空气调节培训.pptx

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1、空 气 调 节叶叶 海海第1讲 2016年3月01日 建筑设备概述第2讲 2016年3月08日 室外给排水工程第3讲 2016年3月15日 建筑内部给水系统第4讲 2016年3月22日 建筑内部排水系统第5讲 2016年3月29日 建筑消防系统第6讲 2016年4月05日 建筑热水供应系统第7讲 2016年4月12日 建筑供暖第8讲 2016年4月19日 建筑通风第9讲 2016年4月26日 空气调节23567SAN FRANCISCO FEDERAL BUILDING 建筑师：汤姆建筑师：汤姆 梅恩，梅恩，20052005年普里茨克建筑年普里茨克建筑奖奖 设计：设计：200020002003

2、,2003,施工：施工：2003200320072007 1818层办公楼，高层办公楼，高71.371.3米。米。LEED LEED 银级认证银级认证 美国美国时代时代20072007年世界十大建筑第年世界十大建筑第2 2名。名。旧金山半岛三面环水，气候冬暖夏凉，阳光充足。旧金山半岛三面环水，气候冬暖夏凉，阳光充足。因长期受海风影响，夏天的日高温通常只有因长期受海风影响，夏天的日高温通常只有2020左右，左右，因太平洋水温长年在因太平洋水温长年在10-1510-15间，夏天半夜也可能下降间，夏天半夜也可能下降到到1010以下。以下。一年大约只有一个星期会因强劲陆风影响而超过一年大约只有一个星期

3、会因强劲陆风影响而超过3030。SAN FRANCISCO FEDERAL BUILDING 美国第一栋采用自然通风的高层办公楼；美国第一栋采用自然通风的高层办公楼；淡灰色的混凝土砌块，淡灰色的混凝土砌块，50%50%为回收的矿渣；为回收的矿渣；大楼内的电梯上下大楼内的电梯上下“跳层跳层”，只停，只停1/31/3的楼层；的楼层；Night Night flushflush：夜间通风，将热量排出；：夜间通风，将热量排出；能耗为同类大楼的一半，能耗为同类大楼的一半，8585的工作空间可获得自然的工作空间可获得自然光；光；大楼的表皮为特制钢网结构，不仅可以遮蔽阳光，而且大楼的表皮为特制钢网结构，不仅

4、可以遮蔽阳光，而且可以折叠。通过电脑控制特定的遮阳技术来改善室内环可以折叠。通过电脑控制特定的遮阳技术来改善室内环境，减少温度变化。境，减少温度变化。本讲主要内容1 1空气调节概述空气调节概述2 2室内空气计算参数室内空气计算参数3 3室外空气计算参数室外空气计算参数4 4得热量与冷负荷得热量与冷负荷 5 5冷负荷的分类及计算冷负荷的分类及计算6 6送风量与送风状态的确定送风量与送风状态的确定一、空气调节概述1.1,历史上的“空调”措施1.1.11.1.1，中国，中国 诗经诗经：“二之日凿冰冲冲，三之日纳于凌阴二之日凿冰冲冲，三之日纳于凌阴”。左传左传：管冰的：管冰的“凌人凌人”，盛冰的器具，

5、盛冰的器具“冰鉴冰鉴”。艺文志艺文志：“大秦国有宫殿，以水晶为柱，内实以冰，大秦国有宫殿，以水晶为柱，内实以冰，遇夏开放遇夏开放”。三国曹操，设井藏冰，三伏之日以赐大臣。三国曹操，设井藏冰，三伏之日以赐大臣。唐玄宗时，筑避暑凉殿，装水力推动的水车，用木制器唐玄宗时，筑避暑凉殿，装水力推动的水车，用木制器具引水上屋具引水上屋。古代古代“凉枕凉枕”、“瓷枕瓷枕”、“竹夫人竹夫人”应用广泛。应用广泛。战国铜冰鉴铜鉴缶我国最早的冰箱铜鉴缶我国最早的冰箱击缶迎宾木枕木枕瓷瓷枕枕竹夫人竹夫人 谜语谜语：有眼无珠腹内空，荷花出水喜相逢。有眼无珠腹内空，荷花出水喜相逢。梧桐梧桐叶落分离去，恩爱夫妻不到冬。叶落

6、分离去，恩爱夫妻不到冬。谜底是谜底是竹夫人竹夫人。这是一种用竹蔑编成的夏季抱着取凉的这是一种用竹蔑编成的夏季抱着取凉的器具。器具。红楼梦红楼梦甲辰本的第二十二甲辰本的第二十二回回 竹夫人不仅在东亚各国使用，西方国家也有类似的消暑竹夫人不仅在东亚各国使用，西方国家也有类似的消暑竹具，而且名字更有特色，叫竹具，而且名字更有特色，叫“荷兰夫人荷兰夫人”。古人的“空调”（消暑）措施仕女虎狮纹彩绘木枕（汉）仕女虎狮纹彩绘木枕（汉）消夏图【元】刘贯道1.1,历史上的“空调”措施1.1.21.1.2，国外，国外 古埃及：奴隶夜间拆开宫殿石块散热。古埃及：奴隶夜间拆开宫殿石块散热。古巴比伦：双层墙内填充积雪。

7、古巴比伦：双层墙内填充积雪。古罗马：天花板上开口，置冰块，向下扇风。古罗马：天花板上开口，置冰块，向下扇风。印度：室内悬挂椰子叶，由仆人来回拉动扇风。印度：室内悬挂椰子叶，由仆人来回拉动扇风。意大利：雷奥纳多意大利：雷奥纳多 达达 芬奇（芬奇（1452151914521519）设计了一个）设计了一个水力驱动的风扇为室内通风，为世界上第一台空调设备。水力驱动的风扇为室内通风，为世界上第一台空调设备。冰块冰块冰块冰块献冰祭奈良冰室神社1.2，空气调节的定义和控制参数 1.2.11.2.1，定义，定义 利用利用技术手段对建筑物内温度、湿度、气流速度、洁技术手段对建筑物内温度、湿度、气流速度、洁净度（

8、细菌，尘埃，有毒有害气体，压力，噪声等）净度（细菌，尘埃，有毒有害气体，压力，噪声等）进行控制，并为室内提供足够的新鲜空气，人为制造进行控制，并为室内提供足够的新鲜空气，人为制造并保持人们工作、生活所需或特殊生产工艺所需的特并保持人们工作、生活所需或特殊生产工艺所需的特定环境。定环境。基本条件：具有制冷设备基本条件：具有制冷设备 人工环境人工环境 自然环境自然环境 HVACHVAC：HeatingHeating，VentilatingVentilating，Air ConditioningAir Conditioning空调之父开利 19021902年的年的7 7月月1717日，开利博士设计出

9、被世界公认的第一套日，开利博士设计出被世界公认的第一套科学空调系统。科学空调系统。19021902年年7 7月月1717日，这项题为日，这项题为 第一套空气处理系统第一套空气处理系统 的发明，的发明，解决了当时纽约市布鲁克林一家印刷厂由于温湿度变化而解决了当时纽约市布鲁克林一家印刷厂由于温湿度变化而引起的印刷质量问题，并首次向世界证明了人类对环境温引起的印刷质量问题，并首次向世界证明了人类对环境温度、湿度、通风和空气品质的控制能力。度、湿度、通风和空气品质的控制能力。由于实现了对空气湿度的控制，开利博士由于实现了对空气湿度的控制，开利博士19021902年的发明标年的发明标志了空调工业的诞生。

10、志了空调工业的诞生。正如他所定义的，空调必须具备四项功能：控制温度、控正如他所定义的，空调必须具备四项功能：控制温度、控制湿度、控制空气循环和通风（速度）制湿度、控制空气循环和通风（速度）、以及净化空气、以及净化空气（洁净度），称为（洁净度），称为“空调四度空调四度”。空调之父开利美国时代周刊评选出的美国时代周刊评选出的2020世纪最具影响力的世纪最具影响力的100100个个人物人物改变世界的二十位创新改变世界的二十位创新者，排名第三者，排名第三1.2.2，空调分类 舒适性空调：民用建筑舒适性空调：民用建筑 工艺性空调：工艺性空调：恒湿恒温厂房（精密仪表，珍贵文物）恒湿恒温厂房（精密仪表，珍贵

11、文物）洁净室（制药，电子，手术，食品，试验动物）洁净室（制药，电子，手术，食品，试验动物）人工气候室：科学实验人工气候室：科学实验 发展过程：工艺性空调发展过程：工艺性空调舒适性空调舒适性空调人工气候人工气候室（最初用于印刷厂，室（最初用于印刷厂，纺织厂纺织厂）空调系统的作用1.2.3，空调干扰源和控制指标 干扰源：室外气温变化，太阳辐射，外部空气带入的粉干扰源：室外气温变化，太阳辐射，外部空气带入的粉尘；室内人员、设备的产热、产湿和有害物。尘；室内人员、设备的产热、产湿和有害物。控制指标：空调四度中，以温度为主，不同目的的空调控制指标：空调四度中，以温度为主，不同目的的空调房间控制侧重点不同

12、，工艺性空调以空调基数和允许波房间控制侧重点不同，工艺性空调以空调基数和允许波动范围为主，洁净室以洁净度为主。动范围为主，洁净室以洁净度为主。GBGB对舒适性空调的规定：对舒适性空调的规定：冬季：冬季：181824 306024 3060%0.2 m/s0.2 m/s 夏季：夏季：24242828 4070%4070%0.25 m/s0.25 m/s 粉尘：粉尘：0.15 mg/m0.15 mg/m3 3，二氧化碳二氧化碳：1000 ppm1000 ppm 对制药对制药厂房等洁净室规定厂房等洁净室规定级别级别，限定，限定粒子个数粒子个数1.2.4，空调系统的一般组成 进风部分进风部分 （室外室

13、外新风新风）空气过滤部分空气过滤部分 （一次或多次过滤）（一次或多次过滤）空气热湿处理部分空气热湿处理部分 （换热器或表冷器）（换热器或表冷器）空气输送部分空气输送部分 （风管）（风管）冷热源部分冷热源部分 （制冷机和锅炉）（制冷机和锅炉）1.2.5，供热、通风与空调的区别 供热：供暖或采暖，指在冬季对室内温度供热：供暖或采暖，指在冬季对室内温度进行进行提升提升。通风：多指对工业厂房或没有空调的民用建筑进行通风通风：多指对工业厂房或没有空调的民用建筑进行通风换气，对室内粉尘或有害物浓度进行稀释，或以消除室换气，对室内粉尘或有害物浓度进行稀释，或以消除室内的余热余湿为目的。受室外气象条件影响较大

14、。内的余热余湿为目的。受室外气象条件影响较大。空气调节：对空调空气调节：对空调“四度四度”进行调节，并提供足够的新进行调节，并提供足够的新鲜空气，适用于一年四季。鲜空气，适用于一年四季。1.2.6，空调系统的工作原理 热平衡：保证温度的稳定。热平衡：保证温度的稳定。湿平衡：保证湿度的稳定。湿平衡：保证湿度的稳定。空气平衡：保证室内的必要房间压力。空气平衡：保证室内的必要房间压力。空调系统的核心：热湿交换（传热、传质）空调系统的核心：热湿交换（传热、传质）1.2.7，空调应用面临的挑战 电力供应紧张。电力供应紧张。制冷剂（氟利昂）导致臭氧制冷剂（氟利昂）导致臭氧层破坏。层破坏。室外废热、热岛效应

15、和全球室外废热、热岛效应和全球变暖。变暖。室外机噪声室外机噪声“空调雨空调雨”及室外机坠落隐及室外机坠落隐患。患。室内空气品质（室内空气品质（IAQIAQ）问题。）问题。“杀人的冷却塔杀人的冷却塔”-军团病军团病 呼吸系统传染病的扩散。呼吸系统传染病的扩散。空调空调依赖。依赖。1.3，湿空气的组成和物理性质 1.3.11.3.1，湿空气的组成，湿空气的组成 绝对绝对干空气并不存在干空气并不存在 湿空气组成并不稳定湿空气组成并不稳定 海平面清洁干燥的空气组成部分（体积比）海平面清洁干燥的空气组成部分（体积比）氮气：氮气：78.0878.08%；氧气；氧气：20.94%;20.94%;其余水蒸气，

16、粉尘等其余水蒸气，粉尘等;惰性气体：惰性气体：0.94%;0.94%;二氧化碳：二氧化碳：0.03%0.03%37臭氧层臭氧层1.3.2，湿空气状态参数可近似看作理想气体可近似看作理想气体 。1.1.压力，地球表面的空气层在单位面积上能形成的压力，压力，地球表面的空气层在单位面积上能形成的压力，称为大气压力，单位：称为大气压力，单位：PaPa 湿空气压力湿空气压力=干空气压力干空气压力+水蒸气压力水蒸气压力2.2.温度：单位：温度：单位：K K，K=+273.15K=+273.15 ：水：水 0 0 100100 ：水：水 3221232212 =（-32-32）5/95/9 =9/5+32=

17、9/5+323.3.含湿量：每千克干空气中所伴随着的水蒸气量称含湿量含湿量：每千克干空气中所伴随着的水蒸气量称含湿量d d 含湿量为含湿量为d d的湿空气总重应为（的湿空气总重应为（1+d1+d）kgkg 绝对湿度：每立方米湿空气中所含有的水蒸气量绝对湿度：每立方米湿空气中所含有的水蒸气量4.4.相对湿度相对湿度(Relative HumidityRelative Humidity)，一定大气压力，一定大气压力条件下，条件下，湿空气所含的水蒸气量有一个最大限度，超过这一限度，湿空气所含的水蒸气量有一个最大限度，超过这一限度，多余的水分会凝结出来。含有最大限度水蒸气的湿空气称多余的水分会凝结出来

18、。含有最大限度水蒸气的湿空气称为饱和空气，相应有饱和水蒸气分压力和饱和含湿量。为饱和空气，相应有饱和水蒸气分压力和饱和含湿量。相对湿度：空气中水蒸气分压力与同温度下饱和水蒸气分压力之比。相对湿度：空气中水蒸气分压力与同温度下饱和水蒸气分压力之比。近似等于含湿量与同温度下饱和含湿量之比，它表示湿空气接近饱近似等于含湿量与同温度下饱和含湿量之比，它表示湿空气接近饱和程度。和程度。RHRH过高：闷热，霉变，家具变形。过高：闷热，霉变，家具变形。RHRH过低：木制家具发生裂纹，喉咙、皮肤发痒，静电，流鼻血过低：木制家具发生裂纹，喉咙、皮肤发痒，静电，流鼻血同样的水分，随着温度的变化相对湿度不同并非脑筋

19、急转弯 什么东西湿的比干的轻？什么东西湿的比干的轻？1.3.3，焓湿图 19111911年年，由由CarrierCarrier推推导导出出湿湿空空气气各各参参数数间间关关系系式式后后绘绘制制的，是空调史上一个重要里程碑。的，是空调史上一个重要里程碑。湿湿空空气气状状态态取取决决于于温温度度t t，含含湿湿量量d d，大大气气压压B B三三个个基基本本参参数数，空空调调过过程程一一般般是是标标准准大大气气压压，故故B B为为常常数数，故故由由t t，d d即即可可确确定定空空气气状状态态，但但是是焓焓更更常常用用，故故用用焓焓i i取取代代t t绘绘制制i-di-d图图；中国、德国、俄罗斯与美日

20、采用的焓湿图布局不同。中国、德国、俄罗斯与美日采用的焓湿图布局不同。42中国的焓湿图43美国的焓湿图44焓湿图的应用4546焓湿图的应用焓湿图的应用ECOTECT ANALYSIS 2011CLIMATE CONSULTANT 6.0二、室内空气计算参数2.1，概述 空调房间冷（热）、湿负荷是确定空调系统送风量和空空调房间冷（热）、湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。调设备容量的基本依据。在室内、外冷热扰量的作用下，某一时刻进入一个恒温在室内、外冷热扰量的作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得

21、湿量，当得热量为负时为耗热量。湿量，当得热量为负时为耗热量。在某一时刻，为了保持房间恒温恒湿，需向房间供给的在某一时刻，为了保持房间恒温恒湿，需向房间供给的冷量称为冷负荷，相反为了补偿房间的失热而向房间供冷量称为冷负荷，相反为了补偿房间的失热而向房间供应的热量称为热负荷，为了维持相对湿度稳定需由房间应的热量称为热负荷，为了维持相对湿度稳定需由房间除去或增加的湿量称湿负荷除去或增加的湿量称湿负荷。502.1，概述 得得湿量途径湿量途径：1 1）人体蒸发）人体蒸发2 2）食品饮料散发）食品饮料散发3 3）洗涤）洗涤4 4）室外雨水等）室外雨水等 得热量途径：得热量途径：1 1）由太阳辐射进入）由太

22、阳辐射进入2 2）由于室内，外温差引起传热）由于室内，外温差引起传热3 3）人体、照明设备的）人体、照明设备的发热发热4 4）空气渗入）空气渗入512.2，人体的热平衡和舒适感热舒适的基本条件热舒适的基本条件 热平衡热平衡 皮肤平均温度在一定范围内皮肤平均温度在一定范围内 出汗量在一定范围内出汗量在一定范围内5253人体的散热方式 皮肤皮肤散热：对流散热：对流 传导传导 辐射辐射 蒸发蒸发 呼吸散热：蒸发呼吸散热：蒸发 呼吸呼吸温差热交换温差热交换 排泄散热排泄散热：小便：小便5455热舒适的6个影响因素 室内气候室内气候因素：空气因素：空气温度温度 相对湿度相对湿度 风速风速 平均平均辐射温

23、度辐射温度 个人因素：服装个人因素：服装 活动量活动量 56平均辐射温度57平均平均辐射温度：辐射温度：Mean radiant temperatureMean radiant temperature假想假想温度，代表了围护结构内表及其它物体表面的等效温度，代表了围护结构内表及其它物体表面的等效温度。温度。服装热阻 服装热阻，即服装的保暖性能，单位为服装热阻，即服装的保暖性能，单位为clo clo 1clo1clo0.155m0.155m2 2/W /W 夏装：夏装：0.7clo0.7clo，春秋装：，春秋装：1.0clo1.0clo 冬装：冬装：1.5-2.0clo1.5-2.0clo58服

24、装热阻59活动量（即代谢产热.Metabolism）新陈代谢新陈代谢：人体新旧物质更替的过程。生物生存的基本条：人体新旧物质更替的过程。生物生存的基本条件，生命的基本特征。件，生命的基本特征。同化作用：细胞将营养物经过加工组成自身物质，并储同化作用：细胞将营养物经过加工组成自身物质，并储存能量的过程。存能量的过程。异化作用：氧化分解自身的一部分物质，释放能量，并异化作用：氧化分解自身的一部分物质，释放能量，并将代谢终产物排出体外的过程。将代谢终产物排出体外的过程。以以单位皮肤面积的代谢产热为基准单位皮肤面积的代谢产热为基准 皮肤面积的计算皮肤面积的计算 S=0.202*WS=0.202*W0.

25、4250.425*H*H0.7250.725 S S：皮肤面积，：皮肤面积，mm2 2；WW：体重，：体重，kgkg；HH：身高，：身高，mm 活动量的单位，活动量的单位，1met1met58.2W/m58.2W/m2 260活动量（即代谢产热.Metabolism）61运动与人体发热62热舒适评价指标由由单一向复合转变，综合多因素单一向复合转变，综合多因素 有效吹风温度（结合温度风速）有效吹风温度（结合温度风速）PMVPMV：预测平均热感觉：预测平均热感觉 PPDPPD：预测平均不满意百分比：预测平均不满意百分比 PMVPMV代表了同一环境中绝大多数人的热感觉，对任意代表了同一环境中绝大多数

26、人的热感觉，对任意环境，至少有环境，至少有5%5%的人不满意。的人不满意。PMVPMV，PPDPPD计算非常复计算非常复杂，有专门仪器可以测定杂，有专门仪器可以测定PMVPMV。63642.3，室内空气温湿度计算参数 思路：接不同建筑等级分类，满足舒适条件同时兼顾节能思路：接不同建筑等级分类，满足舒适条件同时兼顾节能 舒适性空调：舒适感舒适性空调：舒适感 工艺性空调：工艺要求的基数工艺性空调：工艺要求的基数+精度精度+人体卫生要求人体卫生要求 舒适性空调：温度、湿度、风速范围表舒适性空调：温度、湿度、风速范围表 工艺性空调工艺性空调 恒温性恒温性：基数：基数+精度精度 洁净室洁净室：基数：基数

27、+精度精度+尘粒大小和数量尘粒大小和数量 根据工艺确定各类建筑室内计算参数，可查规范。在规范根据工艺确定各类建筑室内计算参数，可查规范。在规范的范围内，根据具体情况确定取值。的范围内，根据具体情况确定取值。65663.0.3 民用建筑空气调节室内计算参数应按以下规定采用：1 1 民用建筑长期逗留区域空气调节室内计算参数，应符合表民用建筑长期逗留区域空气调节室内计算参数，应符合表 3.0.3 3.0.3 的规定：的规定：67686970717226意义何在？大量大量使用空调形成用电负荷高峰使用空调形成用电负荷高峰，我国，我国不少城市夏季用电高不少城市夏季用电高峰负荷的峰负荷的1/31/3以上是空

28、调用电负荷，有的城市达到以上是空调用电负荷，有的城市达到40%40%。冬。冬季负荷高峰中，空调也扮演了重要角色。季负荷高峰中，空调也扮演了重要角色。合理合理控制空调温度可以达到显著的节电效果。以北京为例，控制空调温度可以达到显著的节电效果。以北京为例，如果将房间空调设定温度夏季提高如果将房间空调设定温度夏季提高22，就可以削减空调峰，就可以削减空调峰值电力负荷值电力负荷10%15%10%15%，即削减大约，即削减大约5050万万7575万千瓦的电力万千瓦的电力高峰期容量需求高峰期容量需求。经经测算，如果夏季空调温度调高测算，如果夏季空调温度调高11，仅北京的空调能耗就，仅北京的空调能耗就可降低

29、可降低8%8%，北京市，北京市400400万户家庭就可以节省万户家庭就可以节省1.081.08亿度电亿度电。从。从环保效益看，可以减排二氧化硫约环保效益看，可以减排二氧化硫约2400350024003500吨，二氧化碳吨，二氧化碳约约4040万万6060万吨万吨。73三、室外空气计算参数3.1，室外空气计算参数的确定3.1.13.1.1，室外空气计算参数的作用，室外空气计算参数的作用 计算计算围围护结构护结构传热传热 计算加热或冷却新风的负荷计算加热或冷却新风的负荷 有季节和昼夜的周期性变化有季节和昼夜的周期性变化 思路思路 室外空气计算参数的取值直接影响室内空气状态和设备投资，室外空气计算参

30、数的取值直接影响室内空气状态和设备投资，因此取值应使全年大多数时间能满足室内设计参数的要求，因此取值应使全年大多数时间能满足室内设计参数的要求，有一定的有一定的“不保证率不保证率”避免空调设备投资的浪费避免空调设备投资的浪费7576773.1.2，室外空气温、湿度的变化规律 室外空气温度的日变化室外空气温度的日变化 室外空气温度一昼夜内的波动称为气温的日变化（日较差）室外空气温度一昼夜内的波动称为气温的日变化（日较差）白天接受太阳辐射，夜间向外发射长波辐射，通常温度在凌晨白天接受太阳辐射，夜间向外发射长波辐射，通常温度在凌晨四、五点最低，下午两、三点最高，周期性变化。四、五点最低，下午两、三点

31、最高，周期性变化。气温的季节性变化气温的季节性变化 各地最热月一般为七八月，最冷月一月各地最热月一般为七八月，最冷月一月 一定土壤深度下温度恒定一定土壤深度下温度恒定 室外空气湿度的变化室外空气湿度的变化 空气的空气的RHRH取决于干球温度和含湿量取决于干球温度和含湿量 昼夜昼夜RHRH的变化规律与干球温度正好相反的变化规律与干球温度正好相反 冬天相对湿度低，夏季相对湿度高冬天相对湿度低，夏季相对湿度高78气温的年变化气温的月变化气温的日变化813.1.3，夏季室外空气计算参数 夏季空调室外计算干湿球温度夏季空调室外计算干湿球温度 均为历年平均不保证均为历年平均不保证5050小时小时 夏季空调

32、室外计算日平均温度和逐时温度夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度 空调负荷围护结构空调负荷围护结构传热按不稳定传热计算传热按不稳定传热计算 日平均温度采用历年平均不保证日平均温度采用历年平均不保证5 5天天 逐时温度：日平均温度的余弦级数展开逐时温度：日平均温度的余弦级数展开823.1.4，冬季室外空气计算参数 冬季供热与冬季空调的区别冬季供热与冬季空调的区别 冬季负荷计算按稳定传热考虑冬季负荷计算按稳定传热考虑 加热、加湿费用小于制冷、除湿加热、加湿费用小于制冷、除湿 太阳辐射是有利因素太阳辐射是有利因素 冬季空调室外计算温度冬季空调室外计算温度 采用历年平均不保证采用历年平均不保证1 1天

33、的日平均温度天的日平均温度 有别于采暖室外计算温度有别于采暖室外计算温度 冬季室外含湿量小且稳定，故不给出湿球温度，只有室外冬季室外含湿量小且稳定，故不给出湿球温度，只有室外计算相对湿度值。计算相对湿度值。累年最冷月平均相对湿度。累年最冷月平均相对湿度。83843.2，影响建筑能耗的因素3.2.13.2.1，主要因素，主要因素 气候气候 太阳辐射太阳辐射 建筑因素建筑因素 使用因素使用因素853.2.2，民用建筑热工设计的气候分区 8687四、得热量与冷负荷 4.1，建筑物的热湿平衡 由于室外气象条件的逐时变化以及建筑内部使用条件的由于室外气象条件的逐时变化以及建筑内部使用条件的变化变化，自然

34、状态下建筑，自然状态下建筑内部的空气参数必然逐时变化。内部的空气参数必然逐时变化。为了保证建筑物内空气参数（温湿度等为了保证建筑物内空气参数（温湿度等）维持在）维持在一定范一定范围围内，内，就必须向建筑物加入热量或冷量，去除湿负荷或就必须向建筑物加入热量或冷量，去除湿负荷或加湿，以保证建筑物的热平衡和湿平衡加湿，以保证建筑物的热平衡和湿平衡89建筑热平衡的影响因素（1）909192建筑热平衡的影响因素（2）通过围护结构的传热量通过围护结构的传热量 透过外窗的日射得热量透过外窗的日射得热量 渗透空气带入室内的热量渗透空气带入室内的热量 室内设备发热量室内设备发热量 室内照明发热量室内照明发热量

35、人体发热量人体发热量93建筑湿平衡的影响因素 人体散湿人体散湿 设备散湿设备散湿 渗透空气带入湿量渗透空气带入湿量 各种潮湿表面、水面的散湿各种潮湿表面、水面的散湿944.2、得热量与冷负荷的关系 得热量：得热量：显热显热：对流：对流形成瞬时负荷形成瞬时负荷 辐射辐射被吸收，蓄积被吸收，蓄积 潜热潜热：形成瞬时负荷：形成瞬时负荷 冷负荷与得热量有时相等，有时不等。冷负荷与得热量有时相等，有时不等。围护结构的热工特性及得热量类型决定了两者关系。围护结构的热工特性及得热量类型决定了两者关系。95常见得热类型及其散热特性得热类型得热类型辐射热辐射热对流热对流热潜热潜热太阳辐射（有遮阳）太阳辐射（有遮

36、阳）5858%4242%0 0太阳辐射（无遮阳）太阳辐射（无遮阳）100100%0 00 0荧光灯荧光灯5050%5050%0 0白炽灯白炽灯8080%2020%0 0人体人体4040%2020%4040%96得热与冷负荷的关系974.3、负荷计算方法 特点：特点：1 1）最初的计算方法不区分得热量和冷负荷。）最初的计算方法不区分得热量和冷负荷。2 2）作为一非稳定传热过程，应对得热量、除热量、）作为一非稳定传热过程，应对得热量、除热量、冷负荷加以区分。冷负荷加以区分。984.4、冷负荷的概算 单位体积法单位体积法 单位面积法单位面积法99100五、冷负荷的分类及计算5.1，冷负荷的分类 室内

37、瞬时得热有对流、辐射和潜热三种主要室内瞬时得热有对流、辐射和潜热三种主要形式形式 对流对流和潜热得热构成和潜热得热构成“瞬时冷负荷瞬时冷负荷”，而辐射得热被室，而辐射得热被室内物体和室内表面吸收并贮存，当它们的温度高于室内内物体和室内表面吸收并贮存，当它们的温度高于室内空气时，再逐渐以对流方式释放出来，构成空气时，再逐渐以对流方式释放出来，构成“滞后冷负滞后冷负荷荷”。1031045.1.1，室内冷负荷 各种各种“外扰外扰”和和“内扰内扰”传入室内后形成的冷负荷。传入室内后形成的冷负荷。“外扰外扰”和和“内扰内扰”不包括空调系统本身。不包括空调系统本身。室内冷负荷包括：室内冷负荷包括：围护结构

38、的不稳定传热围护结构的不稳定传热 经过窗户的辐射及温差传热经过窗户的辐射及温差传热 室内照明、人体、设备的散热室内照明、人体、设备的散热 需要知道需要知道夏季空调室外计算日平均温度夏季空调室外计算日平均温度和和逐时温度逐时温度。由于由于“各各”房间冷负荷大小及变化不一，出现最大负荷房间冷负荷大小及变化不一，出现最大负荷值的时间也不同，应对值的时间也不同，应对“各各”房间冷负荷进行逐时叠加，房间冷负荷进行逐时叠加，取取“总和总和”的最大值即为室内冷负荷。的最大值即为室内冷负荷。10610720102010上海上海EXPOEXPO中国中国馆馆何镜堂院士设计，华南理工大学何镜堂院士设计，华南理工大学

39、110人民日报新大楼人民日报新大楼建筑设计：周琦教授建筑设计：周琦教授东南大学东南大学1111125.1.2，新风冷负荷 指空调系统对室外空气进行处理，达到送风状态后送入指空调系统对室外空气进行处理，达到送风状态后送入室内，这一过程空调系统所必须承担的冷负荷。室内，这一过程空调系统所必须承担的冷负荷。“新风量新风量”取决于室内的使用特点和生产工艺需要。取决于室内的使用特点和生产工艺需要。“送风状态送风状态”取决于空调系统形式。取决于空调系统形式。1145.1.3，再热等其他冷负荷 主要指空调系统必须承担的各种形式的冷负荷。主要指空调系统必须承担的各种形式的冷负荷。主要包括：主要包括：再加热冷负

40、荷：有时需要对冷却处理过的空气进行再加热，该再加热冷负荷：有时需要对冷却处理过的空气进行再加热，该热量抵消了一部分冷量。热量抵消了一部分冷量。风机、水泵运行时产生热量中部分抵消了室内的冷量。风机、水泵运行时产生热量中部分抵消了室内的冷量。风道、水管由于保温不良导致的冷量损失。风道、水管由于保温不良导致的冷量损失。其他因素导致的冷量损失。其他因素导致的冷量损失。5.2，制冷系统的冷负荷 制冷系统通常为一个或多个空调系统服务，制冷系统的制冷系统通常为一个或多个空调系统服务，制冷系统的容量应能满足各个空调系统的需要。容量应能满足各个空调系统的需要。制冷系统的容量通常根据其负担的冷负荷来确定。制冷系统

41、的容量通常根据其负担的冷负荷来确定。制冷系统的冷负荷包括：制冷系统的冷负荷包括：室内冷负荷室内冷负荷 新风冷负荷新风冷负荷 再热等其他冷负荷再热等其他冷负荷六、送风量与送风状态的确定6.1，空调系统的分类6.1.16.1.1，按空气处理设备的设置情况分：，按空气处理设备的设置情况分：区域系统区域系统：集中机房服务大片区域：集中机房服务大片区域 集中系统：设置于集中的空调机房内集中系统：设置于集中的空调机房内 半集中系统：空调机房各房间末端设备半集中系统：空调机房各房间末端设备 全分散系统（局部机组）：各空调房间全分散系统（局部机组）：各空调房间区域供冷供热120集中系统冷却塔空调箱空调箱冷冻机

42、冷冻机空气空气冷冻水冷冻水冷却水冷却水热量热量环境环境新鲜空气新鲜空气122集中式空调系统集中式空调系统示意图示意图1236.1.2，按系统处理的空气来源分 封闭式系统：全部为再循环的空气，又称封闭式系统：全部为再循环的空气，又称再循环式再循环式系统。系统。直流式系统：全部为室外新风，又称直流式系统：全部为室外新风，又称全新风全新风系统。系统。混合式系统：新风循环空气，又称混合式系统：新风循环空气，又称回风式回风式系统。系统。125普通普通集中式空调系统的三种形式集中式空调系统的三种形式NN室内空气；室内空气；WW室外空气；室外空气；CC混合空气；混合空气；OO冷却器后的空气状态冷却器后的空气

43、状态1266.2，全空气系统送风量与送风状态的确定6.2.16.2.1，夏季的送风状态及送风量，夏季的送风状态及送风量 送送风温差：送风状态风温差：送风状态OO点温度与室内状态点温度与室内状态NN点温度的点温度的差值差值。送送风温风温差差大大，则，则送送风量风量G G小，处理和输送空气所需的小，处理和输送空气所需的设备也小，可节省初投资和运行设备也小，可节省初投资和运行费用。费用。换气次数换气次数：房间送风量与房间体积的比值，单位：房间送风量与房间体积的比值，单位：次次/小时。小时。6.2.2，送风温度过低的优缺点 优点：优点：房间快速达到设计房间快速达到设计温度温度 送风量送风量少少，风道小

44、，风道小 节省风机能耗节省风机能耗 缺点：缺点：使人产生冷吹风不舒适感使人产生冷吹风不舒适感 送风口可能会给露送风口可能会给露 室内温度、湿度分布的均匀性和稳定性受到影响室内温度、湿度分布的均匀性和稳定性受到影响 6.2.3，关联问题送风量小会导致室内新风不足，室内缺氧，故规送风量小会导致室内新风不足，室内缺氧，故规范规定了换气次数与送风温差。范规定了换气次数与送风温差。6.3，新风量的确定和空气平衡 大多数情况下，新风量越少，空调运行越经济。大多数情况下，新风量越少，空调运行越经济。一般规定，新风量占送风量的一般规定，新风量占送风量的10%10%以上。以上。过渡季节，提高新风比例，可以节省空

45、调系统运行费用。过渡季节，提高新风比例，可以节省空调系统运行费用。6.3.1，卫生要求 一般新风量取一般新风量取 30M30M3 3/H/H人；人；人员密集的建筑，因为停留时间短，新风量按人员密集的建筑，因为停留时间短，新风量按7 71515mm3 3/h/h人计算，此时新风占总送风量的比例可达人计算，此时新风占总送风量的比例可达30%-40%30%-40%，对负，对负荷影响较大。荷影响较大。新风的必要性1326.3.2，补充局部排风量 当空调系统有一定的排风时，为了防止产生负压，在系当空调系统有一定的排风时，为了防止产生负压，在系统中必须有相应的新风补充。统中必须有相应的新风补充。6.3.3

46、，保持空调房间正压的要求 为了防止外界及相邻房间空气渗入，影响室内的空调效为了防止外界及相邻房间空气渗入，影响室内的空调效果，需用一定新风来保持房间正压，使室内压力大于室果，需用一定新风来保持房间正压，使室内压力大于室外，一般保持压差在外，一般保持压差在5-105-10PaPa.空气平衡关系1356.3.4，空调房间的空气平衡分析 L Lp p为为维持恒定正压必须的排风量，在回风管上设排风机，维持恒定正压必须的排风量，在回风管上设排风机，进行排风，根据新风多少来调节排风量，即可保持室内进行排风，根据新风多少来调节排风量，即可保持室内恒定正压。恒定正压。单风机系统（仅送风机）室内压力随新风量改变

47、，双风单风机系统（仅送风机）室内压力随新风量改变，双风机系统（加排风机）室内压力可保持不变。机系统（加排风机）室内压力可保持不变。6.3.5，新风量确定的方法 最小新风量最小新风量MMOO=Max=Max（M M O1O1、M M O2O2、MMo3o3）局部排风局部排风McMc维持正压所需维持正压所需的风量的风量ViVi最小新风量最小新风量 MMO2O2=Mc+V=Mc+Vi i+M+M v vL L（或（或M vM vg g）满足卫生要求的最满足卫生要求的最小新风量小新风量 MMO1O1=ng=ngww 房间总风量房间总风量MsMs满足安全要求的满足安全要求的最小新风量最小新风量MMO3O3=10%Ms=10%Ms补充燃烧所需要的空气量补充燃烧所需要的空气量MvMvL L（或（或MvMvg g）138课堂作业冬季冬季用暖风机处理室内空气时，空气的绝对湿度是用暖风机处理室内空气时，空气的绝对湿度是否改变？相对湿度是否改变否改变？相对湿度是否改变？国务院规定，公共建筑空调设定温度夏天不得低于国务院规定，公共建筑空调设定温度夏天不得低于 、冬天不得高于、冬天不得高于 。计算下图空气的相对湿度计算下图空气的相对湿度延伸阅读