2章热负荷.pptx

1、冷负荷、冷负荷：为保证房间低于周围环境温度所为保证房间低于周围环境温度所需供应的冷量，称为冷负荷。需供应的冷量，称为冷负荷。2、热负荷：为保证房间高于周围环境温度、热负荷：为保证房间高于周围环境温度所需供应的热量，称为热负荷。所需供应的热量，称为热负荷。3、湿负荷：为了维持房间湿度恒定需从房间、湿负荷：为了维持房间湿度恒定需从房间除去湿量称为湿负荷。除去湿量称为湿负荷。4、正确确定冷热湿负荷的意义：负荷计算是暖通、正确确定冷热湿负荷的意义：负荷计算是暖通空调设计的依据，关系到环境指标保证空调设计的依据，关系到环境指标保证设备容设备容量大小、方案确定，系统管道大小等。量大小、方案确定，系统管道大小等。5、冷、热、湿负荷的计算依据：室外气象参数、冷、热、湿负荷的计算依据：室外气象参数和室内设计的参数。和室内设计的参数。2-1室内空气计算参数：室内空气计算参数：一一室外空气计算参数：室外空气计算参数：（1）室外空气计算参数：指在负荷计算中所采用的室外空气参数。（2）确定室外空气计算参数：按现行的采暖通风与空气调节设计规范中规定的计算参数。（3）我国确定室外空气计算参数的基本原则：按不保证天数法即全年允许有少数时间不保证室内温湿度标准。1950195019801980三十年平均值，未采用近年的数三十年平均值，未采用近年的数三十年平均值，未采用近年的数三十年平均值，未采用近年的数据或考虑更新。据或考虑更新。据或考虑更新。据或考虑更新。工程计算已经比较保守，富裕量较大。工程计算已经比较保守，富裕量较大。工程计算已经比较保守，富裕量较大。工程计算已经比较保守，富裕量较大。（4）室外空气计算参数的分类：1、夏季空调室外计算干、湿球温度、夏季空调室外计算干、湿球温度 规范确定，夏季空调室外计算干球取室外空气历年平均不保证50h的干球温度；湿球温度也同样。历年平均历年平均：指指指指1950195019801980三十年平均。三十年平均。三十年平均。三十年平均。用途用途：用于计算夏季新风冷负荷。2、夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度：、夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度：空调因围护结构传热负荷计算原理：按不稳定传热过程计算，因此，须知夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度 逐时温度逐时温度（应用少，公式符号与地点修正相同）（应用少，公式符号与地点修正相同）（应用少，公式符号与地点修正相同）（应用少，公式符号与地点修正相同）：确定原则：确定原则：逐时温度 夏季空调室外计算日平均温度，规范规定取历年平均不保证5天的日平均温度，见附录2-1。室外空气温度逐时变化系数，按表2-1确定；夏季空调室外计算平均日较差，按附录2-1或下式计算 式中夏季空调室外计算干球温度3、冬季空调室外空气计算温度、相对湿度、冬季空调室外空气计算温度、相对湿度 冬季空调室外空气计算温度的用途用途：在冬季利用空调 供暖时，计算围护结构的热负荷和新风负荷均用此温 度。确定原则确定原则：规范规定历年平均不保证1天的日平均温 度作为冬季空调室外空气计算温度。见附录2-1 相对湿度相对湿度：规范规定，采用历年一月份平均相对 湿度的平均值作为冬季空调室外空气计算相对湿度。4.冬季采暖室外计算温度和冬季通风设计温度冬季采暖室外计算温度和冬季通风设计温度采暖室外计算温度的确定：规范规定取历年平均不保证5天的日平均温度。通风室外计算温度的确定：取累年最冷月平均温度。采暖室外计算温度的用途：用于计算建筑物围护结构的热负荷及消除有害物通风的进风热负荷（也即供暖系统设计热负荷），通风室外计算温度的用途：计算全面通风的进风热负荷。5、夏季通风室外计算温度和夏季通风室外计算相对湿度：、夏季通风室外计算温度和夏季通风室外计算相对湿度：通风室外计算温度的确定规范规定取历年最热月14 时的月平均温度的平均值。通风室外计算相对湿度的确定：取历年最热月14时的月 平均相对湿度的平均值。温度及湿度用途：计算消除余热余湿的通风及自然通风 进风需冷却时，进风冷负荷也采用。二、室内空气计算参数二、室内空气计算参数室内需空气计算参数选择考虑因素室内需空气计算参数选择考虑因素：1、房间使用功能对舒适性的要求。主要因素是空气温度、湿度和气流速度，其次为衣着，空气新鲜程度，室内各表面的温度，人员活动情况等。2、地区、冷热湿情况、经济条件和节能要求等因素。规范对舒适性空调采暖、室内计算参数如下：见P10下部具体见表2-2，表2-3工艺性见参考文献42-2冬季建筑的热负荷冬季建筑的热负荷采暖设计热负荷的确定依据：按平衡原理，即热负荷=失热量-得热量民用建筑民用建筑：失热量：围护结构耗热量、由门窗缝隙渗入冷空气外门开 启侵入冷空气。得热量：太阳辐射工业建筑工业建筑：失热量：除上述民用建筑失热量项目，还有冷物料运输工 具、水分蒸发。得热量：设备散热，热物料一、围护结构的耗热量一、围护结构的耗热量围护结构耗热量包含内容围护结构耗热量包含内容：围护结构温差传热量。缝隙渗入冷空气。外门开启侵入。太阳辐射。上述代数和，分为基本耗热量和附加耗热量。1、围护结构的基本耗热量按（、围护结构的基本耗热量按（2-3）式计算）式计算j部分围护结构的基本耗热量W；j部分围护结构的基本传热面积j部分围护结构的基本传热系数W/；冬季室内计算温度 ；冬季室内计算温度 ；围护结构的温差修正系数，无量纲，见表2-4的确定：a、外墙高度，本层地面到上层地面（中间层）。底层：由地面下表面到上层地面。顶层：平屋顶到屋顶外表面。斜屋面：到门顶的保温层表面。长：外表面到外表面，外表面到中心线，中心线到中心线。b、门、窗按净空尺寸。c、地面、屋顶面积，地面和门顶按内廓尺寸，平屋顶，按外廓。d、地下室，位于室外地面以下的外墙，按地面 的确定。查有关手册 =8.72 W/=23.26 W/计算（多层匀质平壁）地面通常用地带划分法：地面通常用地带划分法：第一地带=0.47 W/第二地带=0.23 W/第三地带=0.12 W/第四地带=0.07 W/2、围护结构附加耗热量、围护结构附加耗热量朝向修正耗热量产生原因产生原因:太阳辐射对建筑物得失热量的影响,规范规定对不同朝向的垂直围护结构进行修正.修正方法修正方法:采用修正率，见教材，注意各地规定。加减到基本耗热量上。风力附加耗热量，产生原因：风力增强。规范规定见教材，一般城市中建筑物可不附加外门开启附加产生原因产生原因：加热开启外门侵入的冷空气。方法：方法：短时间开启，无热风幕，按表2-5高度附加原因：原因：高度过高，强度梯度方法：当净高起过4m时，每增加1米，附加率为2%，最大不超过15%，高度附加是在基本耗热量和其他附加耗热量总和上。通过某一围护结构传热量耗热量，二、门窗缝隙渗入冷空气的耗热量二、门窗缝隙渗入冷空气的耗热量1、产生原因、产生原因：因风压与热质作用室外空气经门窗缝隙进入室内。2、方法、方法：规范规定，对六层以下的按缝隙法。加热渗入冷空气耗热量w0.278单位换算系数 1KJ/h=0.278wL经每m门窗缝隙渗入室内的冷空气量根据冬季室外平均风速.查表2-6l门窗可开启部分缝隙长度m室外空气密度kg/m3Cp空气压质量比热 1Kj/kg.m冷风渗适量的朝向修正系数,见表2-7地板辐射采暖规范地板辐射采暖规范地板辐射采暖规范地板辐射采暖规范我国我国我国我国采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范的强制性规定的强制性规定的强制性规定的强制性规定2-3夏季建筑围护结构的冷负荷夏季建筑围护结构的冷负荷空调负荷需要精确计算的原因：？空调负荷需要精确计算的原因：？由于空调负荷计算的偏大，导致设备选型偏大，国外由于空调负荷计算的偏大，导致设备选型偏大，国外的空调发展也经历了这个发展阶段。的空调发展也经历了这个发展阶段。首先必须要区分的是得热量与冷负荷是两个不同的概首先必须要区分的是得热量与冷负荷是两个不同的概念。通过围护结构进入房间的以及房间内部发散的各种热念。通过围护结构进入房间的以及房间内部发散的各种热量称为房间得热量，这些热量中绝大多数具有时变性质且量称为房间得热量，这些热量中绝大多数具有时变性质且含有辐射成份（例如夏季进入室内的阳光辐射得热）。含有辐射成份（例如夏季进入室内的阳光辐射得热）。空调系统是依靠空气为媒介，带走室内的余热量。空空调系统是依靠空气为媒介，带走室内的余热量。空气只能带走对流热量，却不能直接吸收辐射热量。当房间气只能带走对流热量，却不能直接吸收辐射热量。当房间的得热量中含有辐射成份时，这部分辐射成份必须经过吸的得热量中含有辐射成份时，这部分辐射成份必须经过吸收、反射、对流放热和辐射放热等多次过程才能使进入房收、反射、对流放热和辐射放热等多次过程才能使进入房间的辐射热量最终转化为对流热量被空调空气所带走。间的辐射热量最终转化为对流热量被空调空气所带走。建筑热湿环境是如何形成的?是建筑环境中最重要的内容。是建筑环境中最重要的内容。主要成因是外扰和内扰的影响和主要成因是外扰和内扰的影响和 建筑本身的热工性能。建筑本身的热工性能。外扰（外热源）：外扰（外热源）：室外气候参数，邻室的空气温湿度。室外气候参数，邻室的空气温湿度。内扰（内热源）：内扰（内热源）：室内设备、照明、人员等室内热湿源。室内设备、照明、人员等室内热湿源。均属瞬间得热量，未考虑得热后以辐射传递的衰减问题。均属瞬间得热量，未考虑得热后以辐射传递的衰减问题。室外空气综合温度 t z 太阳直太阳直太阳直太阳直射辐射射辐射射辐射射辐射大气长大气长大气长大气长波辐射波辐射波辐射波辐射太空散太空散太空散太空散射辐射射辐射射辐射射辐射对流对流对流对流换热换热换热换热地面反射辐射地面反射辐射地面反射辐射地面反射辐射环境长波辐射环境长波辐射环境长波辐射环境长波辐射地面长地面长地面长地面长波辐射波辐射波辐射波辐射壁体得热壁体得热壁体得热壁体得热形成形成形成形成室内得热室内得热室内得热室内得热通过墙体的热传导通过墙体的热传导由于热惯性存在，通过围护结构的传热量和温度由于热惯性存在，通过围护结构的传热量和温度的波动幅度与外扰波动幅度之间存在衰减和延迟的波动幅度与外扰波动幅度之间存在衰减和延迟的关系。衰减和滞后的程度取决于围护结构的蓄的关系。衰减和滞后的程度取决于围护结构的蓄热能力。热能力。室内得热的重要概念得热得热(HeatGainHG)：某时刻在内、外：某时刻在内、外扰作用下进入房间的总热量叫做该时刻的得扰作用下进入房间的总热量叫做该时刻的得热（内外热源）。热（内外热源）。围护结构热过程特点：由于围护结构热惯性围护结构热过程特点：由于围护结构热惯性的存在，通过围护结构的得热量本身就会与的存在，通过围护结构的得热量本身就会与外扰之间存在着外扰之间存在着衰减和延迟衰减和延迟的关系。的关系。得得得得热热热热潜热潜热潜热潜热显热显热显热显热辐射得热辐射得热辐射得热辐射得热对流得热对流得热对流得热对流得热室室内内得热后又会以对流和辐射（有延迟）方式形成冷负荷。得热后又会以对流和辐射（有延迟）方式形成冷负荷。房间得热量与冷负荷的关系壁面得热后分析通过围护结构的导热得热 本壁面获得的通过玻璃窗的日射得热 壁面对流得热 本壁面向其他壁面的长波辐射 本壁面向热源的辐射Q Qcondcond小小结结空调负荷计算必然分为两部分：空调负荷计算必然分为两部分：1.在室内、室外热源（墙体为非稳态）作在室内、室外热源（墙体为非稳态）作用下的得热量计算。用下的得热量计算。2.得热量以对流和辐射方式逐步释放形成得热量以对流和辐射方式逐步释放形成空调冷负荷的计算。空调冷负荷的计算。注：工程计算常简化为一步。注：工程计算常简化为一步。空调负荷计算（1）在上世纪）在上世纪40年代，没有区分得热量和房间冷年代，没有区分得热量和房间冷负荷两个不同概念。负荷两个不同概念。（2）准稳态传热计算时期：用室外气温和太阳辐）准稳态传热计算时期：用室外气温和太阳辐射的傅立叶展开式做为墙体导热方程的边界条件求射的傅立叶展开式做为墙体导热方程的边界条件求解传热量，采用稳态传热计算形式来简化，得出当解传热量，采用稳态传热计算形式来简化，得出当量温差的概念。量温差的概念。50年代，苏联提出了谐波分解的类年代，苏联提出了谐波分解的类似方程，并用衰减度和延迟时间来表示。似方程，并用衰减度和延迟时间来表示。（3）动态负荷计算时期：上世纪）动态负荷计算时期：上世纪70年代出现了反年代出现了反应系数法，和用在应系数法，和用在Z传递函数的改进的反应系数法。传递函数的改进的反应系数法。空调负荷计算的发展，使得空调设计负荷更加精确，空调负荷计算的发展，使得空调设计负荷更加精确，降低能耗和节省投资，为房间的全年能耗逐时模拟、降低能耗和节省投资，为房间的全年能耗逐时模拟、建筑物能耗分析奠定了基础。建筑物能耗分析奠定了基础。（4）目前国内的空调负荷计算方法有两种：（）目前国内的空调负荷计算方法有两种：（1）谐波法的改进法：谐波反应法（谐波法的改进法：谐波反应法（2）基于传递函数）基于传递函数和反应系数法的冷负荷系数法。和反应系数法的冷负荷系数法。积分变换法原理 对于常系数的线性偏微分方程，采用积分变换对于常系数的线性偏微分方程，采用积分变换如如傅立叶变换傅立叶变换或或拉普拉斯变换拉普拉斯变换。积分变换的。积分变换的概念是把函数从一个域中移到另一个域中，在概念是把函数从一个域中移到另一个域中，在这个新的域中，函数呈现较简单的形式，因此这个新的域中，函数呈现较简单的形式，因此可以求出解析解。然后再对求得的变换后的方可以求出解析解。然后再对求得的变换后的方程解进行逆变换，获得最终的解。程解进行逆变换，获得最终的解。B B域：问题域：问题域：问题域：问题容易求解容易求解容易求解容易求解对函数进行对函数进行对函数进行对函数进行积分变换积分变换积分变换积分变换求解求解求解求解A A域：问题域：问题域：问题域：问题难以求解难以求解难以求解难以求解对函数解进行对函数解进行对函数解进行对函数解进行积分逆变换积分逆变换积分逆变换积分逆变换获得解获得解获得解获得解1946美国美国1950s.前苏联前苏联1967加拿大加拿大典型负荷计算方法原理介绍 目的：使负荷计算能够在工程应用中实施 发展：由不区分得热和冷负荷发展到考虑二者的区别 常用方法常用方法 谐波分解法和反应系数法比较谐波分解法和反应系数法比较谐波法计算空调负荷比较直观，采用了衰减度和谐波法计算空调负荷比较直观，采用了衰减度和延迟时间两个重要概念，反映的是以延迟时间两个重要概念，反映的是以24小时为波小时为波动的完整。动的完整。反应系数法求解单位三角波扰量（反应系数法求解单位三角波扰量（1的扰量）在的扰量）在后来的每个间隔点时产生热传递效应的系数，即后来的每个间隔点时产生热传递效应的系数，即传热反应系数，与衰减和延迟两个概念无关，不传热反应系数，与衰减和延迟两个概念无关，不必再构造连续函数。必再构造连续函数。无论何时发生多大的热扰动，均以该时刻为无论何时发生多大的热扰动，均以该时刻为起点按此传热反应系数的顺序递推求出该扰动对起点按此传热反应系数的顺序递推求出该扰动对其后各点的传热效应，继而求出逐时负荷值，因其后各点的传热效应，继而求出逐时负荷值，因此对于全年的逐时空调负荷和此对于全年的逐时空调负荷和非周期非周期的传热计算的传热计算更加方便。更加方便。1、谐波反应法（、谐波反应法（空气调节空气调节第三版，清华大学出版社）：第三版，清华大学出版社）：第一：第一：由于室外综合温度形成的室内围护结构得热量的过程。此过程要由于室外综合温度形成的室内围护结构得热量的过程。此过程要考虑外扰的考虑外扰的周期性周期性周期性周期性和围护结构对外扰的和围护结构对外扰的衰减和延迟衰减和延迟衰减和延迟衰减和延迟性质。性质。第二：第二：室内围护结构得热量形成空调负荷过程：此过程将该得热量分室内围护结构得热量形成空调负荷过程：此过程将该得热量分成对流和辐射两个成份。对流部分形成瞬时冷负荷，辐射部分则要考虑房成对流和辐射两个成份。对流部分形成瞬时冷负荷，辐射部分则要考虑房间各个表面总体的蓄热作用（表现为放热衰减和放热延迟）后才转化为瞬间各个表面总体的蓄热作用（表现为放热衰减和放热延迟）后才转化为瞬时冷负荷。时冷负荷。查瞬时传热量的比例分配表、房间类型及围护结构放热特性表查瞬时传热量的比例分配表、房间类型及围护结构放热特性表第二步用于室内以辐射方式传递热量的衰减情况计算。第二步用于室内以辐射方式传递热量的衰减情况计算。第二步用于室内以辐射方式传递热量的衰减情况计算。第二步用于室内以辐射方式传递热量的衰减情况计算。理论计算时分为第一阶段和第二阶段两步骤计算内容，但在查表计算时理论计算时分为第一阶段和第二阶段两步骤计算内容，但在查表计算时一步完成（即所谓简化计算）。一步完成（即所谓简化计算）。空气调节设计手册空气调节设计手册第二版第二版Qw=KwFw(twp+tfp+tw-tn)=KwFw t2、冷负荷系数法、冷负荷系数法：冷负荷系数法，基础是传递函数法将围护结构或空调房冷负荷系数法，基础是传递函数法将围护结构或空调房间连同空气视为热力系数将外扰或室内得热作为系统的输入，间连同空气视为热力系数将外扰或室内得热作为系统的输入，当计算某建筑物空调冷负荷时，按条件查出相应的冷负荷温当计算某建筑物空调冷负荷时，按条件查出相应的冷负荷温度与冷负荷系数，用稳定传热方法，便于手算。度与冷负荷系数，用稳定传热方法，便于手算。第一：第一：A、围护结构各部件的基本得热量（围护结构各部件的基本得热量（建筑热过程建筑热过程）B、房间发应系数的定义是：房间在某种单位单元得热量的作用下，从作房间发应系数的定义是：房间在某种单位单元得热量的作用下，从作用时刻用时刻j=0起，其后的各个时刻起，其后的各个时刻j(j=0,1,2)房间所得到的热量的数值称为该时房间所得到的热量的数值称为该时刻的房间反应系数。刻的房间反应系数。为了简化计算，将房间反应系数简化为为了简化计算，将房间反应系数简化为W(0),W(1),CW(1),C2W(1),C为房间为房间反应系数的公比。此时的冷负荷计算公式为：反应系数的公比。此时的冷负荷计算公式为：CL(n)=W(0)HG(n)+W(1)-CW(0)HG(n-1)+CCL(n-1)冷负荷系数法简化计算（也用于谐波反应法）室冷负荷系数法简化计算（也用于谐波反应法）室内以辐射方式传递热量的衰减情况。内以辐射方式传递热量的衰减情况。第二：第二：思考：冬季是否需要进行精确计算？因为在冬季室内外的平均温差，比室外温度的日波动值要大，而且在连续采暖的建筑内，传热接近于稳定状态。例如北京采暖室外计算温度为9，室内设计温度为18，其稳定传热部分的温差为27，冬季室外空气温度的波幅为56，若采用370墙体，其波幅的衰减倍数为33倍，即内表面温度的波动不足0.2，因此冬季采暖围护结构的传热量按稳态传热计算的精度是满足要求的。冬季空调的负荷计算也同样按稳态计算，但冬季的室外计算温度与供暖室外计算温度不同。一、围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法：一、围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法：1、外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷、外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷 逐时冷负荷按下式 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷wA外墙和屋面的面积K外墙和屋面和传热系数，查附录2-2，2-3 室内计算温度 -外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，查附录2-4，2-5。本教材：冷负荷系数法本教材：冷负荷系数法注意：注意：1）附录2-4，2-5给出的 是以北京地区气象参数计算而得，对其他地区，应修正，成为 +,可由附录2-6查得。2）当 18.6 W/时,应将（+td）查表2-8中的修正值.=3.5+5.603）当 变化时,可不修正.一般取8.7.4）表中吸收系数已建议采用 =0.90,但有把握保持外表面的中线色时,表中数值可查表2-9所列吸收系数修正值.因此,外墙和屋面的冷负荷计算温度为冷负荷计算式改为:2、内围护结构冷负荷、内围护结构冷负荷：产生原因产生原因：邻室为非空调房间，或有发热量。负荷计算负荷计算：a、邻室为非空调房间，且通风良好，通过内墙与楼板传热冷负荷，可按式（2-5）计算。b、当邻室有发热量时，可视作稳定传热，按下式 内周护结构传热系数；内周护结构面积m2；夏季空调室外计算的平均温度；附加温升，按表2-10选取。3、外玻璃窗口瞬变传热引起的冷负荷、外玻璃窗口瞬变传热引起的冷负荷。通过外玻璃窗冷负荷（因温差作用）外玻璃窗口瞬变传热引起的冷负荷。外窗传热系数窗口面积；外窗冷负荷温度的逐时值，由附录2-10所得；注意：注意：1）值要根据窗框情况不同修正，修正值查附录2-9；2）要进行地占修正，修正值 可查附录2-11。因此，式（2-9）变为：二、通过玻璃窗的日射得热引起冷负荷的计算方二、通过玻璃窗的日射得热引起冷负荷的计算方法。法。（一）日射得热因数的概念（一）日射得热因数的概念。1、日射得热的分类：、日射得热的分类：通过玻璃窗直接进入室内的太阳辐射热 窗玻璃吸收太阳辐射后使入室内热量。2、影响因素、影响因素:窗类型 遮阳设施 太阳入射角 太阳辐射强度。3、对比计算方法：、对比计算方法：因素组合太多，无法建立太阳辐射得热与太阳辐射强度间的系数关系，于是采用一种对比计算方法，采用3mm厚玻璃（普通平板）作标准玻璃，在 =8.7 和 =18.6 条件下，得出夏季（七月份为代表），通过这一“标准玻璃”的日射得出量 和 值。称为反射得热因数。经统计计算，得出适用于各地区（不同纬度）的 ，由附录2-12查得。在非标准玻璃情况下，不同窗类型和遮阳设施对得热影响可对 加以修正，乘窗玻璃的综合遮挡系数.：室玻璃的遮阳系数定义式为由附录2-13查得；室内遮阳设施的遮阳系数，由附录2-14查得。外遮阳不合格。（二）通过玻璃窗的反射得热引起的冷负荷的计算方法（二）通过玻璃窗的反射得热引起的冷负荷的计算方法冷负荷 式中 窗口面积 ；有效面积系数，附录2-15查得；窗玻璃冷负荷系数，无因次，附录2-16至2-19查得。注意注意：分南北区，以北纬2730为界。2-4室内热源散热引起的冷负荷。室内热源散热引起的冷负荷。1、室内热源散热的构成、室内热源散热的构成：工艺设备散热 照明散热 人体散热。2、室内热源散热的类型、室内热源散热的类型：显热 潜热显热：显热：因温差造成，以对流形式散出的成为瞬时冷负荷。以辐射形式散出的成为先被围护结构或家俱表面所吸收，然后再缓慢散出，形成滞后冷负荷，要采用冷负荷系数。潜热：潜热：因水分凝结放热，为瞬时冷负荷。一、设备散热形成的冷负荷一、设备散热形成的冷负荷按下式计算：式中：-设备和用户显热形成的冷负荷，W；-设备和用具的实际显热散热量，W；-设备和用具的实际显热冷负荷系数，可由附录2-20、20-21查得，如果空调系统不连续运行，则=1.0设备和用具的实际显热散热量的计算。1、电动设备、电动设备当工艺设备和电动机都在室内时当工艺设备在室内，而电动机不在室内当工艺设备不在室内，而只有电动机在室内时其中各项意义其中各项意义N电动设备的安装功率KW；电动机效率，可由产品样本查，Y系列电动见表2-11。利用系数，电动最大实效功率与安装功率之比，一般取0.7-0.9。电机负荷系数，电机每小时平均实数耗功率与机器设计时最大实数功率之比，精密机床可取0.15-0.40，普通机床取0.5左右。同时使用系数，电机同时使用安装功率与总安装功率之比，一般取0.5-0.8。2、电热设备散热量、电热设备散热量对无保温密闭罩，按下式计算 考虑排风带走热量的系数，一般取0.5，其他符号同前。3、电子设备、电子设备计算公式同（2-17）其中 根据使用情况而定，计算时取1.0，一般仪表取0.5-0.9。二、照明设备形成的冷负荷二、照明设备形成的冷负荷特点特点：电压一定时，室内照明散热量不随时间变化，是稳定散热量，但以对流与辐射两种方式散热，仍采用冷负荷系数。白炽灯黄火灯 式中：灯具散热形成的冷负荷，W；N 灯具所需功率KW；镇流器消耗功率系数，明装黄火灯的镇流器在空调房间内时，取n1=1.2，当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时n1=1.0。灯罩隔热系数，当灯罩上部有孔，可利用自然通风散热于顶棚内时n2=0.5-0.6，无通风孔n2=0.6-0.8；照明散热冷负荷系数，可由附录2-22查得。三、人体散热形成的冷负荷三、人体散热形成的冷负荷1、影响人体散热因系：、影响人体散热因系：性别、年龄、衣着、活动强度及周围环境条件（温、湿度等）。2、特点：、特点：潜热量和对流热形成瞬时冷负荷，辐射形成滞后冷负荷，采用冷负荷系数进行计算。3、计算基础：、计算基础：为设计计算方便，以成年男子散热量为计算基础，对不同功能建筑物中各类人员进行修正，引入群集系数，表2-12给出数据。4、人体显热散热引起的冷负荷计算式为、人体显热散热引起的冷负荷计算式为 式中：人体显热散热形成的冷负荷，W。不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W见表2-13。n 室内全部人数；群集系数，见表2-12；冷负荷系数，由附录2-23查得。注：注：人员密集的场所（影院、剧院、会堂等）由于人体对围护结构和室内物品的辐射换热量相应减少，可取 =1.0。5、人体潜热散热引起的冷负荷计算式为、人体潜热散热引起的冷负荷计算式为：人体潜热形成的冷负荷，W。不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W见表2-13；N,同式（2-21）。2-5湿负荷湿负荷1、湿源：、湿源：人体散湿，敝开水池（横）表面散湿，地面积水，洗涤洗浴，工艺过程等。2、湿负荷：、湿负荷：为维持室内确定的空气含湿量需去除的湿量。一一.人体散湿量人体散湿量人体散湿量按下式计算：式中人体散湿量kg/s.-成年男子小时散湿量，见表2-13。同式（2-21）二二敞开水表面散湿量敞开水表面散湿量按下式式中：敞开水表面的散湿量，kg/s；W单位水面蒸发量，kg/见表2-14；A蒸发表面面积，。2-6新风负荷新风负荷1、通风换气的作用、通风换气的作用：保障良好的室内空气品质。2.室外新鲜空气（简称新风）的处理室外新鲜空气（简称新风）的处理：夏季：室外空气焓值和温度比室内空气高，消耗冷量冬季：气温低，含湿量少，消耗热量和加湿量。3、新风能量消耗比重：、新风能量消耗比重：空调新风能耗约占总能耗25%-30%，高级宾馆和办公建筑可高达40%耗能可观。4、新风量确定原则：、新风量确定原则：满足空气品质前提下，尽量选较小的必要新风量。按规范手册规定（或推荐）计算在6-3和8-2讲5、夏季空调新风冷负荷按下式计算、夏季空调新风冷负荷按下式计算：式中夏季新风冷负荷KW新风量kg/s室外空气焓值kj/kg室内空气的焓值kj/kg 6、冬季空调新风热负荷按下式计算、冬季空调新风热负荷按下式计算。式中空调新风热负荷kw空气定压比热kj/kg.R,取1.005KJ/KG.冬季空调室外计算温度冬季空调室内计算温度瞬时得热量瞬时得热量（第一阶段）（第一阶段）逐时冷负荷逐时冷负荷 新风冷负荷新风冷负荷损耗冷负荷损耗冷负荷设设备备冷冷负负荷荷系统冷量系统冷量=房间冷负荷房间冷负荷+新风负荷新风负荷+冷损失冷损失不要误以为围护结构的非稳态传热计算就是房间负荷！不要误以为围护结构的非稳态传热计算就是房间负荷！（第二阶段）2-72-7空调室内冷负荷与制冷系统的冷负荷空调室内冷负荷与制冷系统的冷负荷1.得热量与冷负荷是两个概念不同而又有关联的量得热量与冷负荷是两个概念不同而又有关联的量房间得热量房间得热量：指某一时刻由室内和室外热源进入房间的总和。冷负荷：冷负荷：维持室内温度恒定，在某一时刻应从房间除去的热量。差别所在差别所在：瞬间得热量中，以对流方式传递的显热，潜热直接放热给空气，构成瞬时冷负荷。辐射方式传热量，是为围护结构和物体吸收并贮存，然后放出。瞬时得热量瞬时冷负荷；只有当得热量中不存在辐射方式热量或结构和物体无蓄热能时才相等。见教材见教材P25P25页（问答题）页（问答题）2、室内冷负荷、室内冷负荷：包括包括由于室内外温差和太阳辐射，通过围护结构使入室内的热量形成的冷负荷。人体散热，散温形成的冷负荷。灯光照明散热形成的冷负荷。其它设备散热形成的冷负荷。上述空调室内负荷是确定空调送风处理过程，系统设定和设备密度的依据之一。3、新风冷负荷：处理新风的冷负荷、新风冷负荷：处理新风的冷负荷。一个制冷系统通常为一幢建筑物或多幢建筑物的一个制冷系统通常为一幢建筑物或多幢建筑物的许多个房间的空调系统服务，制冷系统的总装机许多个房间的空调系统服务，制冷系统的总装机冷量并不是所有各空调房间最大冷负荷的叠加。冷量并不是所有各空调房间最大冷负荷的叠加。因为各空调房间的朝向、工作时间并不一致，他因为各空调房间的朝向、工作时间并不一致，他们出现最大冷负荷的时刻也不会一致，简单地将们出现最大冷负荷的时刻也不会一致，简单地将各大房间最大冷负荷叠加势必造成制冷系统装机各大房间最大冷负荷叠加势必造成制冷系统装机冷量过大。冷量过大。应对制冷系统所服务的空调房间的冷负荷逐时值应对制冷系统所服务的空调房间的冷负荷逐时值进行叠加，以其中出现的最大冷负荷作为制冷系进行叠加，以其中出现的最大冷负荷作为制冷系统选择设备的依据。统选择设备的依据。整个大楼的总冷负荷整个大楼的总冷负荷单个房间的空调设备冷量以该房间的最大冷负荷单个房间的空调设备冷量以该房间的最大冷负荷做为房间设备的选择依据。做为房间设备的选择依据。各个房间的冷负各个房间的冷负荷荷制冷系统冷负荷制冷系统冷负荷QJ（机器负荷）的确定（机器负荷）的确定确定空调用制冷系统的负荷时，应考虑空确定空调用制冷系统的负荷时，应考虑空调系统所服务房间的同时使用系数，制冷调系统所服务房间的同时使用系数，制冷装置及冷水系统的冷量损失，制冷设备运装置及冷水系统的冷量损失，制冷设备运行一段时间后冷量产出减少，传热效率降行一段时间后冷量产出减少，传热效率降低等因素的影响。低等因素的影响。QJ=KKfKKbQO同时使用系数同时使用系数同时使用系数同时使用系数KK，视建筑物的使用性质、功能、规模、，视建筑物的使用性质、功能、规模、等级及经营管理等因素而定，取值在等级及经营管理等因素而定，取值在0.61.0之间。之间。冷量损失附加系数冷量损失附加系数冷量损失附加系数冷量损失附加系数K Kf f，与空调系统的规模、设备类型、，与空调系统的规模、设备类型、管道长短有关。用冷水间接冷却空气的系统，取值为管道长短有关。用冷水间接冷却空气的系统，取值为1.101.15；直接蒸发式表冷器系统，取值为；直接蒸发式表冷器系统，取值为1.051.10。效率降低修正系数效率降低修正系数效率降低修正系数效率降低修正系数KK，一般可取，一般可取1.051.10，或者采，或者采用设备生产厂家提供的数值。如果厂家给出的设备制冷量用设备生产厂家提供的数值。如果厂家给出的设备制冷量已经考虑了已经考虑了冷量产出减少及传热效率降低的影响，则应取冷量产出减少及传热效率降低的影响，则应取K=1.00。事故备用量修正系数事故备用量修正系数事故备用量修正系数事故备用量修正系数K Kb b的取值与空调用制冷机组的安的取值与空调用制冷机组的安装台数有关，采用冷水机组作冷源的中央空调系统，通常装台数有关，采用冷水机组作冷源的中央空调系统，通常都应选用两台以上机组。假若有某台机组在高峰负荷期间都应选用两台以上机组。假若有某台机组在高峰负荷期间出现故障而停机时，设计的备用量应满足其他机组能维持出现故障而停机时，设计的备用量应满足其他机组能维持空调系统所需冷负荷是空调系统所需冷负荷是75%左右。于是，在设左右。于是，在设2台、台、3台或台或4台以上机组的情况下，备用量修正系数台以上机组的情况下，备用量修正系数Kb可分别取值为可分别取值为1.40、1.12和和1.00。注：现注：现“设计规范设计规范”规定，选择制冷机时台规定，选择制冷机时台数不宜过多，且一般不考虑备用。在不考虑备用数不宜过多，且一般不考虑备用。在不考虑备用时，取时，取Kb=1.00，并应选择两台同冷量的机组分担，并应选择两台同冷量的机组分担所需制冷系统负荷。所需制冷系统负荷。补充：全年冬季空调能耗分析1。冬季。冬季“设计日设计日”空调热负荷逐时计算：空调热负荷逐时计算：取室外逐时气温，墙体按稳态计算，玻取室外逐时气温，墙体按稳态计算，玻璃窗和新风按逐时气温计算。璃窗和新风按逐时气温计算。2。冬季空调总热量计算方法。冬季空调总热量计算方法（未计入设备）（未计入设备）：A建筑物耗热量指标：建筑物耗热量指标：Qh=Qht+QinfQihQh为单位建筑面积耗热量为单位建筑面积耗热量Qht为单位建筑面积的围护结构传热量为单位建筑面积的围护结构传热量Qinf为单位建筑面积的冷空气渗透量为单位建筑面积的冷空气渗透量Qih为单位建筑面积的内部得热（含炊事、照明、家为单位建筑面积的内部得热（含炊事、照明、家电、人体），住宅取电、人体），住宅取3.8W/m2ti采暖室内计算温度16te整个采暖期的室外平均温度 换气次数N取0.5，空气的比热取0.28 采暖建筑耗热量及耗煤量指标采暖建筑耗热量及耗煤量指标计算采暖期规范规定的耗热量指标W/m2全年耗热量计耗煤量指标kg/m2 天数室外计算温度度日数北京125-1.6245020.612.4天津119-1.2228520.511.8B室外气温累计统计法（见北京市冬季标准室外气温累计统计法（见北京市冬季标准年气象参数统计）年气象参数统计）根据设计日空调热根据设计日空调热负荷和空调总运行时间。负荷和空调总运行时间。满负荷满负荷 27/30 27/30的部分负荷的部分负荷 运行时数运行时数补充：全年夏季空调能耗分析补充：全年夏季空调能耗分析夏季夏季“设计日设计日”空调冷负荷逐时计算：略空调冷负荷逐时计算：略夏季空调总冷量计算：根据夏季空调总冷量计算：根据“设计日设计日”冷负荷和空调总运行时间冷负荷和空调总运行时间A负荷百分数法负荷百分数法B空调负荷时间频数法空调负荷时间频数法4.5.4水冷式电动蒸气压缩循环冷水（热泵）机组的综合部分负荷性能系水冷式电动蒸气压缩循环冷水（热泵）机组的综合部分负荷性能系数（数（IPLV），宜按下式公式计算和检测条件检测：），宜按下式公式计算和检测条件检测：IPLV=0.023A+0.415B+0.461C+0.101D式中：式中：A100%负荷时的性能系数负荷时的性能系数COP（W/W），冷却水进水温度），冷却水进水温度30；B75%负荷时的性能系数负荷时的性能系数COP（W/W），冷却水进水温度），冷却水进水温度26；C50%负荷时的性能系数负荷时的性能系数COP（W/W），冷却水进水温度），冷却水进水温度23；D25%负荷时的性能系数负荷时的性能系数COP（W/W），冷却水进水温度），冷却水进水温度19。房间房间名称名称设计日设计日负荷负荷（kW/m2）运行运行时间时间（天）（天）时间时间百分数百分数负荷负荷百分数百分数夏季夏季能耗能耗（kW/m2）1200.0231001200.415751200.461501200.10125合计合计负荷百分数法计算夏季空调运行能耗负荷百分数法计算夏季空调运行能耗设备设备名称名称设备设备功率功率（kw）运行运行时间时间（天）（天）时间时间百分数百分数负荷负荷百分数百分数用电量用电量（kwh）总量总量（kwh）运行运行费用费用（元）（元）冷水冷水机组机组120*212059050604530冷冻冷冻水泵水泵15*212059550654540冷却冷却水泵水泵18*212059550654540夏季总运行夏季总运行费用（元）费用（元）单位面积运行费用单位面积运行费用（共（共8000平方米）平方米）（元（元/m2）空调系统运行费用估算空调系统运行费用估算负荷计算大作业负荷计算大作业（必须交手写稿）（必须交手写稿）设计对象：第二教学楼标准教室：夏季含南外设计对象：第二教学楼标准教室：夏季含南外墙和屋顶，冬季含南外墙和地面。墙和屋顶，冬季含南外墙和地面。计算内容：计算内容：1夏季空调夏季空调“设计日设计日”逐时负荷计算（两种方逐时