如何确定空调负荷与送风量

空调负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一、空调负荷：为维持某一环境，单位时间内，从某一空间除去（或加进）的热量（显热和潜热），称为空调负荷。空调房间的负荷来源于房间外部和内部：如：温差传热、太阳辐射热、设备散热散湿、人体散热散湿等。空调负荷一、空调负荷：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。空调负荷二、空调负荷计算步骤：1、确定室内外空气计算参数；2、计算空调室内负荷；3、计算空调室外负荷；4、计算总的空调负荷。5、选择冷热源设备、确定送风量等。空调负荷室内外空气计算参数三、室内外空气计算参数的确定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。（一）空调室内空气参数的确定：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。室内外空气计算参数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。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。室内外空气计算参数（一）空调室内空气参数的确定：室内空气计算参数可分为两类①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”；②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”。室内空气计算参数1、人体热平衡与舒适感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36.5℃～37℃。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。室内空气计算参数2、舒适性空调室内空气计算参数的确定国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)规定，舒适性空调室内空气计算参数应符合表2－3的规定。表2－3舒适性空调室内空气计算参数参数冬季夏季温度/℃18－2422－28风速/(m/s)≤0.2≤0.3相对湿度(%)30－6040－65室内空气计算参数国家标准《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)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参数冬季夏季温度/℃一般房间2025大堂、过厅18室内外温差≤10风速v/(m/s)0.10≤v≤0.200.15≤v≤0.30相对湿度(%)30～6040～65室内空气计算参数夏季冬季建筑类别房间用途温度/℃相对湿度（%）温度/℃相对湿度（%）住宅卧室与起居室26～2845～6518～20≥30旅馆客房宴会厅、餐厅娱乐室大厅、休息室、服务部门24～2724～2725～2726～2850～6555～6540～6050～6518～2218～2218～2016～1840～5040～5040～5040～50医院病房手术室、产房检查室、诊断室25～2725～2725～2745～6540～6040～6018～2222～2618～2240～5540～6040～60办公楼一般办公室高级办公室会议室计算机房26～2824～2725～2725～276040～606045～6518～2020～2216～1816～18≥3040～60≥30≥30影剧院观众厅舞台化妆休息厅26～2825～2725～2728～30≤65≤65≤60≤6516～1816～2018～2216～18≥35≥35≥35—表2－4常见居住建筑与公共建筑内空调房间的室内空气参数室内空气计算参数夏季冬季建筑类别房间用途温度/℃相对湿度（%）温度/℃相对湿度（%）学校教室礼堂实验室26～2826～2825～27≤65≤65≤6516～1816～1816～20———图书馆博物馆美术馆档案馆阅览室展厅珍藏室、贮放室缩微胶片室26～2826～2822～2420～2245～6545～6045～6030～5016～1816～1812～1612～16≥3040～5045～6030～50体育馆观众席比赛厅练习厅游泳池大厅休息厅26～2826～2826～2825～2828～30≤65≤65≤65≯75≤6516～1816～1816～1825～2716～1835～50——≯75—百货商店营业厅26～2850～6516～1830～50电视、广播中心播音室、演播室控制室节目制作室、录音室25～2724～2625～2740～6040～6040～6018～2020～2218～2040～5040～5540～50表2－4常见居住建筑与公共建筑内空调房间的室内空气参数室内空气计算参数4、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人工气候室内空气计算参数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(20±0.1)℃，相对湿度保持(50±5)％。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。室内空气计算参数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，甚至高空气候环境。室内空气计算参数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。室内空气计算参数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。室内空气计算参数表2－5某些生产工艺过程所需的室内空气参数(摘录)夏季冬季工艺过程温度/℃相对湿度（％）温度/℃相对湿度(％)备注机械加工：一级坐标镗床二级坐标镗床高精度刻线机(机械法)20±123±120±0.1～0.240～6540～6540～6520±117±120±0.1～0.240～6540～6540～65各种计量：标准热电偶检定一、二等标准电池检定直流高、低阻电位计检定精密电桥检定一等量块检定三等量块20±1～220±220±120±120±0.220±17070707050～6050～6020±1～220±220±l20±120±0.220±17070707050～6050～60光学仪器加工：抛光、细磨、镀膜、光学系统装配精密刻划24±220±0.1～0.5656522±220±0.1～0.56565有较高的空气净化要求室内空气计算参数5、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φ=(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。室内空气计算参数（二)空调室外空气参数的确定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。室外空气计算参数1.室外空气温、湿度的变化规律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。室外空气计算参数2.室外空气计算参数的确定室外空气计算参数取什么值，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。室外空气计算参数《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)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。室外空气计算参数表2－6国内部分主要城市的部分室外空气气象参数空调大气压力/kPa序号城市名纬度（北）海拔/m冬季夏季冬季室外计算干球温度/℃冬季室外计算相对湿度(%)夏季室外计算干球温度/℃夏季室外计算湿球温度/℃1北京39°4831.3102.0499.86-124533.226.42天津39°063.3102.66100.48-115333.426.93石家庄38°0280.5101.6999.56-115235.126.94太原37°47777.993.2991.92-155131.223.45呼和浩特40°491063.090.0988.94-225629.920.86沈阳41°4641.6102.08100.07-226431.425.47大连38°5492.8101.3899.47-145828.425.08长春43°54236.899.4097.79-266830.524.29哈尔滨45°41171.7100.1598.51-297430.323.410上海31°104.5102.51100.53-47534.028.211南京32°008.9102.52100.40-67335.028.312杭州31°1441.7102.09100.05-47735.728.513合肥31°5229.8102.23100.09-77535.028.214福