為了維持一定的環(huán)境,單位時(shí)間內(nèi)從一定的空間除去(或補(bǔ)充)的熱量(顯熱和潛熱)的量稱為空調(diào)負(fù)荷。
空調(diào)房間的負(fù)荷來(lái)自于房間的外部和內(nèi)部,如:溫差傳熱、太陽(yáng)輻射熱、設(shè)備散熱濕氣、人體散熱濕氣等。
空調(diào)負(fù)荷是空調(diào)工程設(shè)計(jì)中最基本、最重要的數(shù)據(jù)之一。 其價(jià)值直接影響空調(diào)方案的選擇、空調(diào)及冷熱源等設(shè)備的容量恒溫恒濕機(jī)/a>,進(jìn)而影響項(xiàng)目投資成本和設(shè)備性能。 消耗、系統(tǒng)運(yùn)行成本和空調(diào)效果。
空調(diào)負(fù)荷計(jì)算步驟:
1、確定室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù);
2、計(jì)算空調(diào)室內(nèi)負(fù)荷;
3、計(jì)算空調(diào)室外負(fù)荷;
4.計(jì)算空調(diào)總負(fù)荷。
5、選擇冷熱源設(shè)備,確定送風(fēng)量等。
室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù):
室內(nèi)外空氣計(jì)算參數(shù)的確定:
在設(shè)計(jì)中央空調(diào)系統(tǒng)時(shí),首先要明確設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)條件,即:
空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)控制室內(nèi)空氣的狀態(tài)(代表這種狀態(tài)的空氣參數(shù)稱為空調(diào)設(shè)計(jì)室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù));
空調(diào)系統(tǒng)需要在什么氣象條件下運(yùn)行(代表這種氣象條件的空氣參數(shù)稱為空調(diào)設(shè)計(jì)室外空氣計(jì)算參數(shù))。
消除空調(diào)房間內(nèi)外干擾源的影響還與室內(nèi)外空氣參數(shù)有關(guān)。 因此,在討論空調(diào)負(fù)荷的計(jì)算之前,首先要了解空調(diào)設(shè)計(jì)計(jì)算中使用的室內(nèi)外空氣參數(shù)及其確定方法。
(1)空調(diào)室內(nèi)空氣參數(shù)的測(cè)定:
室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)主要是指作為空調(diào)工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行控制標(biāo)準(zhǔn)的空氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)量等室內(nèi)空氣控制參數(shù)。
空氣相關(guān)因素影響人體熱舒適度的原因:
1)溫度——人體對(duì)溫度比較敏感,室內(nèi)溫度對(duì)人體熱舒適的影響是通過(guò)與人體表面皮膚的對(duì)流熱交換和熱傳導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
2)相對(duì)濕度——出汗是人體在任何溫度下都存在的一種生理功能。 但氣溫較低時(shí)恒溫恒濕機(jī)品牌,出汗量較少,往往感覺(jué)不到出汗。 相對(duì)濕度主要影響人體表面汗液的蒸發(fā),即影響蒸發(fā)散發(fā)的熱量的多少。 相對(duì)濕度過(guò)高不僅會(huì)讓人感到悶熱,而且會(huì)使汗液難以蒸發(fā); 相對(duì)濕度過(guò)低,會(huì)使人感覺(jué)干燥,導(dǎo)致皮膚干燥、干裂,還容易引發(fā)呼吸道疾病。
3)氣流速度——?dú)饬魉俣葘?duì)人體熱舒適性影響最明顯的是夏季吹冷風(fēng)時(shí)。 如果冷空氣的流速太高,引起冷風(fēng)的感覺(jué),會(huì)讓人感到極其難受,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成危及生命的傷害。 生病的。
室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)可分為兩類:
以保證人體舒適、健康、提高工作效率為目的的民用建筑和工業(yè)企業(yè)附屬建筑的“舒適環(huán)境空氣參數(shù)”;
對(duì)生產(chǎn)廠房和一些科研試驗(yàn)環(huán)境或設(shè)施進(jìn)行“環(huán)境空氣參數(shù)處理”,目的是重點(diǎn)滿足生產(chǎn)過(guò)程和試驗(yàn)過(guò)程的空氣環(huán)境需要。
1、人體熱平衡與舒適度
當(dāng)人體的散熱與體內(nèi)新陳代謝的產(chǎn)熱達(dá)到平衡時(shí),人的冷熱感覺(jué)良好,體溫就會(huì)維持在36.5℃~37℃。
正常情況下,任何有利于人體維持這種熱平衡的環(huán)境,人們都會(huì)感到舒適; 否則,人們會(huì)感到不舒服。
2、舒適空調(diào)室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)的確定:
-2012年《民用建筑采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》3.O.2舒適性空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 人員長(zhǎng)時(shí)間停留區(qū)域的空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)符合表3.0.2的規(guī)定:
2、短期停留區(qū)域的空調(diào)制冷條件室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)比長(zhǎng)期停留區(qū)域高1℃~2℃。 在供暖條件下,應(yīng)降低1°C至2°C。 短期停留地區(qū)制冷條件下的風(fēng)速不應(yīng)大于0.5m/s,采暖條件下的風(fēng)速不應(yīng)大于0.3m/s。
3.0.4 采暖、空調(diào)室內(nèi)熱舒適度應(yīng)按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《中等熱環(huán)境下PMV和PPD指數(shù)的測(cè)定及規(guī)定》GB/T的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,采用預(yù)期值平均熱感覺(jué)指數(shù)CPMV)和預(yù)期不滿意的百分比CPPD)評(píng)價(jià),熱舒適等級(jí)分級(jí)應(yīng)按表3.O.4采用。
公共建筑空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù):
普通住宅、公共建筑空調(diào)房間室內(nèi)空氣參數(shù):
普通住宅、公共建筑空調(diào)房間室內(nèi)空氣參數(shù):
3、工藝空調(diào)室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)
由于工藝流程多種多樣,工藝空調(diào)還可細(xì)分為:
一般制冷空調(diào)、恒溫恒濕空調(diào)、凈化空調(diào)、人工氣候。
各種科技空調(diào)的特點(diǎn):
1)冷卻空調(diào)
對(duì)室內(nèi)空氣溫度和濕度的要求是保證夏季作業(yè)時(shí)工人手不出汗。 因此,一般只規(guī)定溫度或濕度的上限,對(duì)空調(diào)的精度沒(méi)有要求。
例如,電子行業(yè)的一些車間規(guī)定,夏季室溫不得大于28℃,相對(duì)濕度不得大于60%。
2)恒溫恒濕空調(diào)
對(duì)室內(nèi)空氣的溫濕度基礎(chǔ)和精度有嚴(yán)格要求。 例如,在一些測(cè)量室中工業(yè)恒溫機(jī),要求室溫常年保持在(20±0.1)℃,相對(duì)濕度常年保持在(50±5)%。
也有一些工藝僅對(duì)溫度或相對(duì)濕度有嚴(yán)格要求。 例如,紡織行業(yè)的一些工藝對(duì)相對(duì)濕度有嚴(yán)格的要求,而空氣溫度主要是為了勞動(dòng)保護(hù)。
3)凈化空調(diào)
它不僅對(duì)空氣的溫度和濕度有一定的要求,而且對(duì)空氣中所含塵粒的大小和數(shù)量,甚至微生物的種類也有嚴(yán)格的要求。
例如,某醫(yī)院的潔凈手術(shù)室分為四級(jí),每一級(jí)對(duì)細(xì)菌濃度都有明確的要求。
4)人工氣候
模擬高溫高濕或低溫低濕,甚至高海拔氣候環(huán)境。
無(wú)論何種類型的工藝空調(diào),由于其服務(wù)對(duì)象是工業(yè)生產(chǎn)或科學(xué)實(shí)驗(yàn),因此必須根據(jù)工藝流程的特殊要求確定室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)。
當(dāng)有人操作時(shí)恒溫恒濕空調(diào)設(shè)計(jì),應(yīng)盡可能考慮人體熱舒適的需要。
對(duì)于夏季溫度和相對(duì)濕度低于舒適空調(diào)的場(chǎng)所,應(yīng)盡可能減少室內(nèi)空氣流量。 如果工藝條件允許,應(yīng)盡可能提高空氣溫度。 這不僅節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)行成本,而且有利于操作人員的健康。
某些生產(chǎn)工藝所需的室內(nèi)空氣參數(shù)(摘錄):
4、空調(diào)基數(shù)及空調(diào)精度
空調(diào)基準(zhǔn)是指按照設(shè)計(jì)規(guī)定,空調(diào)區(qū)域內(nèi)需要保持的空氣基準(zhǔn)溫度和基準(zhǔn)相對(duì)濕度。
空調(diào)精度是指空調(diào)區(qū)域內(nèi)溫度和相對(duì)濕度的允許波動(dòng)范圍。
例如,t=(22±1)℃,φ=(50±5)%。 其中,空氣溫度22℃、相對(duì)濕度50%為空調(diào)的基準(zhǔn)值; 溫度波動(dòng)范圍±1℃、相對(duì)濕度波動(dòng)范圍±5%為空調(diào)精度。
(2)空調(diào)室外空氣參數(shù)的測(cè)定
通常建筑物周圍都是自然環(huán)境,其內(nèi)部必然受到外部大氣壓力、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、日照等氣象參數(shù)的影響。 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中使用的一些室外氣象參數(shù)稱為“室外空氣計(jì)算參數(shù)”。
關(guān)系最密切的主要是一些溫度和濕度參數(shù),比如計(jì)算通過(guò)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)或從室內(nèi)傳到室外的熱量時(shí)涉及到的室外空氣(干球)溫度; 計(jì)算加熱或冷卻室外空氣所需的熱量。 、制冷量以及確定室外新風(fēng)狀態(tài)時(shí)涉及的室外空氣濕球溫度等參數(shù)。
1、室外空氣溫度、濕度的變化
室外空氣的干球溫度和濕球溫度等參數(shù)是隨著季節(jié)、晝夜和一天中的時(shí)間不斷變化的量。
2 新風(fēng)計(jì)算參數(shù)的確定
新風(fēng)計(jì)算參數(shù)的取值將直接影響室內(nèi)空氣條件的保證程度和設(shè)備投資。
例如,當(dāng)采用當(dāng)?shù)厥彝饪諝獾淖罡吒蓾袂驕囟茸鳛槭彝饪諝鈺r(shí),該最高干濕球溫度在夏季多年僅出現(xiàn)一次,且持續(xù)時(shí)間較短(幾小時(shí)或幾天幾夜)。計(jì)算參數(shù),取決于配置的設(shè)備和相關(guān)設(shè)備的容量。 如果太大,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看就不能充分投入使用,造成投資浪費(fèi)。
設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的室外空氣計(jì)算參數(shù)值通常不是最不利條件下的值,而是基于不保證室內(nèi)溫濕度在控制范圍內(nèi)的原則確定的值全年幾次標(biāo)準(zhǔn)范圍。
詳見(jiàn)2012年《民用建筑采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》4.室外設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)。
國(guó)內(nèi)部分主要城市室外空氣氣象參數(shù):
(3)空調(diào)室內(nèi)負(fù)荷計(jì)算
室內(nèi)負(fù)荷分為冷負(fù)荷和熱負(fù)荷。
冷負(fù)荷:為維持一定的室內(nèi)濕熱環(huán)境,單位時(shí)間內(nèi)需要從房間帶走的熱量。 它包括顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷。 潛熱負(fù)荷是單位時(shí)間內(nèi)除去的水分,也稱為水分負(fù)荷。
熱負(fù)荷:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)為維持一定的室內(nèi)濕熱環(huán)境而向房間補(bǔ)充的熱量量。 它包括顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷。 如果只控制溫度而不控制濕度,則熱負(fù)荷僅包括顯熱負(fù)荷。
1、空調(diào)房間內(nèi)的熱濕負(fù)荷主要來(lái)自:
人體散發(fā)熱量和濕氣; 照明燈具散熱; 電氣設(shè)備散熱; 和其他設(shè)備散熱。
(1)人體散發(fā)熱量和濕氣:
(2)照明燈具散熱:
(3)電氣設(shè)備的散熱; 如電動(dòng)機(jī)等。
空調(diào)室外熱濕負(fù)荷計(jì)算:
(1)太陽(yáng)輻射熱通過(guò)玻璃窗進(jìn)入室內(nèi);
(2)熱量通過(guò)外墻和屋頂傳入室內(nèi):
空調(diào)內(nèi)外總熱負(fù)荷計(jì)算:
空調(diào)內(nèi)外總濕度負(fù)荷計(jì)算:
空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷:系統(tǒng)負(fù)荷根據(jù)房間負(fù)荷確定,同時(shí)考慮新風(fēng)負(fù)荷和其他附加負(fù)荷。
新風(fēng)負(fù)荷和附加冷熱負(fù)荷理論上可以一一計(jì)算,但非常繁瑣且不準(zhǔn)確。 實(shí)際工程中,通??紤]房間總負(fù)荷的10%~50%來(lái)統(tǒng)籌考慮。
空調(diào)負(fù)荷粗略估算:
在工程設(shè)計(jì)的方案設(shè)計(jì)或初步設(shè)計(jì)階段,為了滿足立項(xiàng)評(píng)審、招標(biāo)等對(duì)設(shè)備容量、機(jī)房面積、投資費(fèi)用等的要求,往往需要對(duì)設(shè)備容量、機(jī)房面積、投資費(fèi)用等有一個(gè)粗略的了解??照{(diào)系統(tǒng)的制冷量、供熱量、用電量。 用水量,以及空調(diào)機(jī)房、制冷機(jī)房、鍋爐房等設(shè)備房面積。
Q=預(yù)算指標(biāo)×面積。
民用建筑和房間空調(diào)的近似負(fù)荷指標(biāo):
由于估算預(yù)算指標(biāo)的上下限相差較大恒溫恒濕空調(diào)設(shè)計(jì),合理選擇只能依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)。
夏季空調(diào)房間送風(fēng)狀況及送風(fēng)量:
夏季空調(diào)送風(fēng)狀況及送風(fēng)量:
送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O的確定,即送風(fēng)溫差的確定,必須從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩方面綜合考慮。
在確定送風(fēng)溫差時(shí),還應(yīng)結(jié)合所采用的送風(fēng)方式來(lái)考慮,因?yàn)椴煌乃惋L(fēng)方式,適宜的送風(fēng)溫差不同。
空調(diào)系統(tǒng)中常用的向上送風(fēng)方式的夏季送風(fēng)溫差應(yīng)根據(jù)送風(fēng)口類型、安裝高度、氣流范圍長(zhǎng)度、是否附設(shè)等因素確定。 在滿足舒適度和工藝要求的條件下,應(yīng)增大送風(fēng)溫差。
舒適性空調(diào)送風(fēng)口高度小于等于5m時(shí)送風(fēng)溫差不應(yīng)大于10℃; 送風(fēng)口高度大于5m時(shí),不宜大于15℃。
工藝空調(diào)機(jī)的送風(fēng)溫差應(yīng)按表中給出的數(shù)據(jù)采用。
過(guò)程空調(diào)的送風(fēng)溫差和換氣次數(shù)
關(guān)于室內(nèi)空氣變化:
為了保證空調(diào)效果,需要保障空調(diào)房間的最小送風(fēng)量,一般通過(guò)規(guī)定房間換氣次數(shù)來(lái)體現(xiàn)。
換氣次數(shù)為房間送風(fēng)量G(m 3 /h)與房間容積V(m 3 )之比,用n(次/h)表示,即:
裝有舒適型空調(diào)的房間每小時(shí)換氣次數(shù)不應(yīng)少于5次,但較高空間的換氣次數(shù)應(yīng)根據(jù)其冷負(fù)荷計(jì)算。
知道了空調(diào)房間的冷負(fù)荷Q、濕度負(fù)荷W和室內(nèi)控制參數(shù),可以按照以下步驟確定夏季送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)和房間送風(fēng)量。
1) 計(jì)算熱濕比ε = Q/W。
2)在焓濕圖上確定室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N后,畫(huà)一條經(jīng)過(guò)N點(diǎn)的熱濕比線ε。
3)按規(guī)范要求選擇送風(fēng)溫差Δt O,計(jì)算送風(fēng)溫度t O =t N -Δt O 并校核(為防止送風(fēng)口結(jié)露和滴水,送風(fēng)溫度t O =t N -Δt O )夏季溫度一般要求高于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度2-3℃)。
4) 根據(jù)送風(fēng)溫度t O ,在熱濕比線上找到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)。
5)計(jì)算供氣量并檢查換氣次數(shù)。
夏季空調(diào)房間冷負(fù)荷Q=3314W,濕負(fù)荷W=0.264g/s。
1) 求熱濕比:
2)根據(jù)tN=22℃,φN=55%,確定hd圖上的室內(nèi)空氣控制狀態(tài)點(diǎn)N,標(biāo)記已知參數(shù),求得hN=45kJ/kg干,dN=9g/kg干。 通過(guò)該點(diǎn)畫(huà)一條熱濕比線ε=12600。
3)根據(jù)題意查表,求送風(fēng)溫差ΔtO=8℃,則送風(fēng)溫度tO=22-8=14℃。
查看hd圖發(fā)現(xiàn)室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度為tNl=12.5℃,則tO-tNl=14-12.5=1.5℃<2℃~3℃,說(shuō)明送風(fēng)溫差過(guò)大,使送風(fēng)溫度過(guò)低。 不合適。
將ΔtO降低至7℃,顯然可以滿足防止送風(fēng)口結(jié)露的要求。 此時(shí)送風(fēng)溫度tO=15℃。
4) 在 hd 圖上找到 15℃等溫線與 ε 線的交點(diǎn) O。 發(fā)現(xiàn)hO=35kJ/kg干,dO=8.2g/kg干。
5)計(jì)算送風(fēng)量
或者
冬季空調(diào)房間送風(fēng)量和送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的確定:
冬季空調(diào)房間負(fù)荷為熱負(fù)荷時(shí),意味著需要向房間輸送熱空氣。 此時(shí),送風(fēng)狀態(tài)下的空氣的溫度和熱函值均大于室內(nèi)控制狀態(tài)下的溫度和熱函值。
從人的總體適應(yīng)能力來(lái)看,承受熱空氣的能力比承受冷空氣的能力要強(qiáng)。 因此,空調(diào)器送出熱風(fēng)時(shí)的溫差可以大于送出冷風(fēng)時(shí)的空氣溫差。 因此,冬季送熱風(fēng)時(shí)的送風(fēng)量可以比夏季小。
送熱風(fēng)時(shí)送風(fēng)溫度不宜過(guò)高,一般不超過(guò)45℃。
冬季減少送風(fēng)量可以減少用電量,降低運(yùn)行成本。 特別是對(duì)于較大的空調(diào)系統(tǒng),減少送風(fēng)量的經(jīng)濟(jì)效益更為顯著。
但減少送風(fēng)量時(shí),應(yīng)注意送風(fēng)量不能小于房間最小換氣次數(shù)所需的送風(fēng)量。
冬季空調(diào)也可使用與夏季相同的送風(fēng)量。 全年固定送風(fēng)量,方便運(yùn)行管理。 當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí),只需調(diào)整送風(fēng)參數(shù)即可。
恒溫恒濕機(jī)生產(chǎn)廠家:www.zswld.com