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1、第三章 空调负荷计算与送风量学习要求：1、掌握空调系统设计室内各得热计算方法； 各参数确定方法2、掌握各得热转变为负荷的计算方法； 得热与负荷概念、各计算表格物理意义与使用3、掌握空调系统送风量的确定方法。送风量定性的技术经济分析第三章 空调负荷计算与送风量一、设计计算参数目前主要引用标准：采暖通风与空气调节设计规范GBJ 19-87GBJ 19-87(2019年版)GB50019-2019 舒适性空调(表3-2)：夏季：t2228,4065,v0.3m/s冬季：t1824,3060,v0.2m/s其他参数：新风量、含尘量、噪声见规范1、室内空气计算参数采暖无此要求3-1 工艺性空调：降温空调
2、、恒温恒湿、净化空调、室内设计参数取决于生产工艺过程的要求，室内设计参数取决于生产工艺过程的要求，可查阅各行各业的设计手册可查阅各行各业的设计手册1、室内空气计算参数第三章 空调负荷计算与送风量2、室外空气计算参数夏季空调室外计算干球温度tw,g、湿球温度： 历年平均不保证50小时 新风新风夏季空调室外计算日平均温度tw,p 历年平均不保证5天的日平均温度采暖 、通风、空气调节：各不相同附录附录附录附录4 4 4 4上海：上海：上海：上海：t t t tw,gw,gw,gw,g34.634.634.634.6、t t t tw,sw,sw,sw,s28.228.228.228.2附录附录附录附
3、录4 4 4 4上海上海上海上海 t t t tw,pw,pw,pw,p31.331.331.331.3第三章 空调负荷计算与送风量2、室外空气计算参数设计日逐时干球温度展开方法 不稳定传热不稳定传热采暖 、通风、空气调节：各不相同特点：高温短而峰值高，低温长而峰值小，特点：高温短而峰值高，低温长而峰值小，1414时为峰值，时为峰值，9 9与与2020时为时为0 0。时间时间时间时间1 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212 - -0.350.35- -0.380.38- -0.420.42- -0.450.45- -0.470.47- -0.410.41-
4、 -0.280.28- -0.120.120.030.030.160.160.290.290.400.40时间时间时间时间131314141515161617171818191920202121222223232424 0.480.480.520.520.510.510.430.430.390.390.280.280.140.140 0- -0.100.10- -0.170.17- -0.230.23- -0.260.26第三章 空调负荷计算与送风量2、室外空气计算参数采暖 、通风、空气调节：各不相同余弦函数方法：特点：15时为峰值，资料缺乏时可作近似估算用第三章 空调负荷计算与送风量北京夏季
5、设计日室外干球温度变化 日较差法与余弦函数法计算结果比较 设计日逐时干球温度展开方法2、室外空气计算参数 (t (tw w t tw wp p)/(t)/(twg wg t twpwp) )2、室外空气计算参数 冬季空调室外计算温度 历年平均不保证1天的日平均温度比较：采暖室外计算温度历年平均不保证5天的日平均温度。为什么不同？规范规范上海：上海：1.21.2冬季空调室外计算相对湿度： 累年最冷月平均相对湿度规范规范上海：上海：1.21.2规范规范上海：上海：7474第三章 空调负荷计算与送风量2、室外空气计算参数 冬、夏季室外平均风速：累年最冷、最热三个月月平均风速的平均值规范规范上海：上海
6、：3.33.3、3.4m/s3.4m/s冬、夏季大气压力：累年最冷、最热三个月月平均大气压力的平均值第三章 空调负荷计算与送风量太阳总辐射强度工程方法： （I直射辐射强度散射辐射强度）修正 与表面的朝向有关，与纬度及大气透明度有关2、室外空气计算参数 直射Z散射S地面反射D大气长波辐射B水平面SINsinIS,S0IB垂直面C INcoscos0.5 IS,S0.5GIS0.5IB倾斜面INcos i0.5 IS,S(1+cos)0.5GIS(1-cos)IBcos2(0.5)第三章 空调负荷计算与送风量规范室外计算参数介绍规范室外计算参数介绍上上上上海海海海：1.21.2、-1.2-1.2、
7、-6.9-6.9、 3.53.5、 3232、 30.830.8、 31.331.3、 6.96.9、 28.228.2第三章 空调负荷计算与送风量规范室外计算参数介绍上海：上海：上海：上海： 27.8 27.8、 74 74、 69 69、 67 67、 3.0 3.0、 3.3 3.3、 3.4 3.4第三章 空调负荷计算与送风量规范室外计算参数介绍第二章 空调负荷计算与送风量得得热热：进进入入建建筑筑的的总总热热量量，包包括括导导热热、对对流流、辐辐射射、直直接接空空气气交换交换空调负荷：空调负荷：维持环境空调去除（加入）的冷（热）量维持环境空调去除（加入）的冷（热）量q需需除除去去的的
8、蓄蓄热热量量=实际冷负荷实际冷负荷(轻型轻型)实际冷负荷实际冷负荷(中型中型)实际冷负荷实际冷负荷(重型重型)西西向向瞬瞬时时太太阳阳辐辐射射得得热热设计设计冷负荷冷负荷二、得热量与冷负荷 冷负荷随时间而变化空调设计冷负荷指的是冷负荷的最大值第三章 空调负荷计算与送风量3-2负荷的定义负荷的定义冷（热）负荷：冷（热）负荷：维持室内一定热湿环境所需要的在单维持室内一定热湿环境所需要的在单 位时间内从室内除去（补充）的热量位时间内从室内除去（补充）的热量显热负荷显热负荷潜热负荷潜热负荷送风方式送风方式辐射方式辐射方式空气温湿度环境空气温湿度环境空气温湿度空气温湿度+平均辐射温度平均辐射温度空气中热
9、量空气中热量空气空气+室内室内各表面热量各表面热量表表面面储储存存热热+第三章 空调负荷计算与送风量辐射辐射辐射辐射围护结构围护结构围护结构围护结构等蓄热等蓄热等蓄热等蓄热对流对流对流对流室内室内室内室内空气空气空气空气房间房间房间房间冷负荷冷负荷冷负荷冷负荷系统系统系统系统冷负荷冷负荷冷负荷冷负荷潜潜潜潜热热热热对流对流对流对流导热导热导热导热再热负荷、再热负荷、管网损失等管网损失等新风负荷新风负荷照明散热照明散热照明散热照明散热显显显显热热热热送风方式空调房间得热为例：送风方式空调房间得热为例：送风方式空调房间得热为例：送风方式空调房间得热为例：得热量与冷负荷 人体散热人体散热人体散热人体
10、散热设备散热设备散热设备散热设备散热玻璃窗玻璃窗玻璃窗玻璃窗透过日射透过日射透过日射透过日射玻璃窗玻璃窗玻璃窗玻璃窗温差传热温差传热温差传热温差传热围护结构围护结构围护结构围护结构传热传热传热传热房房房房间间间间瞬瞬瞬瞬间间间间得得得得热热热热室外室外室外室外空气空气空气空气渗透负荷渗透负荷渗透负荷渗透负荷第三章 空调负荷计算与送风量室内得热量由（室内得热量由（对流得热、辐射得热、对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热潜热得热、显热得热）两大部分组成）两大部分组成其中（其中（对流得热、辐射得热、潜热得热、对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热显热得热）全部成为瞬时负荷，）全部成为瞬时负荷，而（
11、而（对流得热、辐射得热、潜热得热、对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热显热得热）部分得热成为瞬时冷负荷。）部分得热成为瞬时冷负荷。选择：选择：三、围护结构负荷计算方法第三章 空调负荷计算与送风量3-3国内外负荷求解方法 稳态计算法；稳态计算法；采用积分变换求解围护结构负荷的不稳采用积分变换求解围护结构负荷的不稳定计算方法；定计算方法；采用模拟分析软件计算法采用模拟分析软件计算法DOEDOE（美国）、（美国）、（美国）、（美国）、HASPHASP（日本）、（日本）、（日本）、（日本）、DeSTDeST（清华）（清华）（清华）（清华）四、夏季空调区冷负荷计算方法1、冷负荷的动态工程计算方法 谐波
12、反应法谐波反应法谐波反应法谐波反应法 把外扰分解为把外扰分解为把外扰分解为把外扰分解为余弦波余弦波余弦波余弦波，负荷为对各阶余弦波的响，负荷为对各阶余弦波的响，负荷为对各阶余弦波的响，负荷为对各阶余弦波的响应之和。应之和。应之和。应之和。由周期性为特征的扰量引起的负荷：围护结构传热等由周期性为特征的扰量引起的负荷：围护结构传热等 反应系数法（冷负荷系数法）反应系数法（冷负荷系数法）反应系数法（冷负荷系数法）反应系数法（冷负荷系数法） 把外扰分解为把外扰分解为把外扰分解为把外扰分解为脉冲波脉冲波脉冲波脉冲波，负荷为对各阶脉冲波的响应，负荷为对各阶脉冲波的响应，负荷为对各阶脉冲波的响应，负荷为对各
13、阶脉冲波的响应之和。之和。之和。之和。由随机性为特征的扰量引起的负荷：照明人员设备等由随机性为特征的扰量引起的负荷：照明人员设备等第三章 空调负荷计算与送风量3-42、谐波反应法 原理：原理：原理：原理：任何一连续可导曲线均可分解为正（余）弦任何一连续可导曲线均可分解为正（余）弦任何一连续可导曲线均可分解为正（余）弦任何一连续可导曲线均可分解为正（余）弦波之和，分别求出每个正（余）弦波外扰的室内响应，波之和，分别求出每个正（余）弦波外扰的室内响应，波之和，分别求出每个正（余）弦波外扰的室内响应，波之和，分别求出每个正（余）弦波外扰的室内响应，并进行叠加。并进行叠加。并进行叠加。并进行叠加。例如
14、：室外综合温度例如：室外综合温度例如：室外综合温度例如：室外综合温度t t至少可分解为至少可分解为至少可分解为至少可分解为T=0T=0、2424、87608760周期周期周期周期3 3项。项。项。项。 武汉市室外干球温度全年变化 第三章 空调负荷计算与送风量 围护结构冷负荷围护结构冷负荷冷负荷计算温差冷负荷计算温差冷负荷计算温差冷负荷计算温差冷负荷计算温度逐时值3、冷负荷系数法 原理：原理：任何曲线均可分解为脉冲波之和，将任何曲线均可分解为脉冲波之和，将外扰分解为脉冲波的叠加，分别求得脉冲波外扰分解为脉冲波的叠加，分别求得脉冲波的室内反应，再叠加的室内反应，再叠加 室内负荷。G G扰量：扰量：
15、扰量：扰量：Q Q ( (得热得热得热得热) )响应：响应：响应：响应：CLQCLQ ( (负荷负荷负荷负荷) )V0、V1 、W1传递系数：V V0 0, ,V V1 1 , ,WW1 1f f（房间，得热）（房间，得热）（房间，得热）（房间，得热）CLQ冷负荷系数：冷负荷系数：冷负荷系数：冷负荷系数： 时刻得热时刻得热时刻得热时刻得热Q Q转变为转变为转变为转变为负荷的份额负荷的份额负荷的份额负荷的份额Q为定值一般： Q为非定值第三章 空调负荷计算与送风量00.20.40.60.81135791113T=1hT=1h得热：扰量得热：扰量得热：扰量得热：扰量负荷：响应负荷：响应负荷：响应负荷
16、：响应C CL LQ Q时刻/h13579 11 13 15 17 19第1小时第2小时第3小时第4小时时刻/hC CLQLQ冷负荷系数：冷负荷系数：冷负荷系数：冷负荷系数： 时刻得热时刻得热时刻得热时刻得热Q Q转变为负荷的份额转变为负荷的份额转变为负荷的份额转变为负荷的份额使用时间不同，使用时间不同，使用时间不同，使用时间不同，C CLQLQ不同不同不同不同JXJX - -T TT T：热源作用时间：热源作用时间：热源作用时间：热源作用时间00.20.40.60.811357911 13 15 17 19第1小时第2小时时刻/hJ JX X - -T TT=2hT=2hT=4hT=4h 围
17、护结构冷负荷围护结构冷负荷屋顶、外墙屋顶、外墙（不稳定计算方法）（不稳定计算方法）内墙内墙（稳定计算方法）（稳定计算方法）计算时间延迟时间计算时间延迟时间计算时间延迟时间计算时间延迟时间室外扰动作用至室内的时刻室外扰动作用至室内的时刻室外扰动作用至室内的时刻室外扰动作用至室内的时刻邻室散热量/W/m2tls/邻室散热量/W/m2tls/很少（如办公室，走廊）2302323 116 116574、工程处理方法 温度波作用于围护结构内表面的时间玻璃窗传热冷负荷玻璃窗传热冷负荷（不稳定计算方法）（不稳定计算方法）玻璃窗日射冷负荷玻璃窗日射冷负荷（不稳定计算方法）（不稳定计算方法）日射得热因素日射得热
18、因素日射得热因素日射得热因素：标准玻璃：标准玻璃：标准玻璃：标准玻璃( ( 3mm;3mm; n n/ / w w=8.7/18.6W/m=8.7/18.6W/m2 2K) K) 夏季夏季夏季夏季(7(7月月月月) )的的的的q q 、q q 。 D Dj j q q q q f f( ( ) )窗玻璃冷负荷系数窗玻璃冷负荷系数日射得热因素有效面积系数有效面积系数有效面积系数有效面积系数遮阳系数遮阳系数遮阳系数遮阳系数遮挡系数遮挡系数遮挡系数遮挡系数 室内负荷：室内负荷：设备、照明、人体显热设备、照明、人体显热不稳定计算方法不稳定计算方法设备得热设备得热Q Q：n n1 1：利用系数：利用系数
19、：利用系数：利用系数= =最大实耗功率最大实耗功率最大实耗功率最大实耗功率/ /安装功率安装功率安装功率安装功率n n2 2：同时使用系数：同时使用系数：同时使用系数：同时使用系数= =同时使用功率同时使用功率同时使用功率同时使用功率/ /总安装功率总安装功率总安装功率总安装功率n n3 3：负荷系数：负荷系数：负荷系数：负荷系数实耗功率实耗功率实耗功率实耗功率/ /最大实耗功率最大实耗功率最大实耗功率最大实耗功率n n4 4：排热系数：排热系数：排热系数：排热系数（排风带走热比例）（排风带走热比例）（排风带走热比例）（排风带走热比例）电动设备电动设备电动设备电动设备电热设备电热设备电热设备电
20、热设备设备电动机设备电动机设备电动机设备电动机设备设备设备设备电动机电动机电动机电动机电动设备安装功率电动设备安装功率电动设备安装功率电动设备安装功率输输输输入入入入功功功功率率率率照明得热照明得热Q Q：nn1 1：整流器消耗功率系数：整流器消耗功率系数：整流器消耗功率系数：整流器消耗功率系数：按整流器散热是否在室内确定按整流器散热是否在室内确定按整流器散热是否在室内确定按整流器散热是否在室内确定nn2 2：灯罩隔热系数：灯罩隔热系数：灯罩隔热系数：灯罩隔热系数：指灯罩紧贴吊顶时，部分散热至顶棚指灯罩紧贴吊顶时，部分散热至顶棚指灯罩紧贴吊顶时，部分散热至顶棚指灯罩紧贴吊顶时，部分散热至顶棚
21、人体显热冷负荷：人体显热冷负荷：n n： 在室人数在室人数在室人数在室人数 ：群集系数：群集系数：群集系数：群集系数表表表表3-143-14 人体潜热冷负荷：人体潜热冷负荷：q qs s： 成年男子显热散热量，成年男子显热散热量，成年男子显热散热量，成年男子显热散热量，W W 表表表表3-153-15q q2 2：一名成年男子小时：一名成年男子小时：一名成年男子小时：一名成年男子小时 潜热散热量，潜热散热量，潜热散热量，潜热散热量，W W 表表表表3-153-15 ：群集系数：群集系数：群集系数：群集系数表表表表3-143-14湿源：湿源：湿源：湿源：人员、工艺设备、水槽、地面积水等；人员、工
22、艺设备、水槽、地面积水等；人员、工艺设备、水槽、地面积水等；人员、工艺设备、水槽、地面积水等；散湿均变为瞬时负荷；散湿均变为瞬时负荷；散湿均变为瞬时负荷；散湿均变为瞬时负荷；围护结构与家具的蓄湿作用一般不考虑。围护结构与家具的蓄湿作用一般不考虑。围护结构与家具的蓄湿作用一般不考虑。围护结构与家具的蓄湿作用一般不考虑。湿表面散湿量：湿表面散湿量：湿表面散湿量：湿表面散湿量：P Pq,b q,b 、 P Pq q分别是什么温度下的饱和压力分别是什么温度下的饱和压力分别是什么温度下的饱和压力分别是什么温度下的饱和压力下列加湿形式中哪些需要计算冷负荷：下列加湿形式中哪些需要计算冷负荷：下列加湿形式中哪
23、些需要计算冷负荷：下列加湿形式中哪些需要计算冷负荷：蒸汽加湿、高压喷雾加湿、水槽、地面积水、电加湿、蒸汽加湿、高压喷雾加湿、水槽、地面积水、电加湿、蒸汽加湿、高压喷雾加湿、水槽、地面积水、电加湿、蒸汽加湿、高压喷雾加湿、水槽、地面积水、电加湿、？人体散湿量：人体散湿量：人体散湿量：人体散湿量： 室内湿负荷：室内湿负荷：人体、敞开水面人体、敞开水面5、冷负荷估算法：调查统计值 估算方法目前有很多，各大公司甚至也有自己的估算值。估算方法目前有很多，各大公司甚至也有自己的估算值。估算方法目前有很多，各大公司甚至也有自己的估算值。估算方法目前有很多，各大公司甚至也有自己的估算值。使用时应使用时应使用时
24、应使用时应注意注意注意注意估算值的不精确性。估算值的不精确性。估算值的不精确性。估算值的不精确性。国内冷源设备容量：旅馆为国内冷源设备容量：旅馆为国内冷源设备容量：旅馆为国内冷源设备容量：旅馆为707080W/m80W/m2 2，其他建筑乘，其他建筑乘，其他建筑乘，其他建筑乘以修正系数以修正系数以修正系数以修正系数 k k。冷冻机容量估算指标修正系数冷冻机容量估算指标修正系数冷冻机容量估算指标修正系数冷冻机容量估算指标修正系数 k k k k建筑类别建筑类别建筑类别建筑类别 k k k k 值值值值建筑类别建筑类别建筑类别建筑类别k k k k 值值值值备注备注备注备注办公楼办公楼办公楼办公楼
25、1.21.2商店商店商店商店0.80.8只营业厅空调只营业厅空调只营业厅空调只营业厅空调图书馆图书馆图书馆图书馆0.50.5体育馆体育馆体育馆体育馆3.03.0按比赛馆面积计算按比赛馆面积计算按比赛馆面积计算按比赛馆面积计算大会堂大会堂大会堂大会堂2 22.52.5体育馆体育馆体育馆体育馆1.51.5按总建筑面积计算按总建筑面积计算按总建筑面积计算按总建筑面积计算医院医院医院医院0.8 0.8 1.0 1.0影剧院影剧院影剧院影剧院1.21.2电影厅电影厅电影厅电影厅商店商店商店商店1.5/1.5/全空调全空调全空调全空调影剧院影剧院影剧院影剧院1.5 1.5 1.61.6大剧院大剧院大剧院大
26、剧院每每每每mm2 2建筑面积冷负荷估算指标建筑面积冷负荷估算指标建筑面积冷负荷估算指标建筑面积冷负荷估算指标建筑类别建筑类别建筑类别建筑类别 指标（指标（指标（指标（WW）建筑类别建筑类别建筑类别建筑类别指标指标指标指标（WW）备备备备 注注注注旅馆旅馆旅馆旅馆70708181商店商店商店商店56 56 6565只营业厅空调只营业厅空调只营业厅空调只营业厅空调影剧院影剧院影剧院影剧院84 84 9898商店商店商店商店105 105 122122全部空调全部空调全部空调全部空调办公楼办公楼办公楼办公楼84 84 9898体育馆体育馆体育馆体育馆209209244244按比赛馆面积计算按比赛馆
27、面积计算按比赛馆面积计算按比赛馆面积计算图书馆图书馆图书馆图书馆35 35 4141体育馆体育馆体育馆体育馆105 105 119119按总建筑面积计算按总建筑面积计算按总建筑面积计算按总建筑面积计算大剧院大剧院大剧院大剧院105105130130中外合资中外合资中外合资中外合资旅馆旅馆旅馆旅馆105 105 116116医院医院医院医院56 56 8181要点： 五、冬季空调负荷计算方法1 1、一般采用、一般采用、一般采用、一般采用稳定稳定稳定稳定计算方法；计算方法；计算方法；计算方法；2 2、空调、空调、空调、空调热负荷热负荷热负荷热负荷计算方法与采暖方法相同计算方法与采暖方法相同计算方法
28、与采暖方法相同计算方法与采暖方法相同供热工程供热工程3 3、注意选用、注意选用、注意选用、注意选用冬季空调冬季空调冬季空调冬季空调设计计算参数；设计计算参数；设计计算参数；设计计算参数；4 4、有时为安全起见，日射负荷不考虑。、有时为安全起见，日射负荷不考虑。、有时为安全起见，日射负荷不考虑。、有时为安全起见，日射负荷不考虑。原因？原因？原因？原因？采暖时采用什么参数？采暖时采用什么参数？采暖时采用什么参数？采暖时采用什么参数？第三章 空调负荷计算与送风量3-51、送风温差 t0=tn-t0六、送风温差与送风参数影响空调精度和人体舒适性。影响空调精度和人体舒适性。影响空调精度和人体舒适性。影响
29、空调精度和人体舒适性。与换气次数与换气次数与换气次数与换气次数n n有类似关系，与气流均匀性有关，有类似关系，与气流均匀性有关，有类似关系，与气流均匀性有关，有类似关系，与气流均匀性有关， t t t t0 0 0 0空调精度空调精度空调精度空调精度、舒适性舒适性舒适性舒适性 需要的需要的需要的需要的n n n n 表表3-323-32送风状态点应在送风状态点应在送风状态点应在送风状态点应在 线上：线上：线上：线上： t0 i0N NO O d0 第三章 空调负荷计算与送风量3-62、送风量W Q MW Q MW Q MW Q Mt t0 0,i ,i0 0,d,d0 0,C,C0 0t tw
30、 wi iw wd dw wC Cw w什么时候可以采用温差计算计算风量什么时候可以采用温差计算计算风量什么时候可以采用温差计算计算风量什么时候可以采用温差计算计算风量？设计参数设计参数设计参数设计参数 N N送风状态点送风状态点送风状态点送风状态点OOQQ、W W 控制精度控制精度控制精度控制精度 t t t t0 0 0 0 d d0 0、 i i0 0GG送风量计算顺序 t0 i0N NO O d0 3、夏季送风温差t0分析 t0 i0N NO O d0 1 1）t t0 0空调精度空调精度空调精度空调精度 2 2）t t0 0G G CostCost、running expenses running expenses 3 3）t t0 0ttL L 冷冻水温要求冷冻水温要求冷冻水温要求冷冻水温要求 4 4）t t0 0可实现最大送风温差可实现最大送风温差可实现最大送风温差可实现最大送风温差 tmax90909595机器露点机器露点机器露点机器露点4、冬季送风参数一般：一般：WS=WW、GW=GS d0W= d0S 冬季冬季送风状态送风状态4、全年变化范围 t0 i0sN NO Os s d0 O Ow w i0wid ？
