空调基础第三

空调基础第三第一页，共二十三页，2022年，8月28日

④冷负荷：某一时刻为维持空调房间恒温恒湿而需要空调系统向室内提供的冷量。⑤热负荷：某一时刻为补偿空调房间散失的热量而需要向室内提供的热量。⑥湿负荷：某一时刻为维持空调房间恒定的相对湿度而需要除去的湿量。第二页，共二十三页，2022年，8月28日

§3.2室内外空气设计参数1.室内空气设计参数

室内空气的计算参数因服务对象不同而不同：（1）舒适性空调：以满足人体舒适感来确定，一般无精度要求。我国舒适性空调的室内空气设计参数参见表3.1以及附录3。（2）工艺性空调：按工艺过程的特殊要求而提出，一般对精度要求比较高。参见附录4。第三页，共二十三页，2022年，8月28日

2.室外空气计算参数（1）夏季室外空气计算参数

《采暖通风与空气调节设计规范》规定，夏季室外空气状态点，根据室外计算干、湿球温度来确定：①空调夏季室外计算干球温度：应采用历年平均每年不保证50小时的干球温度，t干=twmax，即当地夏季设计日最高气温，参见附录5。②空调夏季室外计算湿球温度：应采用历年平均每年不保证50小时的湿球温度ts，参见附录5。第四页，共二十三页，2022年，8月28日注意：

由于地球白天吸收太阳辐射热，晚上逐渐向大气层释放热量的特点，而形成室外空气温度在一昼夜内呈周期性波动，因此传热计算应按不稳定传热过程计算。

第五页，共二十三页，2022年，8月28日

（1）冬季室外空气计算参数《采暖通风与空气调节设计规范》规定冬季室外空气状态点，根据室外计算干球温度和相对湿度来确定：①空调冬季室外计算干球温度：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5。②空调冬季室外计算相对湿度：应采用历年一月份平均相对湿度的平均值，即φd，参见附录5。第六页，共二十三页，2022年，8月28日注意：

由于冬季空气加热、加湿所需要的费用远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。

第七页，共二十三页，2022年，8月28日

§3.3空调室内冷、热、湿负荷计算

1.算方法概述：40年代美国人麦克和威特提出当量温差法；50年代前苏联人什克洛维尔等人提出谐波分解法；1968年，加拿大学者斯蒂芬森和米克尔提出反应系数法，掀起了革新负荷计算方法的研究，不但考虑空调室外气温的波动，考虑围护结构等物体的蓄热、放热特性，认为：得热量≠冷负荷，得热量＞冷负荷。目前世界上普遍应用的计算方法有4种：

①反应系数法

②谐波反应法（频率相应法）

③传递函数法（瞬态响应法）④冷负荷系数法第八页，共二十三页，2022年，8月28日2.空调室内夏季冷负荷计算（冷负荷系数法）

1）通过外墙和屋顶得热形成的冷负荷

LQwτ=KF[（tlf+td）－tN]

2）通过外窗得热形成的冷负荷

LQτ=KF（twτ－tN）

3）通过外窗玻璃太阳辐射热形成的冷负荷

Qτ=qfτ·F·Cs·Cn

LQcτ=αQτ

4）室内热源散热形成的冷负荷

①人体散热

Q=q·n·n′

②照明灯具散热

Q=nN

③用电设备散热量

Q=ηN

第九页，共二十三页，2022年，8月28日

由于空调系统冬季加热、加湿所消耗的费用，远远小于夏季冷却、去湿所消耗的费用，所以冬季传热计算不考虑室外气温的波动，其计算原则如下：

（1）按稳定传热计算；

（2）室外空气计算温度采用冬季室外空调计算温度（参见附录5），计算方法与采暖耗热量计算方法相同；

（3）不计冷风渗透所形成的热负荷。

3.空调室内冬季热负荷计算第十页，共二十三页，2022年，8月28日4.空调系统湿负荷计算

空调系统的湿负荷主要来自人体散湿和工艺设备散湿两部分

1)人体散湿形成的湿负荷；

W=w·n·n′2)敞开水槽表面散湿量：

W=β（Pqb－Pq）F

（kg/s）

第十一页，共二十三页，2022年，8月28日

§3.4空调房间的送风量和新风量

1.空调房间夏季送风状态参数和送风量的确定

假设一空调房间,室内冷负荷为∑Q，湿负荷为∑W，空调室内设计状态为N（tN，φN）今需要送入G（kg/s）状态为O（iO，dO）的空气以吸收室内的余热、余湿。怎样确定送风状态参数O（iO，dO）？并且计算送风量G（kg/s）第十二页，共二十三页，2022年，8月28日确定空调房间夏季送风状态点的步骤如下：

（1）在相应的i-d图上确定室内状态点N（tN

φN）过N作一条ε=∑Q/∑W热湿比线；

（2）根据空调精度确定送风温差Δto，参见表2.9；

（3）根据送风温差Δto确定送风温度：

tO=tN-Δto；

（4）确定送风状态点：在i-d图上，tO线与ε线的交点，就是送风状态点O；

第十三页，共二十三页，2022年，8月28日

根据热平衡和湿平衡关系式计算送风量

G(iN-iO)=∑Q

G(dN-dO)=∑W第十四页，共二十三页，2022年，8月28日2.新风量GW的确定

一般说来，空调系统新风量愈小则愈经济，但实际上不能无限制地减少新风量。新风量太少，会使室内空气品质满足不了卫生要求，或不能保证空调房间的“正压”要求。一般规定，空调系统中新风量占总风量的百分数不应低于10%。

（1）民用建筑空调

每人最小新风量参见表3.11。第十五页，共二十三页，2022年，8月28日（2）生产厂房空调应按：

①补偿局部排风或全面排风的风;②保证室内5～10Pa的正压要求;③满足每人不小于30m3/h新风量的卫生要求.

取该三项中的最大值

若以上三项中的最大值仍不足总送风量10%，则以GW=10%G确定。（3）洁净空调

根据生产工艺要求确定新风量，一般采用全新风系统。

第十六页，共二十三页，2022年，8月28日第三章复习思考题3.1影响人体热舒适感的因素有哪些？说明他们是如何影响人体散热的。3.2室内空气温湿度设计参数的确定应考虑哪些因素？3.3按照我国现行暖通空调设计规范，夏季空调室外计算干球温度和湿球温度是如何确定的？3.4冬季空调室外计算温度、计算相对湿度的确定与夏季的确定方法有何不同？为什么？3.5影响太阳辐射强度的因素有哪些?3.6夏季空调室外逐时计算温度的物理意义是什么？

第十七页，共二十三页，2022年，8月28日3.7为什么冬季围护结构传热量可按稳定传热方法计算，而不考虑室外气温的波动？

3.8试解释得热量、冷负荷、热负荷和湿负荷的概念。3.9试分析为什么冷负荷不等于得热量？3.10确定空调送风温差应考虑哪些因素？如何确定夏季送风状态点？3.11为什么要求送风状态点必须落在室内的热湿比线上？3.12在全年定风量系统中，如何确定冬季的送风状态点？3.13确定空调房间内新风量的原则是什么？3.14在空调系统中，新风量多一些好还是少一些好？为什么？第十八页，共二十三页，2022年，8月28日第三章习题3.1利用设计日室外气温逐时计算公式，分别计算北京、上海、西安、广州四大城市夏季各个时刻（6时至18时）室外计算温度值。3.2西安地区某一空调房间，有一东向外墙，厚为一砖半，外表面涂20mm厚水泥砂浆，内表面粉刷有20mm白灰，屋面为预制钢筋混凝土空心板，厚150mm，铺50mm厚沥青蛭石板为保温层；东外墙面积为28m2，屋顶面积为32m2，室内温度要求维持为tN=26℃。试计算8时至18时通过外墙和屋顶的太阳辐射热形成的冷负荷各为多少。3.3西安地区某空调房间有一南外窗，窗口面积为5m2,结构为双层玻璃木窗（双层3mm厚普通玻璃），内挂浅色窗帘。试计算8时至18时的瞬时冷负荷。第十九页，共二十三页，2022年，8月28日3.4上海某空调房间有8人从事轻度劳动，群集系数为0.96，室内有40W的日光灯10支，明装，精密机床2台，每台额定功率为5.6KW，室内设计温度为22℃。试计算该房间人体、照明及设备散热形成的冷负荷。3.5空调车间内有一敞开水槽，水表面积为1.5m2,水温为50℃，室内空气干球温度为20℃，相对湿度为50%，水面风速为0.2m/s，所在地区大气压力为101325Pa。试求该水槽产生的湿负荷。3.6已知某空调房间的总余热量∑Q=11.63KW（冷负荷），余湿量∑W=0。要求保证室内状态参数tN=22℃,φN=55%，允许送风温差Δt0=7℃。试确定送风状态及送风量（大气压力B=101325Pa）。第二十页，共二十三页，2022年，8月28日3.7已知空调房间总余热量（冷负荷）∑Q=11.63KW，余湿量（湿负荷）∑W=5Kg/h（0.00139Kg/s）。室内要求全年维持温度tN=22±0.5℃，φN=60%±5%，当地大气压力B=101325Pa。试确定夏季送风量。（提示：送风温差Δt0取5℃）3.8某空调房间有工作人员10人从事轻度劳动，要求房间的空气状态为tN=22±1℃，φN=55%±5%，当地大气压力B=101325Pa。经计算得围护结构与设备散热引起的冷负荷为1860W,余湿量为零，允许送风温差Δt0=8℃。试确定夏季送风状态及送风量。3.9已知条件同第2.8题。若冬季围护结构耗热量为2570W，冬季送风量仍按夏季风量计算，试确定冬季送风状态。

第二十一页，共二十三页，2022年，8月28日3.10某生产车间有工人200名从事轻度劳动，要求室内空气参数tN=24℃，φN=60%。经计算得到工艺设备冷负荷为23260W，通过玻璃窗户太阳辐射的冷负荷为11630W，外墙和屋顶围护结构传热引起的冷负荷为2326W。设送风温差为5℃，试确定夏季送风状态和送风量。3.11某空调房间冷负荷为3KW，湿负荷为3Kg/h(8.33×10-4Kg/s),全年不变；冬季热负荷（耗热量）为2KW。要求室内全年保持tN=20±1℃，，φN=55%