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1、第二章 空调负荷计算与送风量,主讲教师：戴晓丽 建筑环境与能源应用工程专业,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,1,空气调节,内 容 提 要,第二章 空调负荷计算与送风量,2,2017/5/22,第一节 室内外空气计算参数第二节 太阳辐射热对建筑物的热作用第三节 通过围护结构的得热量及其形成的冷负荷第四节 室内热源、湿源的散热散湿形成冷负荷 与湿负荷第五节 冷负荷的工程简化计算法及热负荷的计算第六节 空调房间送风量的确定,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,3,得热量/得湿量：在室内外热湿扰量的作用下，某时刻进入恒温恒湿房间内的总热量和总湿量称为该时刻的得（耗）热量
2、和得（耗）湿量。影响得热量因素：影响得湿量因素：,1.人体2.各种工艺设备3.各种电子、电气设备,1.外扰量（太阳辐射，室内外温差）2.内扰量（人体，照明，各种工艺设备、电子、电气设备等）,前言,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,4,冷负荷：为了保持空调房间设定“ t”不变，需要向房间供给的冷量（或从该房间除去多余的热量）热负荷：为了维持空调房间设定“ t”不变， 需要向房间除去的冷量（或从该房间供给多余的热量）湿负荷：为了维持空调房间设定的“ ”不变，需要从房间除去或增加的湿量。,负荷：空调系统的作用是平衡室内、外干扰因素的影响，使室内温度、湿度维持为设定的数值。在空调技术中
3、将这些干扰因素对室内的影响称为负荷。,Tip:空调房间的冷（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。,前言,2.1室内外空气计算参数,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,5,一、室内外空气计算参数的概念 （一）室内空气计算参数定义 空调的实质是维持室内空气具有一定的状态参数，在进行空调设计时，要按规定的室内空气状态参数进行计算，这一规定的空气状态参数叫或设计参数。（二）室外空气计算参数定义 室外空气计算参数对空调运行也有一定的影响，在空调设计时，要按规定的室外空气状态进行计算，这一规定的室外空气状态参数称为或设计参数。,二、室内空气计算参数（t，v）,2017/
4、5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,6,空气参数：温度、湿度、空气流速,描述方法:基数和空调精度,基数：在空调区域内，所要保持的基准温湿度。空调精度：在空调区域内，在工件旁一个或数个测量点上水银温度计 或相对湿度计在要求的持续时间内，所示的空气参数偏离 室内参数基数的最大差值。,离外墙0.5m，地面0.3m至高于精密仪器或人的呼吸区0.30.5m范围内,舒适性空调：无精度要求,工艺性空调：依工艺过程而定,（一）舒适性空调室内空气计算参数,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,7,1、热舒适知识回顾,（1）人体热平衡方程式,S=M-W-C-R-E,式中 S人体蓄热率W/m2 M
5、人体能量代谢率W/m2 W 人体作的机械功W/m2 E 汗液蒸发和呼出的水蒸汽带走的热量W/m2 R 人体辐射热量W/m2 C 人体与室内空气对流的热交换量W/m2,“t” C “” E “v” E,C 室内其物体表面温度 C,R 人体活动量；衣着；年龄性别 M,影响人体舒适感的因素：,当 S 0 ，热不舒适；当 S 0 时，出现冷感受（打颤）；当 S = 0 时，人体处于热平衡状态，,环境因素,人为因素,（1）,（2）有效温度图和舒适区,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,8,新有效温度,通过对身着0.6clo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=50
6、%的空气温度作为与其冷热感相同环境的等效温度。它是影响舒适度的多个因素（如干球温度、湿度、空气流速等）的一个综合指标。,等效温度线：,以=50%为基准的不同温湿度组合，给人以相同的感觉，即等效温度线的各点由不同温度湿度组合，它给人相同的冷热感。,（2）有效温度图和舒适区,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,9,舒适区,菱形区：美国堪萨斯州立大学推荐,实验条件:身着0.6-0.8clo服装坐着的人梯形区：ASHRAE推荐的舒适图实验条件:身着0.8-1.0clo服装坐着,但活动量稍大的人。推荐的室内设计条件区域： 重叠区,（3）人体热舒适方程PMVPPD指标,2017/5/22,第
7、二章 空调负荷计算与送风量,10,PMV-预期平均评价,S=M-W-C-R-E,人体热舒适方程:,（1）,（2）,（3）,（4）,（5）,Fanger教授通过对1396名试验者提出表征人体热反应的评价指标PMV:,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,11,（3）人体热舒适方程和PMVPPD指标,PPD-预期平均不满意百分率,表3.0.4 不同热舒适度等级对应的PMV、PPD(GB50736-2012),民用建筑采暖通风与空气调节设计规范(GB50736-2012）规定：,ISO7730标准,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,12,2、室内空气温湿度计算参数的确定,
8、（1）确定原则,室内参数综合作用下的舒适条件 室外气温 经济条件 节能,（2）舒适性空调室内设计参数（暖规GB50019-2003）,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,13,（2）舒适性空调室内设计参数（新民规GB50736-2012）,商场，车站、机场、营业厅、展厅、书店、门厅,游泳馆、兵乓球、羽毛球馆等体育建筑和医院特护病房、广播电视等特殊建筑除外,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,14,公建节能,民用建筑技术措施,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,15,（二）工艺性空调室内空气计算参数,降温性空调 不考虑空调精度，只规定温湿度的限制。如纺织
9、厂、印刷厂、卷烟厂；,恒温恒湿空调 对空调基数精度都有一定要求，如计量室，热电偶测量；,净化空调 温度、湿度、洁净度均有严格要求。,采暖通风与空气调节规范3.1.3规定：,工艺性空调室内设计温度、相对湿度及其允许波动范围，应根据工艺需要及健康要求确定。人员活动区的风速，供热工况时，不宜大于0.3m/s；供冷工况时，宜采用0.2m/s-0.5m/s 。,从节能角度出发，应尽可能的提高夏季室内温度基数,补充：辐射供暖室内设计温度宜降低2 ，辐射供冷室内设计温度宜提高0.5-1.5 民规3.0.5,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,16,三、室外空气计算参数,室内外空气温差 空调系统
10、采用一部分新风,室外空气计算参数从以下两方面影响系统设计容量：,（一）室外空气温、湿度的变化规律,1、温度的变化规律,气温日变化呈24h周期变化，凌晨4、5点气温最低，下午两三点气温最高,2、湿度的变化规律,d：一日中基本无变化：与干球温度变化规律相反,（二）夏季空调室外空气计算参数的确定,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,17,夏季空调室外计算干球温度 应采用历年平均不保证50小时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50小时的湿球温度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,A0：0阶外扰An：n阶室外气温波
11、幅wn：n阶室外气温变化频率n：n阶室外气温变化的初相角,历年平均：系针对累年（1978-2007年）不保证总天数或小时数的历年平均值而言的,（6）,（7）,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,18,夏季空调室外计算逐时温度（民规4.1.11）,（8）,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,19,（三）冬季空调室外空气计算参数的确定,冬季空调室外计算干球温度 应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 应采用累年最冷月平均相对湿度,中国：按照平均或累年不保证时日数确定。美国、日本、英国等：一般采用不保证率的方法，,按稳定传热计算,2017/5/22,
12、第二章 空调负荷计算与送风量,20,2.2太阳辐射热对建筑物的热作用,一、太阳辐射热的基本知识,（一）辐射强度I（W/m2）,表示太阳辐射热量的大小，定义为一平方黑体表面在太阳照射下所获得的热量值，,（二）太阳常数I0（W/m2）,太阳射线在到达大气层上界时，日地平均距离处，垂直于太阳射线方向的表面上的辐射强度I01353W/m2,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,21,被大气层中的O3，H2O，CO2吸收,被云层中的尘埃、水珠、气体分子散射,其余沿大气层直射到地面,宇宙空间,地面,散射辐射（无方向性）,直射辐射（有方向）,到达地面,（三）到达地球表面的太阳辐射能,Tip：（1
13、）到达地面的太阳辐射能包括直射辐射和散射辐射两种。其中直射辐射是影响地球表面总辐射的主要因素，（2）其到达地面的总辐射强度取决于大气透明度以及地球与太阳的相对位置（纬度、朝向、地方太阳时）,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,22,太阳总辐射强度暖规,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,23,太阳总辐射强度暖规（续）,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,24,（四）围护结构外表面的太阳辐射能,紫外线区，（0.2m0.4m）,可见光区，（0.4m0.76m）,红外线区，（0.76m）,到达地面的太阳辐射光谱根据波长可分为：,2017/5/22,第二章 空
14、调负荷计算与送风量,25,当太阳射线照射到非透明围护结构外表面时：,被吸收,被反射,表面粗糙度,表面颜色,比例取决于,同一种材料对不同波长的吸收率也不同,Question：哪种颜色的房屋室内负荷最小（其余条件均相同）？,各材料的围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数见下页附录2-5,（四）围护结构外表面的太阳辐射能（续）,围护结构外表面的太阳辐射热吸收系数,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,26,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,27,二、室外空气综合温度,外表面单位面积上得到的热量:,：围护结构外表面对流换热系数,: 吸收系数,：太阳辐射强度,（9）,考虑入射角
15、，围护结构的特性、地面表面特性等多个因素的综合值,tz：相当于室外气温由原来的tw增加了一个太阳辐射的等效温度,围护结构外表面的热平衡,（一）未考虑围护结构外表面与天空和周围物体之间存在的长波辐射,Tip：室外空气综合温度因朝向以及围护结构外表面的材料不同而不同。,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,28,（10）,（二）考虑围护结构外表面与天空和周围物体之间存在的长波辐射,：围护结构外表面的长波辐射系数,：围护结构向外界发射的长波辐射 和由天空及周围物体向围护结构 外表面的长波辐射之差。,垂直表面：,水平表面：,Tip：考虑了长波辐射，室外空气综合温度tz有所下降,例题：,2017/5/22,第二章 空调负荷计算与送风量,
