制冷空调热负荷的控制与节能.pptx

第四章第四章 制冷空调系统热负荷的控制制冷空调系统热负荷的控制（目录）低温建筑和空调建筑的隔热低温建筑和空调建筑的隔热太阳辐射热太阳辐射热门洞及通风换气的冷损失门洞及通风换气的冷损失低温和空调建筑内的热负荷低温和空调建筑内的热负荷本章小结本章小结4.1 低温系统的隔热低温系统的隔热注意注意注意注意l l 最佳厚度并不是固定不变最佳厚度并不是固定不变最佳厚度并不是固定不变最佳厚度并不是固定不变 投资投资投资投资 =f f（隔热材料价格）（隔热材料价格）（隔热材料价格）（隔热材料价格）运行费运行费运行费运行费 =f f(能源价格、运行时间能源价格、运行时间能源价格、运行时间能源价格、运行时间)l l 隔热层的隔气防潮层非常重要，因为水蒸气渗入将破坏隔热层的隔气防潮层非常重要，因为水蒸气渗入将破坏隔热层的隔气防潮层非常重要，因为水蒸气渗入将破坏隔热层的隔气防潮层非常重要，因为水蒸气渗入将破坏 隔热层隔热层隔热层隔热层l l 隔气防潮层施工质量是关键一环隔气防潮层施工质量是关键一环隔气防潮层施工质量是关键一环隔气防潮层施工质量是关键一环l l 隔热的材料隔热的材料隔热的材料隔热的材料 （0.14 w/m.0.14 w/m.）l l 隔热材料的厚度隔热材料的厚度隔热材料的厚度隔热材料的厚度存在存在存在存在最佳厚度最佳厚度最佳厚度最佳厚度l l 最佳厚度最佳厚度最佳厚度最佳厚度 =投资与运行费之和最小投资与运行费之和最小投资与运行费之和最小投资与运行费之和最小的厚度的厚度的厚度的厚度 冷库隔热的热流密度比较冷库隔热的热流密度比较冷库隔热的热流密度比较冷库隔热的热流密度比较7.2日本日本日本日本8.0法国法国法国法国6.31美国美国美国美国7-11（20102010年）年）年）年）我国我国我国我国 日本提出：节能型的隔热厚度日本提出：节能型的隔热厚度日本提出：节能型的隔热厚度日本提出：节能型的隔热厚度 =标准型标准型标准型标准型 1.251.25(W/m(W/m2 2)4.2 太阳辐射热太阳辐射热太阳辐射热太阳辐射热太阳辐射热太阳辐射热 =f=f=f=f（材料成分、材料表面光滑度、颜色）（材料成分、材料表面光滑度、颜色）（材料成分、材料表面光滑度、颜色）（材料成分、材料表面光滑度、颜色）白色材料的最大反射率白色材料的最大反射率白色材料的最大反射率白色材料的最大反射率=0.8=0.8 黑色材料的最大反射率黑色材料的最大反射率黑色材料的最大反射率黑色材料的最大反射率=0.1=0.1颜色是影响太阳辐射颜色是影响太阳辐射颜色是影响太阳辐射颜色是影响太阳辐射反射率的主要因素反射率的主要因素反射率的主要因素反射率的主要因素见表见表见表见表实验表明实验表明实验表明实验表明水泥屋面喷石灰水后，屋面外表温度下降水泥屋面喷石灰水后，屋面外表温度下降水泥屋面喷石灰水后，屋面外表温度下降水泥屋面喷石灰水后，屋面外表温度下降 19-24 19-24，屋面内表温度下降，屋面内表温度下降，屋面内表温度下降，屋面内表温度下降16.4-1916.4-19。夏季强太阳光下，黑色和白色表面的温差夏季强太阳光下，黑色和白色表面的温差夏季强太阳光下，黑色和白色表面的温差夏季强太阳光下，黑色和白色表面的温差 可达可达可达可达25-3025-30。考虑日照影响计算渗入热考虑日照影响计算渗入热考虑日照影响计算渗入热考虑日照影响计算渗入热时须加入原定温差的增量时须加入原定温差的增量时须加入原定温差的增量时须加入原定温差的增量KK墙面形式墙面形式墙面形式墙面形式东墙东墙东墙东墙西墙西墙西墙西墙南墙南墙南墙南墙平屋顶平屋顶平屋顶平屋顶深（黑）色壁面、深（黑）色壁面、深（黑）色壁面、深（黑）色壁面、柏油屋面、黑色涂料柏油屋面、黑色涂料柏油屋面、黑色涂料柏油屋面、黑色涂料4.54.53 31111浅色壁面、无涂料木板、砖块、深浅色壁面、无涂料木板、砖块、深浅色壁面、无涂料木板、砖块、深浅色壁面、无涂料木板、砖块、深色水泥、红、蓝、绿涂料色水泥、红、蓝、绿涂料色水泥、红、蓝、绿涂料色水泥、红、蓝、绿涂料3.53.52 28.58.5淡色壁面、白色磨面、淡色壁面、白色磨面、淡色壁面、白色磨面、淡色壁面、白色磨面、淡色水泥、白色涂料淡色水泥、白色涂料淡色水泥、白色涂料淡色水泥、白色涂料2 21 15 54.3 4.3 门洞及换气的热负荷门洞及换气的热负荷 制冷对象需要与外界联系的通道（门、洞）通道制冷对象需要与外界联系的通道（门、洞）通道制冷对象需要与外界联系的通道（门、洞）通道制冷对象需要与外界联系的通道（门、洞）通道处存在大温差、强烈的热交换，大量的热量进入，处存在大温差、强烈的热交换，大量的热量进入，处存在大温差、强烈的热交换，大量的热量进入，处存在大温差、强烈的热交换，大量的热量进入，又称冷损失。又称冷损失。又称冷损失。又称冷损失。冷损失使制冷负荷增加，能耗增加冷损失使制冷负荷增加，能耗增加冷损失使制冷负荷增加，能耗增加冷损失使制冷负荷增加，能耗增加以冷库为例，冷损失有以下两方面以冷库为例，冷损失有以下两方面以冷库为例，冷损失有以下两方面以冷库为例，冷损失有以下两方面（1 1）开门冷损失）开门冷损失）开门冷损失）开门冷损失参见参见参见参见P130P130 （计算方法尚不理想）（计算方法尚不理想）（计算方法尚不理想）（计算方法尚不理想）（2 2）通风换气的冷损失）通风换气的冷损失）通风换气的冷损失）通风换气的冷损失适当的换气量适当的换气量适当的换气量适当的换气量减少冷损失的措施减少冷损失的措施门开关动作门开关动作门开关动作门开关动作的时间要短的时间要短的时间要短的时间要短 减少门开关动作的时间减少门开关动作的时间减少门开关动作的时间减少门开关动作的时间及时关闭及时关闭及时关闭及时关闭保持开启的时间要短保持开启的时间要短保持开启的时间要短保持开启的时间要短设置风幕设置风幕设置风幕设置风幕设置设置设置设置PVCPVC塑料门帘塑料门帘塑料门帘塑料门帘渗入热可减少渗入热可减少渗入热可减少渗入热可减少70%70%表格表格表格表格表格表格表格表格表格表格表格表格 图图图图 减少门的面积减少门的面积减少门的面积减少门的面积 门的数目、门的大小门的数目、门的大小门的数目、门的大小门的数目、门的大小冷库门敞开不同时间的能量损失冷库门敞开不同时间的能量损失冷库门敞开不同时间的能量损失冷库门敞开不同时间的能量损失门敞开的时间门敞开的时间门敞开的时间门敞开的时间/s/s7 715153030常开常开常开常开能量损失能量损失能量损失能量损失/kw/kwhh14146060164164400400门洞高门洞高门洞高门洞高/m/m4.54.54.04.03.53.53.03.02.52.52.02.0相对能量损失相对能量损失相对能量损失相对能量损失/kw/kwhh18518515415412612610010076765454门洞高度不同时的相对能量损失门洞高度不同时的相对能量损失门洞高度不同时的相对能量损失门洞高度不同时的相对能量损失空气幕喷口空气幕喷口空气幕喷口倾斜角空气幕喷口倾斜角门洞净高门洞净高门洞净高门洞净高H/mH/m库内外温差库内外温差库内外温差库内外温差t/t/喷口倾角喷口倾角喷口倾角喷口倾角 0 0/（）2 2左右左右左右左右15 15 3030151530 30 4545202045 45 606025252.3 2.3 2.52.515 15 3535151535 35 60602020 对于冷库，设置高低温缓冲间（回笼间）对于冷库，设置高低温缓冲间（回笼间）对于冷库，设置高低温缓冲间（回笼间）对于冷库，设置高低温缓冲间（回笼间）对于冷库，可设置低温月台对于冷库，可设置低温月台对于冷库，可设置低温月台对于冷库，可设置低温月台室内条件室内条件室内条件室内条件室外条件室外条件室外条件室外条件渗透热负荷渗透热负荷渗透热负荷渗透热负荷渗透总负荷渗透总负荷渗透总负荷渗透总负荷温度温度温度温度相对湿度相对湿度相对湿度相对湿度%温度温度温度温度相对湿度相对湿度相对湿度相对湿度%KW/mKW/m2 2KW/mKW/m2 2常温月台常温月台常温月台常温月台-20-2090903535505065656565低温月台低温月台低温月台低温月台-20-209090101070702121474710107070353550502626 关键是适当的换气量关键是适当的换气量关键是适当的换气量关键是适当的换气量通风换气的冷损失通风换气的冷损失通风换气的冷损失通风换气的冷损失通风换气的冷损失通风换气的冷损失表表表表 1 1表表表表 2 2 一些场合换气量可以进行调节，并有很一些场合换气量可以进行调节，并有很一些场合换气量可以进行调节，并有很一些场合换气量可以进行调节，并有很大的节能潜力，如商场。大的节能潜力，如商场。大的节能潜力，如商场。大的节能潜力，如商场。注意注意注意注意表表1 民用舒适性空调每人最小新风量民用舒适性空调每人最小新风量(m3/h)空调类型空调类型空调类型空调类型不吸烟不吸烟不吸烟不吸烟少量吸烟少量吸烟少量吸烟少量吸烟大量大量大量大量吸烟吸烟吸烟吸烟一般一般一般一般病房病房病房病房体育体育体育体育馆馆馆馆影剧院百影剧院百影剧院百影剧院百货店货店货店货店办公办公办公办公室室室室餐厅餐厅餐厅餐厅高级高级高级高级客房客房客房客房会议会议会议会议室室室室每人最小每人最小每人最小每人最小新风新风新风新风17.017.08.08.08.58.525.025.020.020.030.030.050.050.0表表2 考虑了节能换气量的基准值方案考虑了节能换气量的基准值方案主要负荷主要负荷主要负荷主要负荷房间的种类房间的种类房间的种类房间的种类必须新风量（必须新风量（必须新风量（必须新风量（mm3 3/h/h）人体为主人体为主人体为主人体为主要负荷时要负荷时要负荷时要负荷时人活动的状况人活动的状况人活动的状况人活动的状况房间用途的例子房间用途的例子房间用途的例子房间用途的例子无吸烟无吸烟无吸烟无吸烟有吸烟有吸烟有吸烟有吸烟近于安静近于安静近于安静近于安静办公室、教室、旅馆客房、办公室、教室、旅馆客房、办公室、教室、旅馆客房、办公室、教室、旅馆客房、走廊、大厅走廊、大厅走廊、大厅走廊、大厅8.58.53030轻活动状态轻活动状态轻活动状态轻活动状态会议室、百货店、餐厅、会议室、百货店、餐厅、会议室、百货店、餐厅、会议室、百货店、餐厅、观众席、轻工作车间观众席、轻工作车间观众席、轻工作车间观众席、轻工作车间10104040中等活动状态中等活动状态中等活动状态中等活动状态舞厅、游戏场、打字室、舞厅、游戏场、打字室、舞厅、游戏场、打字室、舞厅、游戏场、打字室、中等劳动的车间中等劳动的车间中等劳动的车间中等劳动的车间15155050重活动状态重活动状态重活动状态重活动状态体育场、重劳动车间体育场、重劳动车间体育场、重劳动车间体育场、重劳动车间30306060人体以外人体以外人体以外人体以外为主要负为主要负为主要负为主要负荷时荷时荷时荷时美容室、理发室美容室、理发室美容室、理发室美容室、理发室30306060吸烟室吸烟室吸烟室吸烟室9090其它其它其它其它由房间负由房间负由房间负由房间负荷求出荷求出荷求出荷求出由房间负由房间负由房间负由房间负荷求出荷求出荷求出荷求出照明发热照明发热人员散热人员散热4.4 低温建筑和空调建筑内的热负荷低温建筑和空调建筑内的热负荷设备发热设备发热设备发热设备发热 根据能量守恒原则，在低温空间消耗的电能将转化为热能根据能量守恒原则，在低温空间消耗的电能将转化为热能根据能量守恒原则，在低温空间消耗的电能将转化为热能根据能量守恒原则，在低温空间消耗的电能将转化为热能 Q=N/Q=N/（NN电动机的额定功率，电动机的额定功率，电动机的额定功率，电动机的额定功率，电动机的运转时电动机的运转时电动机的运转时电动机的运转时 间，间，间，间，电动机的效率）电动机的效率）电动机的效率）电动机的效率）低温空间的发热设备主要是电动设备低温空间的发热设备主要是电动设备低温空间的发热设备主要是电动设备低温空间的发热设备主要是电动设备 电动机铭牌上的功率是额定功率电动机铭牌上的功率是额定功率电动机铭牌上的功率是额定功率电动机铭牌上的功率是额定功率注注注注 意意意意从实际出发，减少设备发热的途径？从实际出发，减少设备发热的途径？从实际出发，减少设备发热的途径？从实际出发，减少设备发热的途径？人员散热人员散热 式中，式中，式中，式中，q q q qr r r r 人体平均散热量；人体平均散热量；人体平均散热量；人体平均散热量；n n n n 人数人数人数人数 Q=qr n人员散热量人员散热量人员散热量人员散热量表格表格表格表格表格表格表格表格 电动机的效率电动机的效率电动机的效率电动机的效率电动机功率电动机功率电动机功率电动机功率电动机效率电动机效率电动机效率电动机效率0.251.50.251.51.531.5335.535.55.57.55.57.57.5137.513132213220.760.760.800.800.830.830.850.850.870.870.880.88活动程度活动程度活动程度活动程度适用场所适用场所适用场所适用场所室温室温室温室温2121242425.525.527272828显热显热显热显热潜热潜热潜热潜热显热显热显热显热潜热潜热潜热潜热显热显热显热显热潜热潜热潜热潜热显热显热显热显热潜热潜热潜热潜热显热显热显热显热潜热潜热潜热潜热静坐静坐静坐静坐剧场剧场剧场剧场7272252564643434585840405555434349494949静坐，有静坐，有静坐，有静坐有轻微活动轻微活动轻微活动轻微活动学校学校学校学校7676353566664444595951515454575750506161普通事务普通事务普通事务普通事务工作工作工作工作办公室、办公室、办公室、办公室、旅馆旅馆旅馆旅馆7878474767675757595965655555707050507474站立工作站立工作站立工作站立工作或时坐时或时坐时或时坐时或时坐时立，有步立，有步立，有步立，有步行行行行商店商店商店商店7979595971716767616178785555848450508888轻作业轻作业轻作业轻作业工厂、轻工厂、轻工厂、轻工厂、轻劳动劳动劳动劳动8484626274747171646481815858888852529393一般作业一般作业一般作业一般作业工厂、中工厂、中工厂、中工厂、中等劳动等劳动等劳动等劳动1001001111118181129129676714314361611501505454157157步行（速步行（速步行（速步行（速度度度度1.3m/s1.3m/s）工厂、重工厂、重工厂、重工厂、重劳动劳动劳动劳动127127150150105105172172919118618683831941947474202202重作业重作业重作业重作业工厂、强工厂、强工厂、强工厂、强劳动劳动劳动劳动167167234234145145256256134134267267128128273273124124276276人体平均散热量人体平均散热量人体平均散热量人体平均散热量照明发热照明发热我国标准我国标准20012001规定冷库库房照度规定冷库库房照度 20 lx20 lx；国际制冷学会国际制冷学会IIRIIR推荐推荐 125125200 lx200 lx照度的选择照度的选择注意：不能照搬，要在调查研究注意：不能照搬，要在调查研究的基础上因地制宜。的基础上因地制宜。思思思思 路路路路在调查研究的基础上，分析原因在调查研究的基础上，分析原因在调查研究的基础上，分析原因在调查研究的基础上，分析原因 调查实际操作对照明的要求调查实际操作对照明的要求调查实际操作对照明的要求调查实际操作对照明的要求 调查什么？调查什么？调查什么？调查什么？AA问题：问题：问题：问题：我国与发达国家照度有很大差别？我国与发达国家照度有很大差别？我国与发达国家照度有很大差别？我国与发达国家照度有很大差别？照明的本质目的照明的本质目的照明的本质目的照明的本质目的BB1 1创造安全、良好的工作环境创造安全、良好的工作环境创造安全、良好的工作环境创造安全、良好的工作环境2 2创造舒适、优美的工作环境创造舒适、优美的工作环境创造舒适、优美的工作环境创造舒适、优美的工作环境CC照明的目的？照明的目的？实例实例实例实例注意：我国目前仍是发展中国家，各地差别大注意：我国目前仍是发展中国家，各地差别大注意：我国目前仍是发展中国家，各地差别大注意：我国目前仍是发展中国家，各地差别大 石油危机前，石油危机前，石油危机前，石油危机前，美国美国美国美国办公室的照度标准为办公室的照度标准为办公室的照度标准为办公室的照度标准为 2000 lx2000 lx；日本日本日本日本为为为为10001500 lx10001500 lxa a 我国我国我国我国办公室的照度标准为办公室的照度标准为办公室的照度标准为办公室的照度标准为100100200 lx200 lxb b 照度标准照度标准照度标准照度标准 =f f（照明需要照明需要照明需要照明需要、经济能力经济能力经济能力经济能力）c c规定冷库规定冷库库房照度库房照度 50 lx50 lx n n尽量选用高效灯具，见表尽量选用高效灯具，见表4-184-18，p135p135高压钠灯发光效率是白炽灯的十倍，即高压钠灯发光效率是白炽灯的十倍，即同样照度下，其耗电为白炽灯的同样照度下，其耗电为白炽灯的1/101/10。？工工程程上上实实际际选选用用灯灯具具时时，还还要要考考虑虑哪哪些些因素？因素？灯具的选择：灯具的选择：几种灯具的发光效率几种灯具的发光效率几种灯具的发光效率几种灯具的发光效率单位：单位：单位：单位：lm/Wlm/W 10 10 1414白炽灯白炽灯白炽灯白炽灯 20 20 3434卤钨灯卤钨灯卤钨灯卤钨灯 5 50-700-70日光灯日光灯日光灯日光灯 35 35 6565高压汞灯高压汞灯高压汞灯高压汞灯 8080 150150低压钠灯低压钠灯低压钠灯低压钠灯 110 110 120120高压钠灯高压钠灯高压钠灯高压钠灯新型灯具新型灯具n n无极荧光灯效率达到6070流明/瓦左右n n节能灯与无极荧光灯寿命相差很大，分体大功率无极灯最长寿命可达10万小时，节能灯最多只有1.5万小时。n nLED灯实验室里的效率达到165流明/瓦，一般市场上的80-100流明/瓦。可以采用两位控制灯具可以采用两位控制灯具可以采用两位控制灯具可以采用两位控制灯具bi-bi-bi-bi-levellevellevellevel（dimmingdimmingdimmingdimming）lighting fixtureslighting fixtureslighting fixtureslighting fixtures，美国已经实，美国已经实，美国已经实，美国已经实用。用。用。用。工作原理：在一定时间（工作原理：在一定时间（工作原理：在一定时间（工作原理：在一定时间（1-151-151-151-15分钟可调）内检测不分钟可调）内检测不分钟可调）内检测不分钟可调）内检测不到运动物体，灯自动变暗；当检测到运动物体时，到运动物体，灯自动变暗；当检测到运动物体时，到运动物体，灯自动变暗；当检测到运动物体时，到运动物体，灯自动变暗；当检测到运动物体时，灯自动变亮。可以节约灯自动变亮。可以节约灯自动变亮。可以节约灯自动变亮。可以节约50%50%50%50%的电能。的电能。的电能。的电能。其他控制方式：？其他控制方式：？其他控制方式：？其他控制方式：？灯具的控制灯具的控制小小 结结1-71-71 1减少了制冷对象的热负荷减少了制冷对象的热负荷减少了制冷对象的热负荷减少了制冷对象的热负荷(制冷量制冷量制冷量制冷量)，就可以减少制冷的，就可以减少制冷的，就可以减少制冷的，就可以减少制冷的能耗，达到节能的目的。能耗，达到节能的目的。能耗，达到节能的目的。能耗，达到节能的目的。2 2总热负荷分外部总热负荷分外部总热负荷分外部总热负荷分外部(辐射热，围护传热，通道传热辐射热，围护传热，通道传热辐射热，围护传热，通道传热辐射热，围护传热，通道传热)，和内，和内，和内，和内部部部部(动力热动力热动力热动力热,照明热等照明热等照明热等照明热等)热负荷。热负荷。热负荷。热负荷。3 3围护传热是主要热负荷之一围护传热是主要热负荷之一围护传热是主要热负荷之一围护传热是主要热负荷之一,隔热层厚度可分为常规和隔热层厚度可分为常规和隔热层厚度可分为常规和隔热层厚度可分为常规和节能型厚度。节能型厚度。节能型厚度。节能型厚度。4 4初投资和运行费之和最小的隔热厚度称为最佳厚度。由初投资和运行费之和最小的隔热厚度称为最佳厚度。由初投资和运行费之和最小的隔热厚度称为最佳厚度。由初投资和运行费之和最小的隔热厚度称为最佳厚度。由于材料价格和能源价格是变化的，故最佳厚度并不是恒于材料价格和能源价格是变化的，故最佳厚度并不是恒于材料价格和能源价格是变化的，故最佳厚度并不是恒于材料价格和能源价格是变化的，故最佳厚度并不是恒定的。定的。定的。定的。5 5颜色是影响太阳辐射热的主要因数。颜色是影响太阳辐射热的主要因数。颜色是影响太阳辐射热的主要因数。颜色是影响太阳辐射热的主要因数。小小 结结1-71-76 6门洞冷损失相当可观，门洞冷损失相当可观，门洞冷损失相当可观，门洞冷损失相当可观，减少门洞冷损失的措施有：减减少门洞冷损失的措施有：减减少门洞冷损失的措施有：减减少门洞冷损失的措施有：减少门面积、减少启闭时间、减少保持开启的时间、增设少门面积、减少启闭时间、减少保持开启的时间、增设少门面积、减少启闭时间、减少保持开启的时间、增设少门面积、减少启闭时间、减少保持开启的时间、增设门幕、增设门帘。门幕、增设门帘。门幕、增设门帘。门幕、增设门帘。7 7不同灯具效率差别很大，不同灯具效率差别很大，不同灯具效率差别很大，不同灯具效率差别很大，采用高效灯具是减少照明耗采用高效灯具是减少照明耗采用高效灯具是减少照明耗采用高效灯具是减少照明耗电量，减少照明发热量，达到进一步节能的方法。电量，减少照明发热量，达到进一步节能的方法。电量，减少照明发热量，达到进一步节能的方法。电量，减少照明发热量，达到进一步节能的方法。