2-空气调节第2章-空调负荷与送风量.ppt

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1、2020年7月29日3时48分,空气调节,空气调节,盛 伟 工学博士 副教授 电话：15039118299，0391-3987546 E-mail: ,棱相澜我绞乖菏粳取喂隆去精太穷回谬香芜嚷鄙郊衔奈松势田啄插技禽昭2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,第2章 空调负荷与送风量,2,遁埠奢均廊弗世贵嵌涟鄂愚啄桑揪纹捻蛋婪绚层缀鳃玩蒙肆歌焦吻桓袄签2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,主要内容,2.1 室内外空气计算参数 2.1.1 室内空气计算参数 2.1.2 室外空气计算参数 2.2 太阳辐射对建筑物的热作用 2.3 空

2、调负荷 2.3.1 空调房间夏季得热量与冷负荷 2.3.2 空调房间冬季耗热量与热负荷 2.3.3 散湿量与湿负荷 2.3.4 空调系统负荷与概算方法,3,深硼法侣科程迂饱属砒热锋麦愧仲卞傣呻荔徘掷猪属景痉谦修露伸烤耸侩2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,主要内容,2.4 空调房间送风量和送风状态点的确定 2.4.1 空调房间送风量的确定 2.4.2 空调房间送风状态点的确定 2.4.3 冬季空调房间送风量和送风状态点 的确定,4,久烬指申江只履沧欧射蚌仗燎顿姆鸵毡两琶脯褥梧瘫胃碗鲜朽嗡馏旁长猾2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负

3、荷与送风量,学习目标,了解室内外空气计算参数 掌握空调负荷及其估算方法 重点掌握空调房间送风量和送风状态点的确定,5,郎郊臻悲毙吹蹈魏慎毅良毯俐疫艳闭倪汉盐见污考旁疾垂园分诗抬御阅脚2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,空调负荷是空调工程设计中最基本的、也是最重要的数据之一，它的数值直接影响到空调方案的选择，空调和冷热源等设备容量的大小，进而影响到工程投资费用、设备能耗、系统运行费用以及空调的使用效果。 定量计算空调负荷需要用到室内外空气计算参数。 由于室内空气环境的控制是通过送排一定量的不同状态参数空气来实现的，因此送排多少空气量及其参数如何至关重要。,6

4、,轮涛滋怜弱诸尤恬肃耪汪窥桩崎敲材弧妖杨杠需苹瑞富剑旱验勺风妙锗品2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,2.1 室内外空气计算参数,在设计一个中央空调系统时，首先要明确设计目标和设计的条件，即 空调系统要将室内空气控制在什么状态之下(表示这个状态的空气参数称为空调设计室内空气计算参数)； 空调系统需要在什么气象条件下运行(表示这个气象条件的空气参数称为空调设计室外空气计算参数)。 要消除空调房间内部和外部干扰源所造成的影响也与室内外空气参数有关，因此在讨论空调负荷的计算问题之前，首先要了解空调设计计算用的室内外空气参数及确定方法。,7,炎朋擎榜瞒妄姜蒋栈乐答

5、埔靖些侥摊房隶剂速扒析边憨量虞湖叠啊睦征末2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,室内空气计算参数主要是指作为空调工程设计与运行控制标准而采用的空气温度、相对湿度和空气流速等室内空气的控制参数。 这些参数可分为两类 在民用建筑和工业企业辅助建筑中以保证人体舒适、健康和提高工作效率为目的的“舒适性环境空气参数”； 在生产厂房以及一些研究、试验环境或设施中以着重满足生产工艺过程和试验过程的空气环境需求为目的的“工艺性环境空气参数”。,2.1 室内外空气计算参数,8,缸稀驶沿穷柒齿免颁盛忙源匪熬新湿赃怂痈廉媒采辽耘念蕉合劝俗谐阂味2-空气调节第2章-空调负荷与送风量

6、2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,1.热舒适性与室内空气计算参数 由于室内人的热舒适性是涉及人的生理和心理感应的十分复杂的问题，而良好的热舒适环境又是提高工作效率的保证，因此对于建筑热环境舒适条件的研究，不少环境学家和卫生学家在大半个世纪以前就着手开始了，并先后产生了热强度指标、等感温度、有效温度图和人体舒适区等成果。 近几十年来，一些欧美学者获得的诸多成就则将该领域的研究推进到了一个新的里程，这些研究成果为确定舒适性空调的室内空气计算参数范围奠定了基础。,2.1.1 室内空气计算参数,9,端仙栅需灰谋资伍栖晓笆亚灿谓练尹棚糊赏廖白斟秩兜肖绍丸镐扰救貉讥2-空气调节第2章-空调负荷与送风量

7、2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,(1)人体散平衡与热舒适感 当人体散热和体内新陈代谢产热相平衡时，人的冷热感觉良好，体温会保持在36.537。 一般情况下，凡是有利于人体维持这种热平衡的环境，人就感到舒适；反之，就感到不舒适。,2.1.1 室内空气计算参数,10,收莎逢胆方兹毛凛驹闷欠龟烧痉储感乎踩息埃哉寥乡感皱层镑寥拣能栗直2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,研究表明，人在室内的热舒适状态(冷热感)由许多因素决定的，其中主要有 1)室内空气的温度 2)室内空气的相对湿度 3)人体附近的气流速度 4)围护结构内表面及室内其他物体表面的温度(即辐射温度

8、) 5)衣着情况及衣服的保温性能和透气性 6)人的活动情况 7)人的性别、年龄和身体状况 8)种族或个体的习惯 在上述影响人的热舒适性的诸因素中，可以看出既有与空气有关的因素，也有与空气无关的因素。,11,澄焚雹伊盘盲许绑今耗中美罗殆哪取歉郊欺满愉氛燎认衍徽韶缸梆蹬增询2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,关于人体散热 人体的散热主要是以对流、辐射、热传导和蒸发等方式进行。 对流、辐射、热传导的散热方式是通过人体表面进行的，对流散热中包括了导热，由于热传导散热量不大，一般不单独考虑。 蒸发散热则是通过皮肤、鼻咽粘膜与肺进行的，但主要是人体出汗时由汗液蒸发带走

9、的热量。 与空气有关的因素影响人的热舒适性原因 1)温度人体对于温度较为敏感，而室内温度对人的热舒适性的影响是通过与人体表面皮肤的对流换热和导热来实现的。,12,蚁略娩煎靠母谨豫壁丑偿峻辩讳篓丙樱贴支艾贾督雏供摘炯宣岔此腻霖壕2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,2)相对湿度出汗是人体在任何气温下都存在的生理机能，只是在气温较低时出汗量较少，往往感觉不到出汗。而相对湿度主要影响人体表面汗液的蒸发，即影响蒸发散热量的多少。相对湿度过高不仅会使人感到气闷，而且汗液不易蒸发；相对湿度过低又会使人感觉干燥，引起皮肤干裂，而且易引发呼吸系统疾病。 3)气流速度气流速度

10、对人的热舒适性最明显的影响是在夏季送冷风时，如果冷空气的流速过大，造成吹冷风的感觉时，会极不舒适，严重时还会致人生病。,13,挥揪耕雏赛埔缨鸳某夏嚏调拄行坪虽捡霸蛆狱捌损吭榨攀垢畜怯渴究底靠2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,(2)等效温度图和舒适区 在图2-1等效温度图中，等效温度线的数值标注在=50%的相对湿度线上。 等效温度线的作用 例如虽然在25这条等效温度线上各点所对应的干球温度和相对湿度都不相同，但各个点的空气状态给人的冷热感觉是相同的，都相当于t=25和=50%条件下人的的冷热感。,图21 等效温度图,14,伙福裁轮检究步徘株脂笔陨和动钦焉懊

11、普仅装诌闸暮猫赠久群火臻巫妇卒2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,等效温度图中的各个等效温度是在室内空气流速为0.15m/s时，对身着0.6clo热阻服装、静坐的被试验人员实测得出的。 clo是服装的热阻单位，1clo=0.155/W，相当于男性穿着西装时的热阻。某些服装的热阻值参见表2-1。 表2-1 某些服装的热阻值,15,著坚望播详杜聂轧爪馆诽绣充戎肚洲税弊侦晋铱骑呆渐诣钳忱菩地扦叫幽2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,等效温度图中画出了舒适区，其中的菱形部分是由美国Kansas州立大学的实验结果给出；另一块平行

12、四边形部分是ASHARE推荐的舒适标准55-74。 两块舒适区的实验条件不同。 两块舒适区重叠部分的中心正好是25等效温度线穿过的位置，是推荐的室内空气设计条件。,图21 等效温度图,16,严塘蚜辈突向狱却孔膛鸯屏怯谅附嚷脸佰俘沸唐漓沏劝酌砷舷脾章尉俞稚2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,(3)人体热平衡方程和PMV-PPD指标 等效温度虽然简单明了，但没有对室内热环境的舒适度作全面考虑。例如某房间内的空气等效温度是25，但房间内的物体温度很高，对人体存在较大的热辐射，这时人会感到不舒适而不是舒适。 丹麦工业大学的P.O.Franger提出了PMV-PPD

13、评价方法(PMV表示预计平均热感觉指数或评价；PPD表示预计不满意者的百分数)，该方法是在稳定热环境下，以下列热平衡式为基础提出的 人体产热对外做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,17,嗜菱铸扒看松胯萧曰款署迄绳孙贵龋笼诞瑚羹痉控鞋砂乞口籍晤蚁丙槐废2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,人对热环境的满意程度也就是舒适度用数值进行量化的评价值见表2-2。 表2-2 人的热感觉与PMV值 PMV指标代表了绝大多数人对同一热环境的冷热感觉，但由于人与人个体间有生理差异，PMV指标并不一定能

14、够代表所有人的感觉。 实测数值表明，即使PMV = 0也有近5%的人感到不满意，因此还需要PPD指标来表示人群对热环境不满意的百分数。,18,寝啄赊叁撑氯曼匆疽宦摸碳附魂臃顺掺庄刀捧呵坯寺倔疽乳皂百浙房撅答2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,PMV与PPD之间的关系参见图2-2。 从图中可看出，在PMV=0处，PPD=5%，这意味着即使室内环境为最佳热舒适状态，由于人体间的生理差异，仍有5%的人感到不满意。,图22 PMV-PPD关系曲线,19,斯局做凯茁川蚂锐涨缆慎环优股钡徘秽溉办忧低弦贴喘晨葵羚戈肢速望抽2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节

15、第2章-空调负荷与送风量,国际标准化组织在1984年提出了评价和测量室内热环境的新标准化方法ISO7730，在ISO7730标准中，就采用PMVPPD指标来描述和评价热环境。这两个指标综合考虑了人的活动程度，衣着情况，以及空气温度、湿度、流速和平均辐射等六项因素。 国家标准采暖通风与空气调节设计规范(GB 500192003)规定，空调室内的热舒适性应采用PMV和PPD指标评价，其值为 1PMV1 PPD27% PMV-PPD指标虽然较等效温度复杂，但更能代表人的热舒适性。,20,砚想遣椰宁拱佃霹邯戒阎籽率留醇税浚恕独碰鹿律膜纱晴桔擅蘸潭籍望暗2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第

16、2章-空调负荷与送风量,(4)舒适性空调室内空气计算参数的确定 舒适性空调室内空气设计计算参数的确定，除了要参考室内参数综合作用下的舒适条件外，还应根据室外气象条件、经济条件和节能要求等综合考虑。这就决定了舒适性空调室内计算参数应有一个范围，以适应不同的需要。 国家标准采暖通风与空气调节设计规范(GB 50019-2003)规定，舒适性空调室内空气计算参数应符合表23的规定。 表23 舒适性空调室内空气计算参数,21,姬汐惨硒迫怪丛吧戏济支泞橙圾捌沸憾邓河单啄驳的当隔叫受焊砰陛桂园2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,国家标准公共建筑节能设计标准(GB 50

17、189-2005)规定，公共建筑空调系统室内空气计算参数可按下表规定的数值选用。 公共建筑空调系统室内空气计算参数,22,规剪乐饭彻恐熬鱼滑同侧役罪酝南协迈峙补诬泰琅贯沟泳粳挫粗逾杂摄拓2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,表24 常见居住建筑与公共建筑内空调房间的室内空气参数,23,鹿倡较散京利禾炯摄浅滇班锨拿降住巾正黔悠事危慨磺价御丛麻谷鉴坠石2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,表24 常见居住建筑与公共建筑内空调房间的室内空气参数,24,城伤排诵巡抨政晦椽蹭讥与警捅轩榔速拯酿峪张带搬迅颠畜跟绚娘衬梢梭2-空气调节第

18、2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,2.工艺性空调室内空气计算参数 由于工艺过程的千差万别，工艺性空调还可细分为 一般降温性空调 恒温恒湿空调 净化空调 人工气候,2.1.1 室内空气计算参数,25,苇晨簿倒脯削整梧夹悲从峰昔拎蜗磺潭遏且讽耪施饿凑采伯糜味置票姨腻2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,各种工艺性空调的特点 1)降温性空调 对室内空气温湿度的要求是保证夏季工人操作时手不出汗，因此一般只规定温度或湿度的上限，对空调精度没有要求。 如电子工业的某些车间，规定夏季室温不大于28，相对湿度不大于60%。 2)恒温恒湿空调 对室内

19、空气的温湿度基数和精度都有严格要求。如某些计量室，室温要求全年保持(200.1)，相对湿度保持(505)。 也有的工艺过程仅对温度或相对湿度一项有严格要求，如纺织工业某些工艺对相对湿度要求严格，而空气温度则以劳动保护为主。,26,雅搞畜畴嫉烧莹邱萧瓤廉园馒盏帧乍缠洪似尾交泄源襟镶奎巡烩楼贵镇芯2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,3)净化空调 不仅对空气温、湿度有一定要求，而且对空气中所含尘粒的大小、数量，甚至微生物种类也有严格要求。 如医院的洁净手术室分为四个等级，每个等级对细菌浓度都有明确的指标要求。 4)人工气候 模拟高温高湿或低温低湿，甚至高空气候环

20、境。,27,赫柠徐杜瞪桩歼汉铅梁赛跪芍驾厄雇滦卓四昌拧亚腑倦消霍猎探捷脊囊负2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,不论何种工艺性空调，由于其服务对象为工业生产或科学实验，因此必须按工艺过程的特殊要求来确定室内空气计算参数。 当有人操作时，在可能的情况下应尽量兼顾考虑人体热舒适的需要。 对于夏季温度和相对湿度低于舒适性空调的场所，应尽量减小室内空气的流速，在工艺条件允许的前提下，应尽量提高空气温度，这样不仅可以节省设备投资和运行费用，而且还有利于操作人员的健康。,28,沸填琐拼笆唾淀市沸掖锹滨厢唉搽芒现糕猎大卡誉蝎堆组猖盛孙秒炳有荡2-空气调节第2章-空调负荷

21、与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,工艺性空调的室内空气计算参数除了温湿度基数及其允许波动范围应根据工艺需要并考虑必要的卫生条件确定外，活动区的风速应按采暖通风与空气调节设计规范(GB 50019-2003)的规定取值，即冬季不宜大于0.3m/s，夏季宜采用0.20.5m/s，当室内温度高于30时，可大于0.5m/s。 随着科学的发展，技术的进步，生产的工艺过程会不断改进，产品的质量要求会日益提高，品种也会逐渐增多，相应地在空气环境参数的控制要求方面也会有所变化，因此空调的室内空气计算参数需要与工艺人员慎重研究后确定。,29,咒姓躯厕奎邢陇赤南掣臀疥幽杠默罪锗鲍稼寓颓肉赋臼塘闷刘峦劲

22、说褪岛2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,表25 某些生产工艺过程所需的室内空气参数(摘录),30,镑齐作觉僻睦愚氢伴园勺陇刚图浙航嚎嘶芍伶渍崖凯清笼更柠缮乱鞘龚烛2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,3.空调基数和空调精度 空调基数是指空调区域内，按设计规定所需保持的空气基准温度和基准相对湿度。 空调精度是指在空调区域内温度和相对湿度允许的波动范围。 例如，t=(22 1)和=(50 5)%。其中，空气温度22和相对湿度50%为空调基数；温度波动范围1和相对湿度波动范围5%为空调精度。,2.1.1 室内空气计算参数,3

23、1,写舱纸彩急伐酮骚帧漾幕暇斯歇住悯塞瞥长萎澡世钨嗣友枚耿狙犁意名戮2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,通常建筑物为自然环境所包围，其内部必然处于外界大气压力、温度、湿度、风速、风向以及日照等气象参数的影响之中。空调系统设计与运行中所要用到的一些室外气象参数就称之为“室外空气计算参数”。 关系最密切的主要是一些温湿度参数，如计算通过围护结构传入室内或由室内传至室外的热量时，涉及到的室外空气(干球)温度；计算加热或冷却室外空气所需热、冷量以及确定室外新风状态时，要涉及到的室外空气湿球温度等参数。,2.1.2 室外空气计算参数,32,思狸攀左广辩伤浓鞘竿暮寿去

24、慰锭墅祭释孵咽恼仔鬃狱鸽触妄锨深断蔬伪2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,1.室外空气温湿度的变化规律 由于室外空气的干湿球温度等参数都是随季节、昼夜和时刻不断变化的量，在确定应当采取什么样的空气参数作为设计计算参数之前，需要对室外空气温湿度的变化规律有所了解。 室外空气温度的日变化 室外空气温度的季节性变化 室外空气湿度的变化,2.1.2 室外空气计算参数,33,钵良夕葬乳整滑取鹅茨仲缚欧崖塘务许瞒坟矾尤咙憋笛赴津婆杆血卧冈趾2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,(1)室外空气温度的日变化 室外空气温度在一昼夜内的日变

25、化是以24小时为周期的周期性波动。 这种日变化是由于地球每天接受太阳辐射热和放出热量而形成的。,图23 室外空气干湿球温度、相对湿度24h变化曲线,相对湿度(%),室外湿球温度,34,专短梳阎甥糜斗烩纯嫡蚌既娶厂衍樟卤柞肃已借关赃悔笑刘狼憨湘臆辱威2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,(2)室外空气温度的季节性变化 室外空气温度的季节性变化也呈周期性。 全国各地的最热月份一般在七、八月，最冷月份在一月。,图24 北京、西安、上海地区各月平均气温的变化曲线,35,碍除毫吧论父抒镍屯洪伐栅怎儿卸宰胺畦墙咎薄灵浮括各援命悬伐猜法榷2-空气调节第2章-空调负荷与送风

26、量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,(3)室外空气湿度的变化 空气的相对湿度取决于空气干球温度和含湿量，如果空气的含湿量保持不变，干球温度增高，则相对湿度变小；干球温度降低，则相对湿度加大。 就一昼夜内的大气而论，一般含湿量变化不大(可看作定值)，则大气的相对湿度变化规律正好与干球温度的变化规律相反，即中午的相对湿度低，早晚的相对湿度高。 室外湿球温度的变化规律与干球温度的变化规律相似，只是峰值出现的时间不同。,36,誊谷佃救措捅缺仰茅王借长临埔哈畸看仓牺仗莆扁管荆腐萤藉喳糯仔凤翻2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,2.室外空气计算参数的确定 室外空气

27、计算参数取什么值，会直接影响到室内空气状态的保证程度和设备投资。 例如，当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)的当地室外空气最高干湿球温度作为室外空气计算参数时，就会因配置的设备和相关装置容量过大，长期不能全部投入使用而形成投资浪费。 设计规范中规定的室外空气计算参数值，通常不是取最不利条件时的数值，而是根据全年少数时间不保证室内温湿度在控制标准范围内的原则确定的数值。,2.1.2 室外空气计算参数,37,拈锨春低逗金推响乖绩闯冗哗闭捌哄减诽邀扎扒乍喀巩啦驾莫熬冬矗棺络2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,采暖通风与空气调节设计规范(

28、GB 50019-2003)规定选择下列统计值作为空调室外空气计算参数 1)采用历年平均不保证l天的日平均温度作为冬季空调室外空气计算温度。 2)采用累年最冷月平均相对湿度作为冬季空调室外空气计算相对湿度。 3)采用历年平均不保证50小时的干球温度作为夏季空调室外空气计算干球温度。 4)采用历年平均不保证50小时的湿球温度作为夏季空调室外空气计算湿球温度。 5)采用历年平均不保证5天的日平均温度作为夏季空调室外空气计算日平均温度。,2.1.2 室外空气计算参数,38,字棚缚趾陕测涸悍音俄耻赋因间殷躺詹搽呐炸工隘笨糙因读赁拭苛至胺黎2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷

29、与送风量,表26 国内部分主要城市的部分室外空气气象参数,39,绍桅峦屯吱钎搔对镶引堂盎赔辣磷猖雀钠啤得滇苛糙屠肚趴臼被晌砰苍材2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,2.2 太阳辐射对建筑物的热作用,经围护结构传入空调房间的太阳辐射热，在空调冷负荷的构成中占有相当大的比重。 了解和掌握太阳辐射的基本性质及对建筑物的热作用，对合理地进行空调房间冷负荷的计算有着重要的意义。 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 (图25)和太阳光线 通过大气层的厚度。,图25 太阳高度角示意图,40

30、,白聊砰诅葡绚综各吱注辨杀付唯旅钾伞轿堵掀犁悟渠稽黑旋皮胶展毒蚌汲2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,地理纬度不同、季节不同、昼夜不同，太阳辐射强度也都不同。 纬度高的南极和北极，太阳高度角小，太阳通过大气层的路程长，太阳辐射强度小；而纬度低的赤道太阳辐射强度大。,图26 太阳光线穿越大气层厚度的示意图,41,犯例煎唾毁腔族堑侦旭凭必师碰吠姥林肆蔷稍掖他璃徊他境惩审疙焦凤理2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,同一地区由于地球公转，夏季太阳高度角高于冬季，且日照时间比冬季长。图27为北纬40地区的夏、冬两季日照示意图。

31、由于地球自转，同一地点的太阳高度角逐时在变化，中午太阳高度角大，太阳辐射强度高于早晨和黄昏。,图27 日出、日落相对位置示意图,42,阀讶撤绍逗卓权底温苟闯聋造磋酌荆象文阁呈芥鳖媒寒绥娘遣烃婶眉打书2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,2.2太阳辐射对建筑物的热作用,当太阳射线照射到非透明的围护结构外表面时，一部分会被反射，另一部分会被吸收，反射和吸收二者的比例取决于围护结构外表面材料的粗糙度和颜色。 表面愈粗糙，颜色愈深的围护结构，吸收的太阳辐射热就愈多，反之就愈少。 同一种材料对于不同波长辐射的吸收率是不同的，黑色表面对各种波长的辐射几乎全部吸收，而白色

32、表面对不同波长的辐射则吸收率不同，对于可见光几乎90%都反射回去。 在外围护结构上刷白或玻璃窗上挂白色窗帘可减少进入室内的太阳辐射热。,43,喳沛艰爵红悦顿蜜琵扯右邻堕屠快继澈匝窝仰口请涣绚荔铜先优镊窃保盟2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,2.3 空调负荷,按性质分 冷负荷、热负荷、湿负荷 按对象分 房间负荷、系统负荷,44,檬后他遥侗押周巾这匝膊诉恳纂栈用船硷阐舅颁字芹留氰壤待考乌茂郑瞅2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,2.3.1 空调房间夏季得热量与冷负荷,一般在夏季，空调房间(或空调区域)的各种得热量会使房间

33、的温度上升到超出控制范围，只有向房间供给适当的冷量才能保持房间的空气温度在控制范围内。 需要向空调房间提供多少冷量，即房间冷负荷为多少，必须要知道房间的得热量情况和数值。 1.空调房间夏季得热量 是指夏季某一时刻由外界进入空调房间和空调房间内的热源散发的热量的总和。,45,煌殿枷望酵美俯宠倡共试涵停程贸谬色滑纶譬稗踪氓尺配柴霄哥涪臣阑卯2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,采暖通风与空气调节设计规范(GB 50019-2003)规定，空调房间在夏季计算得热量时，应根据下列各项确定 1)通过围护结构传入的热量 2)透过围护结构中的透明部分(如外窗、阳台玻璃门、

34、玻璃幕墙)进入的太阳辐射热量 3)人体散热量 4)照明装置散热量 5)设备、器具、管道及其他内部热源的散热量 6)食品或物料的散热量 7)渗透空气带入的热量 8)伴随各种散湿过程产生的潜热量,46,孜太销幌虐盯欺舍秩甄弟镐栽运暮舒娥庶近易林价筒缸酒健藉傲箭父憋趾2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,空调房间热量的主要来源,室内外温差传热,太阳辐射传热,人体散热,用电设备散热,照明散热,47,蒙雁粥烬怕颊截奏娇倡者渴呀事诬刨龋稻较肉猜慢浪颁拔愉婉筋逼疫褒个2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,2.3.1 空调房间夏季得热量与

35、冷负荷,空调房间夏季得热量分类 按得热量是否会随时间变化分 稳定得热量和瞬时得热量 按得热量的性质分 显热得热量和潜热得热量 按显热得热量的传递方式分 对流得热量和辐射得热量,48,唁纸锣攫膛沧盖蹦机交挽溢私胡腮帅翟夺娩估触奥祥溶鞠茎渗罚掖券廊归2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,2.空调房间冷负荷与得热量的关系 为使空调房间保持所要求的空气温度，在某一时刻应从室内除去的热量或需要向房间供给的冷量称为房间冷负荷。 空调房间的冷负荷应根据各项得热量的种类和性质分别进行计算，其中通过围护结构传入的热量、透过外窗进入的太阳辐射热量、人体散热量、以及非全天使用的设

36、备、照明装置的散热量等形成的冷负荷，应按非稳态传热方法计算确定。 得热量是引起冷负荷的根源，但它们之间并非时刻都相等，这是由围护结构和房间内部物体的蓄热特性以及得热量的种类决定的。,2.3.1 空调房间夏季得热量与冷负荷,49,她吝郝易獭多舷征溯乾戚链经屑穿这蟹薯晋峻入捷涡鼓横妈歇伐贫滑抛纶2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,瞬时得热中的对流热和潜热是直接放散到房间空气中的热量，并立即构成房间的瞬时冷负荷。 瞬时得热中的辐射热(如经外窗进入空调房间的瞬时太阳辐射热和照明辐射热等)则不能立即成为瞬时冷负荷。因为辐射热会首先透过空气投射到具有蓄热性能的围护结构

37、、家具和设备、装置等室内物体表面上，被其吸收和贮存。只有当这些室内物体表面因吸热而温度升高到高于室内空气温度后，它们才会以对流换热方式将贮存的那部分热量再逐渐放出来加热室内空气成为房间滞后冷负荷。 空调房间冷负荷是房间瞬时冷负荷和房间滞后冷负荷之和。,50,餐艺循擎嘿藐浑硫陨鼻杀愉壁邯矢沥煎苹舌骗翠玫惹舞仙斧痞尊黔拇椅常2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,空调房间冷负荷,房间瞬时冷负荷 房间滞后冷负荷,瞬时得热中的对流热 瞬时得热中的潜热瞬时得热中的辐射热,表2-7 各种瞬时得热中所含各热量成分,51,短轮腐付吁荐宿窜倚嫉袄霉梧搜读黑商伯植跑羹罐围根绑矫夫

38、邦执性骡惨2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,图28是经围护结构进入空调房间的太阳辐射热所形成的瞬时得热量和实际冷负荷的关系图。 从图中可以看出，空调房间实际冷负荷的峰值要比太阳辐射所形成的得热量的峰值小，而且出现的时间也迟于太阳辐射热的峰值。这种得热量转化为冷负荷的过程中，存在的衰减和延迟现象，主要是由围护结构蓄热特性决定的。,图28 太阳辐射热形成的 得热量与冷负荷,52,赦坏屈肃粥埃筹泥络募磅凌路风峻堆浙唉淆饯愤老尹铜谁蹭逢沛貉温哮见2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,围护结构的蓄热能力与其热容量有关，建筑材料的

39、热容量等于其质量与比热的乘积，热容量愈大，蓄热能力也愈大，反之则小。一般建筑结构的材料比热值大致相等，故材料热容量就单一地与其质量成正比关系。 从图29中可以看到，重型结构的蓄热能力比轻型结构的蓄热能力大得多，其冷负荷的峰值比较小，延迟时间也比较长。,图29 不同质量围护结构的 蓄热能力 对冷负荷的影响,53,奈茨咽酉劳忱涅游磨狈账疆泛泻庚购臼酌勇桓棺煎瞬咕群溢缨宝耳氛哨喝2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,灯具照明散热比较稳定，灯打开后所散发的辐射能量最初并没有全部转化为冷负荷，而是有一部分被房间的围护结构(如墙体)和家具等室内物体所吸收。随着开灯时间的

40、持续，围护结构和家具等室内物体的温度逐渐上升，与室内空气的热交换量逐渐提高，最终通过辐射的得热量与向空气对流传热量相等，达到平衡。,图210 荧光灯散热形成的得热量和冷负荷,瞬时得热量,54,诡爪招券碗桌蒂漫毕声滴考励棍舵溶剪民副精殊皑侧照么女挚荤拎盛会住2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,围护结构和家具等室内物体的温度不再升高时，可以认为照明散热形成的瞬时得热量全部转化为瞬时冷负荷，即得热量等于冷负荷。 关灯后，贮存在围护结构和家具中的热量会逐渐释放出来，通过对流传热向空气散发，继续形成冷负荷直至全部放完(图中右边的曲线)。,图210 荧光灯散热形成的得

41、热量和冷负荷,瞬时得热量,55,仿卜促像涤簧陆镐班龙柑庶孺烙牧妖獭愉舍留拎吧瘪画蛮摆亥箱帅赡贩疥2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,2.3.1 空调房间夏季得热量与冷负荷,3.冷负荷计算方法 得热量的计算虽然很复杂，但还可以沿用经典的传热学计算方法来计算。 冷负荷的计算则需要在得热量计算的基础上，再考虑太阳辐射和室外温度变化，以及围护结构等物体的蓄热效应，因此十分繁琐。 在计算空调冷负荷时，除了必须考虑围护结构的吸热、蓄热和放热效应外，还要注意不同性质的得热量所形成的室内逐时冷负荷是不同步的。在确定房间逐时冷负荷时，必须按不同性质的得热量分别计算，然后取逐

42、时各冷负荷分量之和。,56,探屯佬晨乖挠练真录匙降娃副闭抱滩蕉顽奠旺砚裤鸥核吊贼堕挛屁憾糜函2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,建筑物空调负荷计算迄今已经历了定常(亦称稳定或稳态)计算法、周期热作用下的不定常计算法和新的不定常传热计算方法三个历史时期。 1946年，美国人C.O.Mackey和L.T.Wright提出了当量温差法；20世纪50年代初，前苏联A.M.等人提出了谐波（分解）法，他们均用周期性变化外扰作用下的不稳定传热来考虑通过围热结构的传热负荷。其共同的缺点是不区分得热量和冷负荷，致使计算出的空调冷负荷往往偏大。 1967年加拿大人D.G.St

43、ephenson和G.P.Mitalas提出反应系数法 ,其基本特点是把得热量和冷负荷的区别在计算方法中体现出来。1971年，他们两人又提出了Z传递函数法，用以改进反应系数法，并提出了适合手算的冷负荷系数法。,57,芽傅牟绒骗洼眩代灾蜡俄闭胃乏判陆蓝掖饱怔还剑表稍志荐船注晦凉罢处2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,我国在20世纪7080年代也积极开展新计算方法的研究，在借鉴国外研究成果的基础上，提出了符合我国国情的两种空调设计冷负荷计算法 谐波反应法和冷负荷系数法，并于1982年通过了原城乡建设环境保护部主持的评议。 我国的这些方法针对我国的建筑物特点推出

44、了一批典型围护结构的冷负荷温差(冷负荷温度)和冷负荷系数(冷负荷强调系数)，为我国的空调设计人员提供了实用的设计工具。 随着计算机应用的普及，采用国内外模拟分析软件计算空调负荷和进行辅助设计的已经越来越多。,58,噬岗饿择忍阴谩披溶车氛芳桂耘柔斟岛举牵骏浪贿憨偶滴赡迈耀棍拷耙壶2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,关于冷负荷系数法 冷负荷系数法是目前较常应用的一种方法，它是在传递函数法的基础上，为便于在工程中进行手算而建立起来的一种简化计算方法。 由于传递函数法在计算由墙体、屋顶、窗户、照明、人体和设备的得热量或冷负荷时，需要知道计算时刻以前的得热量或冷负荷

45、，是一个递推的计算过程，因此需要用计算机计算。 为了便于手工计算，通过引入瞬时冷负荷计算温度和冷负荷系数的方法来简化。但即使是进行了简化，实际的计算过程中，计算工作量依旧十分浩大。,59,沫未慎咀攻绣阂杯价含敝憾栏距嫂斌嘎惮伎纱揣等钞唁痈酌涵愈矣衅柒寨2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,2.3.2 空调房间冬季耗热量与热负荷,空调房间除了能得到热量外，在某些情况下，还会损失热量，特别是在冬季体现得最明显。 1.空调房间冬季耗热量 耗热量是指房间空气损失的热量，又称为失热量或热损失，主要包括 1)围护结构的耗热量 2)加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量

46、3)加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量 4)水分蒸发的耗热量 5)加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量 6)通风耗热量 7)通过其他途径散失的热量,60,佐碰亏玄枝作鲤倒垒吓尺颧鲁龟母扇逮蜡萨禁窿来调牛空昨哉怖继帘耍缅2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,在各种热量损失中，以室内外温差作用下，通过围护结构向室外传递的热量损失最多，即围护结构的耗热量最大。 在计算围护结构耗热量时，要分成围护结构的基本耗热量和附加耗热量两部分来计算。 围护结构的基本耗热量是指在稳态传热条件下，由于室内外温差作用，通过房间各部分围护结构向室外传递的热量总和。 由于围

47、护结构的实际耗热量会受各种因素的影响，按稳态传热条件计算所得到的基本耗热量必然会有偏差，因此需要对已计算出的基本耗热量进行相应地修正或附加，这些修正或附加包括朝向、风力和房间高度三个方面的修正以及外门附加。即附加耗热量。,61,雷疑例赏碱摘蛊赵实窥哄恼诈寻冒磺尼险勃惹孕权鳃橱捧奶梢锣布美锻篆2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,关于围护结构的附加耗热量 朝向修正是考虑建筑物的各个朝向受太阳辐射影响不同而对外围护结构传热量的修正； 风力修正是考虑室外风速的大小对外围护结构的外表面放热系数有影响而对外围护结构传热量的修正； 高度修正是考虑在热流作用下，房间内上部

48、的空气温度高于室内空气计算温度（地面以上、2米以下空气的平均温度），使实际耗热量比计算耗热量大的修正。 外门附加是考虑建筑物底层外门开启频繁，从外门进入建筑物中的冷空气将导致耗热量增大 。,62,庞钦让弥赛辩词政遵韶深晓公蔫群菏奶浓居集砾疫勉期鞠礁哑娩钨轿义掷2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,2.3.2 空调房间冬季耗热量与热负荷,2.空调房间热负荷的确定 在冬季，影响房间内空气温度升降的因素是房间的得热量和耗热量。 只有当房间总的得热量小于总的耗热量，才会使房间空气温度降低到设计值以下，此时为了保持空调房间的空气温度符合设计要求，需要补充房间缺少的热量

49、或向房间供给的热量称为房间热负荷。,63,藤惯则商峭封转难启阔闸全猪艰凤秽紫蒸卖涛殷拭胳洼稠拯硷库撰酞膨虹2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,冬季空调房间的得热量主要包括 1)最小负荷班的工艺设备散热量 2)热管道及其他热表面的散热量 3)热物料的散热量 4)人体散热量 5)照明装置散热量 6)通过其他途径获得的热量 民用建筑的有关得热量一般作为安全因素不计算；耗热量中通常也只计算围护结构的耗热量这一项，因此民用建筑的热负荷一般就等于围护结构的耗热量。,2.3.2 空调房间冬季耗热量与热负荷,64,费趟囤边辐恭径园侧誓跃警蹈勇焚铡撒封臣猛瞎夏强借赣彬敷洋嫡仅提米2-空气调节第2章-空调负荷与送风量2-空气调节第2章-空调负荷与送风量,需要引起注意的是，空调房间冬季热负荷与供暧房间热负荷的计算方法是一样的，只是由于空调房间室内热环境条件的要求高于供暧房间，因此二者室内外空气计算参数的规定值有所不同。 有一些房间或区域(如商场或建筑物的内区等)，由于人流多、照明强，使其在冬季室外气温低于室内气温的情况下，得热量还是大于耗热量，此时即使在冬天也需要供冷。 对于冬季空调，房间不一定就是热负荷，到底是热负荷还是冷负荷，要根据房间的得热量和耗热量的对比