第二章-空调房间的冷(热)湿负荷及送风量的确定课件.ppt

1、2022-12-261o室外空气计算参数和室内温湿度标准的选择o太阳辐射热o空调房间冷、湿负荷的计算方法o空调房间送风状态及送风量的确定2022-12-262空调房间的冷(热)、湿负荷o冷负荷n为连续保持空调房间恒温、恒湿，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷。o热负荷n相反，为补偿房间失热需向房间供应的热量称为热负荷。o湿负荷n为维持室内相对湿度恒定需从房间除去的湿量称为湿负荷。o房间冷(热)、湿负荷也是确定空调系统送风量及各种设备容量的依据。2022-12-263第一节 室外空气计算参数和室内温湿度标准的选择o室外空气计算参数n夏季空调室外计算干、湿球温度n夏季空调室外计算日平均温度和逐

2、时温度n冬季空调室外计算温度、湿度的确定o室内温、湿度设计标准n人体的热平衡和舒适评价n舒适性空调室内温、湿度标准n工艺性空调室内温，湿度标准2022-12-264室外空气计算参数o作为空调设计用的室外气象参数称室外空气计算参数。o在空调设计中，计算通过围护结构传入室内或由室内传至室外的热量时，需首先确定室外空气温度；计算加热或冷却室外新风所需热、冷量及确定室外新风状态时需已知室外空气干、湿球温度。o室外空气计算参数的取值，直接影响室内空气状态和设备投资。n若夏季取用很多年才出现一次而且持续时间较短(几小时或几昼夜)的当地室外最高干、湿球温度，会因设备庞大而形成投资浪费。n因此，设计规范中规定

3、的室外计算参数是按全年少数时间不保证室内温湿度标准而制定的。n若室内温湿度必须全年保证时，另行规定2022-12-265夏季空调室外空气计算参数o夏季空调室外计算干、湿球温度n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twg；n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。n可查表得到。o夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度n夏季计算经围护结构传入室内的热量时，应按不稳定传热过程计算，因此必须已知设计日的室外日平均温度和逐时温度。o夏季空调室外计算日平均温度twp：采用历年平均不保证5天的日平均温度。2022-12-266夏季空调室外空气计算参数o夏季空调

4、室外计算逐时温度tshtsh-室外计算日的逐时温度，twp-夏季空气调节室外计算日平均温度，tr-夏季室外计算平均日较差，twg-夏季空气调节室外计算干球温度，-室外温度逐时变化系数，见表rwpshttt52.0wpwgrttt2022-12-267室外温度逐时变化系数2022-12-268例题：试求夏季北京市13时的室外计算温度。o解 查附录2-1，北京市 twp=28.6，tr=8.8 查表2-1，得 =0.48 则，tsh13=28.6+0.488.8=32.8rwpshttt132022-12-2692022-12-2610空调冬季室外空气计算参数o由于冬季空气加热、加湿所需要的费用远

5、远小于夏季空气冷却、减湿所需费用，所以可以不考虑室外气温的波动，按稳定传热进行计算。o空调冬季室外计算干球温度n应采用历年平均每年不保证1天的日平均温度，即twd参见附录。n若冬季不使用空调设备送热风，仅采用采暖装置补偿房向失热时，计算围护结构传热应采用采暖室外计算温度(按历年平均不保证5d)。o空调冬季室外计算相对湿度n由于冬季室外空气含湿量低于夏季，且变化量很小，不必给出湿球温度，只给出冬季室外计算相对湿度值。n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。（一般为历年一月份平均相对湿度的平均值）参见附录。2022-12-2611二、室内温、湿度设计标准o空调房间的温度和湿度的要求

6、，用两组指标来反映，即空调温度、相对湿度基数和空调精度(室内温度、相对湿度允许的波动范围）。o空调房间的温度、相对湿度基数n是指空调区域内按设计规定所需保持的空气基准温度与基准相对湿度(或干球温度一定时的湿球温度)。o空调精度n是指在空调区域内，在要求空调的工件旁所设一个或数个测温(或测相对湿度)点上水银温度计(或相对湿度计)在要求的持续时间内，所示的空气温度(或相对湿度)偏离室内温(湿)度基数的最大差值。o空调区域n是指离外墙0.5米，离地面0.3米至高于精密仪器设备或人的呼吸区0.30.5米范围内的空间。2022-12-2612室内温、湿度设计标准o根据空调系统服务对象的不同，可分为舒适性

7、空调和工艺性空调。n前者主要从人体舒适感出发确定室内温湿度设计标准，无精度要求；n后者主要满足工艺过程对温湿度基数和精度的特殊要求，同时兼顾人体的卫生要求。2022-12-26131、人体的热平衡和舒适评价o人体的舒适状态是由许多因素决定的，如环境的声音、振动、嗅觉、视觉、色调温度、湿度、气流速度等，其中和热感觉有关的有：n室内空气温度及其在空间的分布和随时间的变化；n室内空气的相对湿度；n人体附近的气流速度；n围护结构内表面及其它物体表面的温度；n人体的温度、散热及体温调节；n衣服的保温性能及透气性。o人体在新陈代谢过程中产生热量，人体的散热主要以对流、辐射、热传导和蒸发等方式进行。o对流散

8、热是通过人体表面进行，对流散热中包括导热，由于热传导散热量不大，一般不单独考虑。蒸发散热通过皮肤、鼻咽粘膜与肺进行。2022-12-2614人体的热平衡和舒适感o人体散热和体内新陈代谢产热相平衡时，人的热感觉良好，体温保持在36.50左右。o空气温度升高和流速降低，人体对流散热量减少，当空气温度高于皮肤表面温度时，人体开始接受对流热；同样，当围护结构和周围物体表面温度升高时，人体辐射散热量减少；而空气的相对湿度愈高，蒸发散热量愈小。o如果与人体热感觉有关的因素发生变化，会使人体散热量增大或减少，为了保持产热量和散热量的平衡，最初人休会运用自身的调节机能，如可以加强汗液分泌来增加散热，或以皮下血

9、管收缩，同时在血管中的血流量减少来减少散热，继而，人体内温度也要发生变化。o当体内多余热量难以全部散出时，体内蓄存热量，导致体温上升，人感到不舒服，当体温上升到40.5时，出汗停止，若不采取措施，体温继续升高，到43.5时，人即死亡。o相反，人体散热量过多，体内温度下降，开始人发生颤抖，当体温降到2528时，人停止呼吸。2022-12-2615有效温度图和舒适区o美国供暖、制冷、空调工程师学会(ASHRAE)1972年版手册基础篇里给出的新的有效温度图。o在同一条有效温度线上具有相同的热感觉，有效温度线与50相对湿度线的交点上标注着等效温度的数值，在该点等效温度与干球温度相等，例如，通过t25

10、，50的两线的交点的虚线即为25等效温度线。2022-12-2616人体热平衡方程和PMV-PPD指标o1984年国际标准化组织(ISO)提出了室内热环境评价与树量的新标准化方法(ISO7726),在ISO7730标准中，用PMV（Predicted Mean Vote，预测平均热感觉指数）和PPD（Predicted Percent Dissatisfied，预测平均不满意百分数）指标来描述和评价热环境。该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、平均辐射温度等六个因素。o在稳态热环境下，丹麦工业大学的P.O.Fanger提出PMV-PPD评价方法，该法是以下列热平衡式为基

11、础的:人体产热对外作功消耗体表扩散失热汗液蒸发失热呼吸的显热和潜热交换=通过衣服的换热=在热环境内通过对流和辐射的换热)()(155.0)()()()(44mrcleffaclcclclclskaexraexprswaskTTfttaAfIttArddGttcGErppDAMM2022-12-2617热舒适方程式人体产热，周围空气的温度，周围空气的水蒸气分压力，热环境周围表面的平均温度，有皮肤到着衣人体外表面的热阻，对流换热系数2022-12-2618热舒适方程式o若人体通过对流和辐射换热能满足舒适方程，人体处于舒适状态。反之，若人体在某种热环境下通过对流和辐射换热不能满足舒适方程，人体会产生

12、一个“负荷”L，即式中L0。o若L为正，人体产生热感觉；L为负则产生冷感觉。2022-12-2619预测平均热感觉指数PMV（Predicted Mean Vote）o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概念，而预测的平均热感觉指标常常简称为PMV。o可以合理的设想，人不舒适的程度愈大，由舒适状态偏离调节机制的热负荷越大。一定活动水平的热感觉是人体热负荷的函数，表明一个人的体内热平衡和对所处环境的热损失之间的差异，Fanger收集了1396名美国和丹麦受试者的冷热感觉资料，得出PMV的计算式：PMV=0.303exp(-0.036M/A)+0.027

13、5LoPMV指标只代表了同一环境下绝大多数人的感觉，不能代表所有个人的感觉。PMV的计算是完全客观的，但指标的含义却是由主观感觉统计确定的。热感热暖微暖中性（不冷不热）微凉凉冷PMV值+3+2+10-1-2-32022-12-2620预测平均不满意百分数PPD（Predicted Percent Dissatisfied）o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了热感觉的不同之外，还表现在对环境满意与否的差异，因此，Fanger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，预测平均不满意百分数常常简写为PPD（Predicted Percent

14、 Dissatisfied）。oPPD是通过概率分析确定某环境条件下人群不满意的百分数 PPD100 95exp(0.03353PMV4+0.2179PMV2)即便达到 PMV0，仍然有5的人不满意。2022-12-2621动态热环境o人们生活的实际热环境是多变的，有时也是瞬变的，如由室外或非空调房间出入空调房间，人的热感觉不同，就在舒适性空调房间内也存在某种空气温度波动等。2022-12-26222、舒适性空调室内温、湿度标准o室内温湿度设计参数的确定，除了要考虑室内参数综合作用下的舒适条件外，还应依据室外气温、经济条件和节能要求进行综合考虑。n1、舒适性空调 o夏季：2228，4065%，

15、0.3m/s o冬季：1824，3060%，0.2m/s n2、工艺性空调 o降温性空调只规定温度或湿度的上限，对空调精度没有要求。o恒温恒湿空调室内空气的温、湿度基数和精度都有严格要求，也有的仅对温度或相对湿度的一项有严格要求。o净化空调不仅对空气温、湿度提出要求，而且对空气中所含尘粒的大小和数量都有严格要求。2022-12-2623第二节 太阳辐射热o太阳辐射强度及其影响因素o建筑物外表面所接受的太阳辐射强度o室外空气综合温度2022-12-26241、太阳辐射强度及其影响因素o太阳辐射能的去向2022-12-2625太阳辐射o 透过大气到达地面的太阳辐射线中，一部分按原来直线辐射方向到达

16、地面称o另一部分由于被各种气体分子，液体或固体颗粒反射或折射，到达地球表面时并无特定方向称太太阳散射辐射。阳散射辐射。o直射辐射和散射辐射之总和称为太阳总辐射或简称。指1m2表面在太阳照射下所获得的热量值，单位为kW/m2或W/m2。它可用仪器直接量测。2022-12-2626太阳辐射强度影响因素o到达地面的太阳辐射强度的大小，主要取决于地球对太阳的相对运动，也就是取决于被照射地点与太阳射线形成的高度角和太阳光线通过大气层的厚度。2022-12-26272、建筑物外表面所接受的太阳辐射强度o太阳散射辐射的内容n天空散射辐射:指来自天空向各方向反射、折射的散乱光，其中以短波辐射为主。n地面反射辐

17、射。指太阳光线射到地面上以后，其中，部分被地面所反射到建筑物表面，属中短波辐射。n大气长波辐射:大气中的水蒸汽吸收太阳光的部分热，又吸收来自地面和围护结构外表面的反射辐射热后，使其温度上升，因而向地面进行长波辐射。2022-12-2628o直射辐射 n水平面上的直射强度：n垂直面上的直射强度：o散射辐射 n水平面上的天空散射辐射：n垂直面上的天空散射辐射：o围护结构外表面所吸收的太阳辐射热2、建筑物外表面所接受的太阳辐射强度IIJIs zN,sinJIc zN,coscosJIPPP Sm,.sin.ln0 511140JJC SP S,.052022-12-26293、室外空气综合温度o建筑物外表面单位面积上得到的热量为：o考虑长波作用wwZwZwwwwwwwwItttItItq),()()(tZ为综合温度为综合温度 ttIRZwww2022-12-26302022-12-26312022-12-2632