空调工程（第3版）课件：空调负荷计算与送风量的确定

3.1

室内、外空气计算参数3.2得热量与冷负荷的关系3.3围护结构负荷计算方法3.4空调区冷负荷的计算3.5空调区热负荷的计算3.6冷(热)负荷的简化算法3.7空调房间送风状态的确定及送风量的计算3.8新风量的确定和风量平衡3.1

室内、外空气计算参数3.1.1室内空气计算参数

1.舒适性空调的室内空气计算参数

在舒适性空调中，涉及到热舒适标准与卫生要求的室内设计计算参数有6项：

温度、湿度、新风量、风速、噪声声级、室内空气含尘浓度

《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002）规定的室内空气质量标准（表3-01）

《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736－2012）规定的舒适性空调室内计算参数（表3-02）

《公共建筑节能设计标准》（GB14650189－2015）规定的公共建筑空调系统室内计算参数（表3-03）

2.工艺性空调的室内空气计算参数

某些生产工艺过程所需的室内空气计算参数（表3-04）

3.1.2室外空气计算参数

我国《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736－2012）中规定选择下列统计值作为室外空气设计参数：

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。用累年最冷月平均相对湿度作为冬季空调室外计算相对湿度。

用历年平均不保证50小时的干球温度作为夏季空调室外计算干球温度。用历年平均不保证50小时的湿球温度作为夏季空调室外计算湿球温度。用历年平均不保证5天的日平均温度作为夏季空调室外计算日平均温度。3.2得热量与冷负荷的关系

房间得热量是指通过围护结构进入房间的，以及房内部散出的各种热量。由两部分组成：一是由于太阳辐射进入房间的热量和室内外空气温差经围护结构传入房间的热量;

另一部分是人体、照明、各种工艺设备和电气设备散入房间的热量。

按照现行的《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736－2012）的规定，空调区的夏季计算得热量，应根据下列各项确定：

通过围护结构传入的热量。通过透明围护结构进入的太阳辐射热量。人体散热量。照明散热量。设备、器具、管道及其他内部热源的散热量。食品或物料的散热量。渗透空气带入的热量

伴随各种散湿过程产生的潜热量。

得热量与冷负荷之间的关系照明得热和实际冷负荷之间的关系得热量、冷负荷与除热量之间的关系建筑物内空调系统计算冷负荷组成框图3.3围护结构负荷计算方法3.3.1稳态计算法

（公式3-3）3.3.2采用积分变换求解围护结构负荷的不稳定计算方法

采用积分变换法求解围护结构的不稳定传热过程，需要经历3个步骤：

①边界条件的离散或分解

②求对单元扰量的响应

③对单元扰量的响应进行叠加。

3.3.3采用模拟分析软件计算法

DOE-2

DOE-2是由美国能源部主持，美国劳伦斯伯克利国家实验室开发，于1979年首次发布的建筑全年逐时能耗模拟软件。ESP-r

ESP-r是由英国strathclyde大学于1977至1984年间开发的建筑与设备系统能耗动态模拟软件。EnergyPlus

EnergyPlus是美国劳伦斯伯克利国家实验室于20世纪90年代开发的商用、教学研究用的建筑热模拟软件。

DeST

DeST是清华大学建筑技术科学系建筑环境与设备研究所近20年研究开发的建筑热环境模拟软件。3.4空调区冷负荷的计算3.4.1冷负荷系数法计算冷负荷

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（公式3-4）

(2)内围护结构冷负荷（公式3-8）

(3)外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷（公式3-10）

2.透过玻璃窗的日射得热形成冷负荷的计算方法(公式3-13)3.室内热源造成的冷负荷

（1）室内热源显热冷负荷

1)设备显热冷负荷（公式3-14）

2)照明设备冷负荷（公式3-21~3-22）

3)人体显热冷负荷（公式3-23）

4)食物显热冷负荷

（2）室内热源潜热冷负荷

1）人体散湿形成的潜热冷负荷（公式3-24）

2）敞开水面蒸发形成的潜热冷负荷（公式3-26）

3.4.2谐波反应法计算冷负荷

1.外墙和屋面的传热冷负荷

外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Qτ(W)，可按（公式3-33）计算：

2.外窗的温差传热冷负荷

通过室外空气温度直接求得各时刻外扰通过外围护结构形成的冷负荷（公式3-34）

3.外窗的太阳辐射冷负荷

透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷Qτ(W)，应根据不同情况分别进行计算。（1）外窗无任何遮阳设施的辐射负荷（公式3-35）

（2）外窗只有内遮阳设施的辐射负荷（公式3-36）

（3）外窗只有外遮阳板的辐射负荷（公式3-37）（4）外窗既有内遮阳设施又有外遮阳板的辐射负荷（公式3-38）Tip:上述公式中有关参数具体数值取值及有关谐波反应法的内容详见《实用供热空调设计手册》（修订版）。

3.4.3空调总冷负荷的确定

各个环节计算冷负荷中包括：

空调区的计算冷负荷;

空调建筑的计算冷负荷;

空调系统的计算冷负荷;

空调冷源的计算冷负荷。

空调区计算冷负荷的确定方法是：将此空调区的各分项冷负荷按各计算时刻累加，得出空调区总冷负荷逐时值的时间序列，之后找出序列中的最大值，即作为该空调区的计算冷负荷。

空调建筑的计算冷负荷应按不同情况分别确定。当空调系统末端装置不能随负荷变化而自动控制时，该空调建筑的计算冷负荷应采用同时使用的所有空调区计算冷负荷的累加值。当空调系统末端装置能随负荷变化而自动控制时，应将此空调建筑同时使用的各个空调区的总冷负荷按各计算时刻累加，

得出该空调建筑总冷负荷逐时值的时间序列，之后找出序列中的最大值（综合最大值），即作为该空调建筑的计算冷负荷。Tip:

这里所谓的“空调建筑”，指的是一个集中空调系统所服务的建筑区域，它可能是一整幢建筑物，也可能是建筑物的一部分。集中空调系统的计算冷负荷应为以下5部分负荷的累加和:

1）系统所服务区域的空调建筑的计算冷负荷。2）该空调建筑的新风计算冷负荷。3）风系统由于风机、风管产生温升以及系统漏风等引起的附加冷负荷。4）水系统由于水泵、水管、水箱产生温升以及系统补水引起的附加冷负荷。5）当空气处理过程产生冷、热抵消现象时，尚应考虑由此引起的附加冷负荷。3.5空调区热负荷计算空调区热负荷的计算方法与采暖热负荷的计算方法基本相同，不同之处主要有两点：

①在选取室外计算温度时，规定采用平均每年不保证一天的温度值，即应采用冬季空气调节室外计算温度。

②当空调区有足够的正压时，不必计算经由门窗缝隙渗入室内冷空气的耗热量。根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736－2012）围护结构的耗热量包括三部分：

围护结构的基本耗热量

围护结构的附加耗热量

围护结构的高度附加率

3.6冷(热)负荷的简化算法3.6.1简约计算法

冷负荷的简约计算（公式3-40~3-41）3.6.2估算法

部分公共建筑的空调负荷概算指标Tip:

空调负荷概算指标，是指折算到建筑物中每平方米空调面积所需提供的冷负荷值。日本公布的部分建筑空调最大冷热负荷概算表英国空调冷负荷概算美国空调冷负荷概算值3.7空调房间送风状态的确定及送风量的计算3.7.1空调房间送风状态的变化过程

由总热量平衡确定送风量由湿量平衡确定送风量利用空调区的显热冷负荷和送风温差来确定送风量送入室内的空气(送风)吸收热、湿负荷的状态变化过程（图3-11）（公式3-46）

3.7.2夏季送风状态的确定及送风量的计算

根据《公共建筑节能设计标准》（GB14650189-2015）和《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736－2012）中的规定：舒适性空调的送风温差

当送风口高度≤5m时，5℃≤△t≤10℃当送风口高度＞5m时，10℃≤△t≤15℃

确定空调系统的送风温差时，必须和送风方式联系起来考虑。

对混合式通风可加大送风温差，但对置换通风方式，送风温差不受限制。对于舒适性空调或夏季以降温为主的工艺性空调，工程设计中经常采用“露点”送风

工艺性空调的送风温差和换气次数选定送风温差之后，即可按以下步骤确定送风状态和送风量3.7.3冬季送风状态的确定及送风量的计算

空调送风量一般是先确定夏季送风量，冬季既可采取与夏季相同风量，也可少于夏季风量。

冬季送风含湿量取值应与夏季相同冬季送风状态点