1 D ， f = ( A ) + 寺 ( r 一 t p ) c o s ( 1 5 r 一 1 3 5 ) ( 6 ) - 一 第 5期 刘朝 贤 ：夏季湿球 温度 H变化规 律的探讨 式 中： f 一夏季时刻 r的室外空气湿球温度 ， 即逐时湿球温度 ， 一夏季空气调节室外计算湿球温度， ； 1 D A 一常数， A=
13、 詈 - 告 f 一 f ) ， 或湿球温度日 较差的一半； o D s一 系数， 暂取 5 ， 应根据地理环境条件调整 B一 标 准 大气 压力 ， 取 1 O 1 3 2 5 mb a r h P a ) ； B L _ 一 夏季当地大气压力 ， mb a r ( h P a ) ； 一夏季空气调节室外计算干球温度 ， ； 一夏季空气调节 日平均温度 ， ； r一计算时刻 f h ) ， 以 I 2 3 4 2 4代入。 f 、 B 、 及 都是现行规范中的数据。 参考文献 1清华大学 ， 同济大学 合编 空气调节北京 ： 中国建筑工业 出版杜 1 9 8 0年第 一版， 1 9 8 6年
14、第二版 2 吴喜平 ， 周子戍 夏季大气湿 球温度分析和计算 1 9 9 4 年 暖通 年会 论文集 3 h永芳 主编 气象学 与气候 学基 础北京 ： 高等教育出版杜 ， 1 9 8 7 4 AS HRAE Ha n d b o n k Fu n d a me n t a l I 9 8 1 5 刘 朝贤夏季新 风逐 时冷 负荷计 算方 法的探讨 1 9 9 7 6 刘朝贤夏季新 风“ 逐时焙值” 冷 负荷计算 法与新风 “ 常量培值 冷负 荷计 算法 的比较1 9 9 7 7 田胜 元 李百战空调负荷动态分析与空悄设计负荷全 国暖通空调制玲 论文集 ， 1 9 8 8 8 李百战空调 动态
15、 负荷计 算及其应用 全国暖通空调制冷论 文集 ， 1 9 8 8 S t u d v o n Da y Va r i a t i o n O f W e t b u l b Te mp e r a t u r e i n S u mme r L i “ Cha o xi a n ( S o u t h we s t Ar c h i t e e t u r e De s i g n a n d Re s e a r c h I n s t u t e o f C h i n a Ch e n g d u 61 0 0 8 1 ) Ab s t r a c t Th e a r i t i c l e i n d i c a t e s t h a t i n s u mme r ， t h e W e t b u l b t e mp e r a t u r e i s a ho u r v a r i a b l e wh i c h u n d u l a t e s p e r i o d i c a l l y i n a d a y I
