空调负荷与送风量课件.ppt

1、主要解决的问题主要解决的问题:n室内外空气计算参数室内外空气计算参数n空调房间冷、热负荷与湿负荷的确定空调房间冷、热负荷与湿负荷的确定n空调房间送风量的确定空调房间送风量的确定第二章第二章 空调负荷与送风量空调负荷与送风量2.1 2.1 室内外空气计算参数室内外空气计算参数 影响室内环境舒适度的是多种因素的综合影响室内环境舒适度的是多种因素的综合作用，评价环境的舒适度的指标如何确定？作用，评价环境的舒适度的指标如何确定？一、一、人体热平衡和热舒适感人体热平衡和热舒适感（一）人体热平衡方程（一）人体热平衡方程 人体热平衡可用下式表示：人体热平衡可用下式表示：S=M-W-E-R-C S=M-W-E

2、-R-C S S：人体蓄热率：人体蓄热率 M M：人体能量代谢率：人体能量代谢率 W W：人体所作机械功：人体所作机械功 E E：汗液蒸发和呼出的水蒸汽所带走的热量：汗液蒸发和呼出的水蒸汽所带走的热量 R R：穿衣人体外表面与周围表面之间的辐射换热量：穿衣人体外表面与周围表面之间的辐射换热量 C C：穿衣人体外表面与周围表面之间的对流换热量：穿衣人体外表面与周围表面之间的对流换热量 S=fS=f（M M，t tn n，n n，t tr r，v vn n ，I Iclcl）S0 S0 体温上升体温上升,S0 ,S0 体温下降，体温下降，S=0 S=0 热平衡热平衡44人体蓄人体蓄热率热率人体能量

3、人体能量代谢率代谢率人体产热率人体产热率与室内相对湿度 有关与强度有关与表面温度 有关人体所作人体所作机械功机械功人体与环境人体与环境辐射换热率辐射换热率人体与环境人体与环境对流换热率对流换热率人体蒸发人体蒸发散热率散热率与室温、气流风速有关热舒适热舒适:“对热环境感到满意的心理状态对热环境感到满意的心理状态”FangerFanger教授提出热舒适的三个条件：教授提出热舒适的三个条件：1 1）人体必须处于热平衡状态，以便使人体对环境的散热量人体必须处于热平衡状态，以便使人体对环境的散热量等于人体的体内产热量，并且等于人体的体内产热量，并且蓄热量为零蓄热量为零，即：，即：M-W-C-R-E=0

4、M-W-C-R-E=0 （S=0S=0）2 2）皮肤平均温度必须具有与舒适相适应的水平）皮肤平均温度必须具有与舒适相适应的水平 3 3）人体应具有最佳排汗率）人体应具有最佳排汗率 (二二)什么是热舒适什么是热舒适?3 3、等效温度图和舒适区、等效温度图和舒适区 v由于人的舒适感共四个环境影响因素和四个人由于人的舒适感共四个环境影响因素和四个人为因素，因此不能用一个单一的物理量来表示为因素，因此不能用一个单一的物理量来表示环境是否处于热舒适状态。环境是否处于热舒适状态。v等效温度就结合干球温度、湿球温度和空气流等效温度就结合干球温度、湿球温度和空气流速的效应来反映冷热感觉的。速的效应来反映冷热感

5、觉的。在同一条等效温度线在同一条等效温度线上具有相同的热感觉。上具有相同的热感觉。有效温度线与有效温度线与5050相对湿相对湿度线的交点上标注着等效度线的交点上标注着等效温度的数值，在该点等效温度的数值，在该点等效温度与干球温度相等。温度与干球温度相等。例如，通过例如，通过t t25,5025,50的两线的交点的虚线即为的两线的交点的虚线即为2525等效温度线等效温度线 。等效温度的不足等效温度的不足:没有考虑热辐射的影响。没有考虑热辐射的影响。等效温度设定条件等效温度设定条件:(1)(1)室内空气流速室内空气流速:0.15m/s;:0.15m/s;(2)(2)服装热阻服装热阻:0.6clo;

6、1clo=0.155m2/w:0.6clo;1clo=0.155m2/w。(3)(3)菱形和平形部分表示不同情况下（服装菱形和平形部分表示不同情况下（服装热阻、活动量不同）的舒适区。热阻、活动量不同）的舒适区。CloClo(克洛克洛):):服装的热阻单位服装的热阻单位.1clo00.10.30.50.81.53.0v在同样的热环境条件下，人与人的热感觉也会在同样的热环境条件下，人与人的热感觉也会有所不同，因此，应该采用平均热感觉指标的有所不同，因此，应该采用平均热感觉指标的概念，而概念，而预测的平均热感觉指标预测的平均热感觉指标常常简称为常常简称为PMVPMV。(1)(1)预测平均热感觉指标：

7、预测平均热感觉指标：PMVPMV（Predicted Mean VotePredicted Mean Vote）4 4、PMV-PPDPMV-PPD指标指标 PMV PMV是由舒适方程得到的一个热感觉值数，体是由舒适方程得到的一个热感觉值数，体现了现了四种热环境变量四种热环境变量的一定组合、的一定组合、活动水平和着活动水平和着装装对平均热感觉的影响的预测。对平均热感觉的影响的预测。),(clmrtaaIMvtfPMV 环境参数环境参数活动量活动量 衣着衣着vFangerFanger(方格教授方格教授)收集了收集了13961396名美国和丹麦名美国和丹麦受试者的冷热感觉资料，得出受试者的冷热感觉

8、资料，得出PMVPMV的计算式：的计算式：人体活动量人体活动量年龄年龄性别性别PMVPMV指标的指标的7 7级分度级分度反应反应见汗滴见汗滴手、额、手、额、颈等局颈等局部见汗部见汗感热，感热，皮肤发皮肤发粘、湿粘、湿润润感觉适感觉适宜，皮宜，皮肤干燥肤干燥感凉感凉（局部（局部关节，关节，可忍受）可忍受）局部局部感冷感冷不适，不适，需加需加衣衣很冷，很冷，可见鸡可见鸡皮或者皮或者寒颤寒颤 在同样热环境条件下，人与人之间的热感觉在同样热环境条件下，人与人之间的热感觉会存在差异，而人与人对热环境的反应的差异除会存在差异，而人与人对热环境的反应的差异除了热感觉的不同之外，还表现在对环境满意与否了热感觉

9、的不同之外，还表现在对环境满意与否的差异。因此，的差异。因此，FangerFanger又提出预测不满意百分数又提出预测不满意百分数来表示人群对热环境不满意的情况，来表示人群对热环境不满意的情况，预测平均不预测平均不满意百分数满意百分数常常简写为常常简写为PPDPPD（Predicted Predicted Percent DissatisfiedPercent Dissatisfied）。）。(2)(2)预测平均不满意百分数预测平均不满意百分数PPDPPD（Predicted Percent DissatisfiedPredicted Percent Dissatisfied）v PPDPPD

10、是通过概率分析确定某环境条件下人群不满意是通过概率分析确定某环境条件下人群不满意的百分数。的百分数。中等热环境中等热环境PMVPMV和和PPDPPD指数测定及热舒适条件规指数测定及热舒适条件规定（定（GBT/18049GBT/18049）：）：-1PMV+1-1PMV+1，PPD27%PPD27%1 1、舒适性空调、舒适性空调空调室内空气参数确定考虑：空调室内空气参数确定考虑：n人体热舒适人体热舒适n室外空气参数室外空气参数n冷源情况冷源情况n建筑使用特点建筑使用特点n经济、节能（见表经济、节能（见表2-42-4）二、室内空气温湿度计算参数二、室内空气温湿度计算参数2 2、工艺性空调、工艺性空

11、调n由生产工艺过程的特殊要求确定；由生产工艺过程的特殊要求确定；n尽量兼顾人体热舒适性要求；尽量兼顾人体热舒适性要求；n如果工艺要求允许尽量提高夏季室内如果工艺要求允许尽量提高夏季室内设计温度。设计温度。n见表见表2-5。n目的目的:(1)(1)计算围护结构的传热量计算围护结构的传热量;(2)(2)处理新风所需冷量和热量。处理新风所需冷量和热量。2.1.22.1.2、室外空气计算参数、室外空气计算参数 参数名称参数名称不保证时间不保证时间应用场合应用场合冬季空调室外计算干球温度冬季空调室外计算干球温度1d1d日平均温度日平均温度空调传热计算空调传热计算冬季采暖室外计算干球温度冬季采暖室外计算干

12、球温度5d5d日平均温度日平均温度采暖传热计算采暖传热计算冬季通风室外计算温度冬季通风室外计算温度最冷月平均值最冷月平均值通风计算用通风计算用夏季空调室外计算干球温度夏季空调室外计算干球温度50h50h新风状态计算新风状态计算夏季空调室外计算湿球温度夏季空调室外计算湿球温度50h50h夏季空调室外计算日平均温度夏季空调室外计算日平均温度5d5d稳定传热计算稳定传热计算夏季通风室外计算温度夏季通风室外计算温度1414时月平均值时月平均值通风计算用通风计算用空调房间冷（热）湿负荷的来源：空调房间冷（热）湿负荷的来源：一、空调房间夏季得热量与冷负荷一、空调房间夏季得热量与冷负荷 得热量：得热量：指在

13、某一时刻由室外和室内热源指在某一时刻由室外和室内热源散入房间的热量总和；散入房间的热量总和；冷负荷；冷负荷；是指为了维持室温恒定，空调设是指为了维持室温恒定，空调设备在单位时间内必须自室内取走的热量，备在单位时间内必须自室内取走的热量，也即在单位时间内必须向室内空气提供的也即在单位时间内必须向室内空气提供的冷量。冷量。得热得热空气空气冷负荷冷负荷辐射热辐射热蓄热体蓄热体对流对流热热对流热对流热潜热潜热（延迟）（延迟）空气调节得热量与冷负荷的关系图空气调节得热量与冷负荷的关系图得热量得热量 =潜热潜热+显热（对流热显热（对流热)+)+显热（辐射热）显热（辐射热）冷负荷冷负荷 =潜热潜热+显热（对

14、流热显热（对流热)+)+显热（辐射热）显热（辐射热）（围护结构）蓄热能力（热容量）（围护结构）蓄热能力（热容量）冷负荷冷负荷衰减衰减延迟时间延迟时间 热容量热容量重型结构重型结构 当空调系统当空调系统间歇间歇使用时，在停止运行期间使用时，在停止运行期间室内温度升高，大部分热量被蓄存在围护结构室内温度升高，大部分热量被蓄存在围护结构和家具中。重新开启系统使室内空气达到规定和家具中。重新开启系统使室内空气达到规定的温度，则必须增多供冷量。除了上述的的温度，则必须增多供冷量。除了上述的冷负冷负荷之外还需增加该自然增温的负荷。这两部分荷之外还需增加该自然增温的负荷。这两部分负荷之和即为除热量负荷之和即

15、为除热量，工程中称为开车负荷，工程中称为开车负荷，也就是空调设备的实际供冷量。也就是空调设备的实际供冷量。除热量除热量空气调节负荷方块图空气调节负荷方块图q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)西向瞬时太西向瞬时太阳辐射得热阳辐射得热设计设计冷负荷冷负荷谐波扰量阶跃扰量得热量？得热量？蓄热量？蓄热量？冷负荷？冷负荷？二、空调冷负荷计算二、空调冷负荷计算冷负荷系数法原理冷负荷系数法原理传递函数法传递函数法:将围护结构或空调房间连同空气视将围护结构或空调房间连同空气视为热力系统为热力系统,将外扰或室内得热作为系统的输入将外扰或室内得热作为系

16、统的输入,当计算空调冷负荷时当计算空调冷负荷时,按条件查出相应的冷负荷按条件查出相应的冷负荷温度与冷负荷系数温度与冷负荷系数,用于稳定传热方法计算用于稳定传热方法计算,便于便于手算手算.冷负荷温度冷负荷温度:针对一些定型的围护结构所得的计针对一些定型的围护结构所得的计算冷负荷的相当的逐时温度值算冷负荷的相当的逐时温度值.传递函数的确定传递函数的确定:利用冷负荷系数法计算空调房间冷负荷利用冷负荷系数法计算空调房间冷负荷(二二)通过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷计算通过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷计算1 1、日射得热因数的概念、日射得热因数的概念（3 3）对比计算方法）对比计算方法2 2、通过玻璃窗

17、的日射得热引起冷负荷的计算、通过玻璃窗的日射得热引起冷负荷的计算（三）室内热源散热引起的冷负荷（三）室内热源散热引起的冷负荷2 2、照明设备形成的冷负荷、照明设备形成的冷负荷3 3、人体散热形成的冷负荷、人体散热形成的冷负荷4933、总负荷的确定QTQCLn安全系数常取安全系数常取 1.11.11.251.25，目的是考虑，目的是考虑设备出力需要一定的裕量：设备出力需要一定的裕量：n 冷热源在能量输送过程会有一定损失冷热源在能量输送过程会有一定损失n 空调箱和风道可能会有一定漏风空调箱和风道可能会有一定漏风n 负荷计算过程中可能有些次要因素被忽略负荷计算过程中可能有些次要因素被忽略掉了掉了n

18、设备产品的出力可能达不到铭牌的值设备产品的出力可能达不到铭牌的值n 设备运行一定期间出力有衰退现象设备运行一定期间出力有衰退现象n设备的装机容量往往大于设计负荷设备的装机容量往往大于设计负荷n目前国内商用建筑冷热源装机容量过大目前国内商用建筑冷热源装机容量过大的原因的原因:n 自己对负荷计算没有把握自己对负荷计算没有把握n 负荷是在其它建筑装机容量基础上加安全负荷是在其它建筑装机容量基础上加安全系数确定的系数确定的n 在各阶段对负荷重复乘以安全系数在各阶段对负荷重复乘以安全系数n 认为大比小好认为大比小好n 非技术因素非技术因素n空调系统的设计负荷与实际运行负荷空调系统的设计负荷与实际运行负荷

19、n 设计负荷设计负荷 峰值负荷峰值负荷n 实际运行负荷与建筑使用情况以及气候条实际运行负荷与建筑使用情况以及气候条件有关件有关n峰值负荷确定时需要考虑的因素峰值负荷确定时需要考虑的因素n 宾馆：旅游高峰与最热、最冷天气的错位宾馆：旅游高峰与最热、最冷天气的错位n 影剧院：有的舞台灯光永远不会同时开影剧院：有的舞台灯光永远不会同时开n 体育馆：重大比赛总在过渡季进行体育馆：重大比赛总在过渡季进行空调冷负荷概算指标空调冷负荷概算指标 已知房间的冷负荷已知房间的冷负荷Q Q和和湿负荷湿负荷W W，需要向房间送入，需要向房间送入不同状态的空气不同状态的空气,吸收房间吸收房间的余热余湿或对房间加热加的余

20、热余湿或对房间加热加湿后，从排风口等量排出。湿后，从排风口等量排出。一、一、空调房间送风量的确定空调房间送风量的确定送风量如何确定呢?n一般人认为送风量大空调效果就好。一般人认为送风量大空调效果就好。n最初国产风机盘管机组产品特征：大电机、大最初国产风机盘管机组产品特征：大电机、大风量、高噪声、高能耗。风量、高噪声、高能耗。n风机盘管机组产品新标准：低噪声、高能效比风机盘管机组产品新标准：低噪声、高能效比（Q/WQ/W）。）。n风机盘管机组产品新标准的争议：风量与热量风机盘管机组产品新标准的争议：风量与热量比？比？由空调房间的热、湿平衡可得：NmmNmmdqWdqhqQhq00上两式经整理为：

21、ONmONmddWqhhQq上两式可得：ONONddhhWQ二、二、空调房间送风状态点的确定空调房间送风状态点的确定1.1.在在h-dh-d图上确定图上确定N N点；点；2.2.根据根据Q Q、W W算出算出=Q/W=Q/W，通过通过N N点画出点画出 线；线；3.3.取定取定送风温差送风温差，求出送，求出送风温度，确定送风状态；风温度，确定送风状态；4.4.计算送风量。计算送风量。104 n送风温差送风温差n 影响空调精度和人体舒适性，根据建筑功能的影响空调精度和人体舒适性，根据建筑功能的不同有一定限制不同有一定限制n 影响风道的尺寸影响风道的尺寸n 影响风系统的输送能耗影响风系统的输送能耗

22、n反映送风量的换气次数和气流均匀性反映送风量的换气次数和气流均匀性n换气次数换气次数：指房间送风量指房间送风量 与房间体积与房间体积 的比值，用的比值，用 （次（次/h/h）表示）表示.)/(3hmqV)(3mVnVqnV送风温差的确定：送风温差的确定：n 舒适性空调：送风口高度舒适性空调：送风口高度5m5m，不宜大于，不宜大于1010；送风口高度送风口高度 5m5m，不宜大于，不宜大于1515。n 工艺性空调见表工艺性空调见表2-92-9。n 冬季，室内余热通常为负，若余湿与夏季相同，冬季，室内余热通常为负，若余湿与夏季相同，故热湿比为负值。冬季送风温度高于室温，可故热湿比为负值。冬季送风温

23、度高于室温，可提高送风温度，以降低送风量，但送风量必须提高送风温度，以降低送风量，但送风量必须满足满足最小换气次数，最小换气次数，同时送风温度应不高于同时送风温度应不高于4545。106 O L N O O do do dni ni oi o i o t o t o t n t o do n应尽量取大的送风温差，减少送风量，目的：应尽量取大的送风温差，减少送风量，目的：n 减少初投资（设备和土建）减少初投资（设备和土建）n 减少运行费减少运行费n 如果送风量小于新风量，则需要先定送风量，如果送风量小于新风量，则需要先定送风量，后定送风温差后定送风温差 1 1、某恒温恒湿空调房间空气参数要求为、

24、某恒温恒湿空调房间空气参数要求为tNtN=20=200.5 0.5，NN=55%=55%5%5%，房间夏季余，房间夏季余热量为热量为3KW3KW，余湿量为，余湿量为0.25g/s0.25g/s，若当地大气压力，若当地大气压力为为101325pa101325pa，求送风状态与送风量。如果冬季余，求送风状态与送风量。如果冬季余热量为热量为-1.5KW-1.5KW，其它条件与夏季相同，且采用与，其它条件与夏季相同，且采用与夏季相同的送风量时，求送风状态点及送风参数夏季相同的送风量时，求送风状态点及送风参数（取送风温差（取送风温差tto o=6=6）。）。作业：2 2、某空调房间有工作人员、某空调房间

25、有工作人员1010人从事轻度劳动，人从事轻度劳动，要求房间的空气状态为要求房间的空气状态为tNtN=22=2211，NN =55%=55%5%5%，当地大气压力，当地大气压力B=101 325PaB=101 325Pa。经计算。经计算得围护结构与设备散热引起的冷负荷为得围护结构与设备散热引起的冷负荷为1860W,1860W,余余湿量为零，允许送风温差湿量为零，允许送风温差t0=8t0=8。试确定夏。试确定夏季送风状态及送风量。季送风状态及送风量。3 3、某空调房间室内干球温度某空调房间室内干球温度tNtN=20=20，含湿量，含湿量d=9.5g/kgd=9.5g/kg干，冷负荷为干，冷负荷为3500W,3500W,湿负荷为湿负荷为1500g/h1500g/h，送风温差送风温差t0=8t0=8。试求。试求送风状态点送风状态点t0t0、i0i0、d0d0；送风量送风量G G；若将送风量减少若将送风量减少30%30%，则送风，则送风状态点状态点t0t0、d0d0及及i0i0各为何值。各为何值。