产品选型之负荷计算.ppt

,产品选型之负荷计算,实际小工程回顾：如下图所示，济南市某工程中的办公室1,2,3房间，面积都是28平米，冬天制热按指标200W/来配机器一般情况都配置的是56的内机，请问冬季制热效果区别有哪些。(注:传热系数内墙1.5W/K，玻璃幕 3.3W/K，层高3.2m。),负荷的正确估算与取值,经负荷计算得，办公室1热负荷为5386W，办公室2为8171W,办公室3为4399W,5386W,8171W,4399W,结论：1 负荷估算时，有两面外墙或 三面外墙的空调房间的负荷应适 当加大。2 西向、东向房间的负荷应适当 加大（特别是玻璃窗的面积较大时）。3 不要盲目相信指标，运用到实际工 程中的时候还是要以实际负荷计算为准。举一反三：如果是制冷呢？冷负荷大小又会怎么样？,负荷计算 重要性！,1.1.1 民用建筑供暖设计热负荷1.1.1.1 房间热负荷的组成：.,1.1 热负荷计算,房间房房间耗 热量得热量组成,水分蒸发,通风,冷风侵入,冷风渗透,外部运入冷物料等,围护结构,1.1.1.2 围护结构的耗热量,包括：a.基本耗热量；b.附加耗热量。,1.1 热负荷计算,a.围护结构的基本耗热量,Q1，j=FK(t n-t wn)Q1,j-围护结构的基本耗热量，（W）；K-围护结构的传热系数，W/(m2.0C)；F-围护结构的面积，(m2)；t n-室内计算温度，(0C)；t wn-采暖室外计算温度，(0C)；-温差修正系数，见附表。,1.1 热负荷计算,空气调节室内设计参数,民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB 50736-2012中3.0.2规定:舒适性空调室内设计参数应符合下列规定：1 人员长期逗留区域空调室内设计参数应符合以下规定：,取值,2 人员短期逗留区域空调供冷工况室内设计参数宜比长期逗留区域提高 1 2，供热工况宜降低1 2。短期逗留区域供冷工况风速不宜大于0.5m/s,供热工况风速不宜大于0.3m/s.,空气调节室内设计参数,取值,民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB 50736-2012中3.0.1规定:供暖室内设计温度应符合下列规定：严寒和寒冷地区主要房间应采用1824；夏热冬冷地区主要房间宜采用1622；设置值班供暖房间不应低于5。3.0.5规定：辐射供暖室内设计温度宜降低2；辐射供冷室内设计温度宜提高0.5 1.5。,供暖室内设计参数,取值,室外计算参数的规定,采暖室外计算温度 采用历年平均不保证5天的日平均温度冬季通风室外计算温度 采用累年最冷月平均温度夏季通风室外计算温度 采用历年最热月14时的月平均温度的平均值夏季通风室外计算相对湿度 采用历年最热月14时的月平均相对湿度的平 均值冬季空调室外计算温度 采用历年平均不保证1天的日平均温度冬季空调室外计算相对湿度 采用累年最冷月平均相对湿度夏季空调室外计算干球温度 采用历年平均不保证50小时的干球温度夏季空调室外计算湿球温度 采用历年平均不保证50小时的湿球温度夏季空调室外计算日平均温度 采用历年平均不保证5天的日平均温度夏季空调室外计算逐时温度 tsh=twp+tr 夏季室外计算平均日较差 tr=(twg-twp)/0.52 室外温度逐时变化系数 见下表,取值,a取值,a)节能建筑(主要部分)按不同区域的公建、民用居住建筑节能设计标准之要求选取；各城市的建筑气候分区如下图所示。,维护结构传热系数 K 取值,维护结构传热系数 K 取值,A 民用居住建筑的规定a)严寒和寒冷地区围护结构热工性能参数表4.1.4严寒和寒冷地区居住建筑的窗墙面积比限值,维护结构传热系数 K 取值,表4.2.2-1 严寒(A)区 围护结构热工性能参数限值,表4.2.2-2 严寒(B)区 围护结构热工性能参数限值,表4.2.2-3 严寒(C)区 围护结构热工性能参数限值,表4.2.2-4 寒冷(A)区 围护结构热工性能参数限值,表4.2.2-5 寒冷(B)区 围护结构热工性能参数限值,注:周边地面和地下室外墙的保温材料层不包括土壤和混凝土地面。,表4.2.2-5 寒冷(B)区 围护结构热工性能参数限值,b)夏热冬冷地区围护结构热工性能参数,表404不同朝向、不同窗墙面积比的外窗传热系数,表408围护结构各部分的传热系数（KW/(m2 K)和热惰性指标（D）,注：*注：当屋顶和外墙的K值满足要求，但D值不满足要求时，应按照民用建筑热工设计规范CB5017693第511条来验算隔热设计要求。,b)夏热冬暖地区围护结构热工性能参数,表406屋顶和外墙的传热系数K W/(m2K)、热惰性指标D,注：D 2.5的轻质屋顶和外墙，还应满足国家标准民用建筑热工设计规范GB50176-93所规定的隔热要求,B 公共建筑的规定,1.1 热负荷计算,表4.2.2-1 严寒地区A区围护结构传热系数和遮阳系数限值,表4.2.2-2 严寒地区B区围护结构传热系数和遮阳系数限值,表4.2.2-3 寒冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值,表4.2.2-4 夏热冬冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值,表4.2.2-5 夏热冬暖地区围护结构传热系数和遮阳系数限值,表4.2.2-6 不同气候区地面和地下室外墙热阻限值,注：周边地面系指距外墙内表面2m以内的地面；地面热阻系指建筑基础持力层以上各层材料的热阻之和；地下室外墙热阻系指土壤以内各层材料的热阻之和。,1.1.1.2.1 地面的耗热量,直接铺设在土壤上的非保温地面，应平行于外墙、从外向内、每2米宽划分地带，并分别取传热系数为：第一地带：0.47 W/(m2.0C),第二地带：0.23 W/(m2.0C),第三地带：0.12 W/(m2.0C),第四地带：0.07 W/(m2.0C).供热地下室和地面标高低于室外地面标高的供热房间，其位于室外地面以下的外墙可视为地面的延伸，第一地带从室外地面以下的外墙开始计算。应重复计算地面拐角地带的传热量。,1.1 热负荷计算,注 意隔墙楼板是否计算？1.与相邻房间的温差大于或等于5时，应计算通过隔墙和楼板的传热量。2.与相邻房间的温差小于5时，通过隔墙和楼板的传热量大于该房间热负荷的10%时，尚应计算其传热量。,b.附加耗热量,附加耗热量按其占基本耗热量的百分比确定，考虑各项附加后的耗热量=Qj(1+ch+f+lang+m)(1+f.g)(1+j)ch 朝向修正；f 风力修正；lang-两面外墙修正；m 窗墙面积比过大修正；f.g 房高附加修正；房高4米，每高出 1m，附加 2%；总附加率不大于15%;j 间歇附加；连续供暖为0，仅白天使用为20%，不经常使用取30%；对外墙、外窗、外门、地面、顶棚均适用。,1.1 热负荷计算,1.1.1.2 冷风渗透耗热量,a.计算公式=0.28cpwnV(t n-t wn)（高层和多层民用建筑）cp 干空气的定压比热，cp=1kJ/(kg*)wn 采暖室外温度下的空气密度，Kg/m3 V 渗透冷空气的体积流量，m3/h t n,twn 室内、外供暖计算温度，b.建筑物的渗风量V的确定 1）缝隙法：,V 取值,（A）忽略热压及室外风速沿房高的递增，只计入风压作用时的V的确定方法：式中 l-房间某朝向上的可开启门、窗缝隙的长度，m;L-每米门窗缝隙的渗透量，；n-渗风量的朝向修正系数；L、n取值见实用供热空调设计手册表5.1-7和表5.1-8.,V 取值,（B）考虑热压与风压联合作用，且室外风速随高度递增时的计算方法，只计入风压作用时的V的确定方法：式中 l-房间某朝向上可开启的门窗缝隙长度，m；L0-理论渗风量，m3/(hm);m-渗透压差综合系数;b-门窗缝隙的渗风指数，b=0.560.78，无实测数据一般钢管可取b=0.67。,其中 L0=1(wn/2 v02)b 式中 1-外门窗缝隙渗风系数，可根据外窗渗透性能分级的相关标准，查表；v0-基准高度冬季室外最多风向的平均风速，m/s，按规范选取。,V 取值,其中,V 取值,m=CrCf(n1/b+C)Ch,Cr-热压系数，可查表取值;,Cf-风压差系数，可取 Cf=0.7;,n-单纯风压作用下，渗透量朝向修正差系数，按实用供热空调设计手册表5.1-8选取；,C-有效热压差与有效风压差之比，计算得出；(详见实用供热空调设计手册),Ch-高度修正系数，Ch=0.3 h0.4;,h-计算门窗的中心线标高，m;,2）换气次数法：多层建筑的渗风量也可用换气 次数来估算：,V 取值,L=kV,V-房间净体积，m3;,k-换气次数，次/h，可按下表选取;,居住建筑房间换气次数K(次/h),1.1.1.3 冷风侵入耗热量,计算方法,1.1.2 工业厂房及辅助房间(层高4米)供暖设计热负荷1.1.2.1.基本耗热量及附加耗热量 a.室内空气温度的确定 1）地面采用工作地点温度 tg 2）屋顶和天窗应采用屋顶下的温度 t d td=tg+tH(H-2)tH-房间温度梯度，C/m，一般取0.3-1.5 0C/m;H-房间高度，m.,1.1 热负荷计算,3)对外墙、外窗和外门采用室内平均温度 tnp tnp=(tn+td)/2;注：散热量小于23w/m2的工业建筑，当其温度梯度 不能确定时，可用工作地点的温度计算围护结构耗 热量，应按规范规定进行高度附加。：,1.1 热负荷计算,1.2 热负荷的估算,民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB 50736-2012中7.2.1规定：除在方案设计或初步设计阶段可使用热、冷负荷指标进行必要的估算外，施工图设计阶段对空调区的冬季热负荷和夏季逐时冷负荷进行计算。,1.2 热负荷的估算,建筑物热负荷可按建筑体积估算建筑物热负荷可按建筑面积估算（方案设计）指标大小根据地理位置、房间功能、单冷或是冷暖两用等因素视项目具体情况而定。,房间房房间得 热量得热量组成,食物或物料,太阳辐射,人体,设备及其他,围护结构,渗透,各种散湿量,2.1.1 房间冷负荷的组成：.,2.1 冷负荷计算,照明,2.1.1 冷负荷计算,应根据各项得热量的种类和性质以及空气调节区的蓄热特性，分别进行计算。通过围护结构进入的非稳态传热量、透过外窗进入的太阳辐射热量、人体散热量以及非全天使用的设备、照明灯具的散热量等形成的冷负荷，应按非稳态传热方法计算确定，不应将上述得热量的逐时值直接作为各相应时刻冷负荷的即时值。,空调房间的冷负荷：,外窗采用室外计算逐时温度 夏季空调室外计算逐时温度 tsh=twp+tr 夏季室外计算平均日较差 tr=(twg-twp)/0.5,tsh-室外计算逐时温度，；,twp-夏季空调室外计算日平均温度，；,-室外温度逐时变化系数，查下表；,twg-夏季空调室外计算干球温度，；,tr-夏季室外计算平均日较差。,2.1.2 计算围护结构的冷负荷,室外温度逐时变化系数 见下表,2.2 计算围护结构的冷负荷,外墙和屋顶，采用室外计算逐时综合温度,tzs=tsh+J/w,tzs-夏季空气调节室外计算逐时综合温度，；,tsh-夏季空气调节室外计算逐时温度，；,-围护结构外表面对于太阳辐射热的吸收系数，全国民用建筑工程设计技术措施 p49，见下页；,J-围护结构所在朝向的逐时太阳总辐射照度，W/m2；,w-围护结构外表面换热系数，W/(m2*)。,围护结构外表面换热系数 w,2.2 计算围护结构的冷负荷,围护结构外表面对于太阳辐射热的吸收系数,2.1.2 计算围护结构的冷负荷,室温波动范围大于或等于1，非轻型外墙采用室外计算日平均综合温度 tzp=twp+Jp/w,tzp-夏季空气调节室外计算日平均综合温度，；,twp-夏季空气调节室外计算日平均温度，；,J p-围护结构所在朝向太阳总辐射照度的日平均值，W/m2；,-围护结构外表面对于太阳辐射热的吸收系数，全国民用建筑工程设计技术措施 p49；,w-围护结构外表面换热系数，W/(m2*)。,2.1.2 计算围护结构的冷负荷,对于隔墙、楼板等内围护结构，邻室为非空调区时，采用邻室计算平均温度：tls=twp+tls,温度的差值 tls，,2.1.2 计算围护结构的冷负荷,外墙、屋面的传热形成的逐时冷负荷 CL=K F（tw1 tn）,tw1-外墙或屋顶的逐时冷负荷计算温度，；,tw1=tzs,室温波动范围大于或等于1，非轻型外墙传热形成的冷负荷,CL=K F（tzp tn）,外窗温差传热形成的逐时冷负荷,CL=K F（tw1 tn）,tw1=tsh,tw1-外窗的逐时冷负荷计算温度，；,2.1.2 计算围护结构的冷负荷,对于邻室的夏季温差大于3时，计算隔墙、楼板等内围护结构传热形成的冷负荷 舒适性空调区，夏季可不计算通过地面传热形成的冷负荷。工艺型空调区，有外墙时宜计算距外墙2m范围内的地面传热形成的冷负荷 传热系数为：非保温地面取0.47 W/(m2*)保温地面取0.35 W/(m2*),CL=K F（tls tn）,2.1.2 计算围护结构的冷负荷,透过玻璃窗进入空调区的太阳辐射热形成的 逐时冷负荷,CLch2=CsCnCa F1Jch.zdCcl.ch+(Fch-F1)Jsh.zdC(cl.ch)N,注：公式中各项参数取值参见全国民用建筑工程设计技术措施p84之内容。,2.1.2 计算围护结构的冷负荷,当空调房间或区域送风量大于回风量而保持相当的正压时，如形成正压的风量大于无正压时渗入房间或区域的空气量，则可不计算由门、窗缝隙渗透空气带来的热、湿量；如正压风量较小时，则应计算一部分渗入空气带进的热、湿量或增加正压风量；当房间没有外门或外窗时，可不计算渗入空气带进的热、湿量。,2.1.3 计算门窗渗透的冷负荷,室外空气渗入形成的显热负荷、全热负荷和湿负荷可按下式分别计算,CLx.sh=0.279GCp(tw-tn),CLq.sh=0.279G(Iw-In),Wsh=0.001G(dw-dn),CLx.sh-渗入空气形成的显热负荷，w；,CLq.sh-渗入空气形成的全热负荷，w；,Wsh-渗入空气的湿量；,G-渗入空气的质量，Kg/h；,G-渗入空气中干空气的质量，一般近似取G，Kg/h；,tw、tn-室外、内空气的温度，；,Iw、In-室外、内空气的焓，KJ/Kg干空气；,dw、dn-室外、内空气的含湿量，g/Kg干空气；,Cp-干空气的定压质量比热，一般可取1.0056kJ/(Kg/)。,2.1.3 计算门窗渗透的冷负荷,通过外门开启渗入室内的空气量,G1=n Vm w,Vm-外门开启一次的空气渗入量，m3/(人 h)；,n-小时人流量，(人/h)；w-室外空气密度，kg/m3。,Vm m3/(人 h),2.1.3 计算门窗渗透的冷负荷,通过围护结构、门、窗缝隙渗入室内的空气量，可以按换气次数估算,G2=V w,换气次数 次/h,-每小时的换气次数，与房间容积和门、窗的多少有关；,w-室外空气密度，kg/m3。,2.1.3 计算门窗渗透的冷负荷,人体的冷负荷和散湿量 CLr=n(q1Ccl.r+q2)CrWr=n W Cr Cr-群集系数，查表；n-室内人数；W-每个人的散湿量，g/h/人，查表。,2.1.4 计算人体的冷负荷和散湿量,人员密度的确定,表B.0.6-1 不同类型房间人均占用的使用面积（m/人）,2.1.4 计算人体的冷负荷和散湿量,白炽灯：CL1=N n1 CcL.1 明装荧光灯(镇流器安装在空调房间内)：CL1=(N1+N2)n1 CcL.1 暗装荧光灯(灯管安装在顶棚的玻璃罩内）：CL1=N1 n1 n2 CcL.1 N-白炽灯功率，w；N1-荧光灯功率，w；N2-镇流器功率，w；n1-同时使用系数；n2-灯罩玻璃反射、顶层通风情况的系数，灯罩上有小孔时，n2=0.50.6;安装，灯罩上无孔时，n2=0.60.8；CcL.1-照明散热形成的冷负荷系数，查表措施p104。,2.1.5 计算灯光的冷负荷,照明负荷密度的确定,表B.0.5-1 照明功率密度值（W/m）,2.1.5 计算灯光的冷负荷,电动机和驱动设备均在房间内,Nm-电动设备安装功率，kw；,n 1-同时使用系数；,n 2-安装系数，一般 0.70.9；,n 3-电动机负荷系数，一般 0.40.5；,CcL.M-电动设备和用具的冷负荷系数，查表；空调供冷系统不连续运行，取1.0。,CLm=1000 n1n2 n3 NM CcL.M,CLm=1000 n1n2 n3 NM CcL.M(1-)/,CLm=1000 n1n2 n3 NM CcL.M/,电动机不在房间内，驱动设备在房间内,电动机在房间内，驱动设备不在房间内,2.1.6 计算电器设备的冷负荷,电器设备功率指标的确定,表B.0.7-1 不同类型房间电器设备功率（W/m）,2.1.6 计算电器设备的冷负荷,食物的散热量和散湿量 食物全热取 17.4w/人；食物显热取 8.7w/人；食物潜热取 8.7w/人；食物散湿量取 11.5g/h人。由暴露水面或潮湿表面蒸发的水蒸气量,G-散湿量，kg/h；,A-敞开水面面积，m2；,Pq.b-水表面温度下的饱和空气的水蒸气分压力，Pa；,Pq-室内空气的水蒸气分压力，Pa；,B-标准大气压，1.01325MPa；,v-蒸发表面的空气流速，m/s；,G=(+0.00013v)(Pq.b Pq)AB/B,2.1.7 计算食物的冷负荷和散湿量,围护结构,人体,照明,设备及其他,渗透,各种散湿量,食品或物料,太阳辐射,第一步：将下列各项根据前面所述各项冷负荷的计算方法，分别逐时计算，然后逐时叠加，找到综合最大值,第二步：计入新风冷负荷、各项有关的附加冷负荷，若单独计算新风负荷，渗透新风负荷不应再计算。,第三步：考虑空气通过风机、风管温升引起的附加冷负荷，以及冷水通过水泵、管道、水箱温升引起的附加冷负荷。,2.2 计算冷负荷计算,实际工程回顾：如下图所示，济南市某工程中的办公室1,2,3，面积均为28，夏天制冷若按指标200W/来选室内机，则选RPI-56FSN6Q的室内机。那么夏季制冷效果各房间会有区别吗？(注:传热系数内墙1.5W/K，玻璃幕3.3W/K，层高3.2m。),冷负荷,经鸿业负荷计算软件计算得，办公室1的计算冷负荷为5655W，办公室2为7692W,办公室3为3830W。,5655W,7692W,3830W,则每个房间按相同的指标配置室内机并不合理，不能满足房间的实际需求。,简单总结朝向对负荷大小的影响,热负荷：,北,冷负荷：,冷负荷：,冷负荷：,3 对于多联机负荷计算注意事项,3.1 负荷计算放大系数怎么取值？考虑到多联机的使用灵活性特点，同时考虑间歇使用和临室传热，选择室内外机时，需要对计算负荷适当放大取值。民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB 50736-2012中5.2.8条规定:对于只要求在使用时间保持室内温度，而其他时间可以自然降温的供暖间歇使用建筑物，可按间歇供暖系统设计。其供暖热负荷应对围护结构耗热量进行附加，附加率应根据保证室温的时间和预热时间等因素通过计算确定。,1.3 对于多联机冷热负荷计算注意事项,3.1 负荷计算放大系数怎么取值？间歇附加率（仅指围护结构附加）可按下列数值选取：1 仅白天使用的建筑物，间歇附加率可取20%；2 对不经常使用的建筑物，间歇附加率可取30%。,鸿业负荷计算中，修正系数的取值！,3.2 新风负荷的承担方式 空调形式为室内机+新风机时，新风机基本承担全部新风负荷，选择室内机时就不用考虑新风负荷；空调形式为室内机+全热交换器时，根据焓效率不同，负担部分新风负荷，其余室内机承担剩余部分新风负荷。建议室内机承担50%新风负荷。,1.3 对于多联机冷热负荷计算注意事项,新风机？还是全热交换器？,3.3 是否考虑隔墙或楼板的传热量？民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB 50736-2012中5.2.5条规定:计算热负荷时，与相邻房间的温差大于或等于5，或通过隔墙和楼板等的传热量大于该房间热负荷的10%时，应计算通过隔墙或楼板等的传热量；7.2.5条规定:计算冷负荷时，空调区与临室的夏季温差大于3 时，应计算通过隔墙、楼板等内维护结构传入的传热量。,1.3 对于多联机冷热负荷计算注意事项,负荷计算之i-d图使用,1、空气i-d图的组成,常用的湿空气性质图即i-d图，以焓值（i）和含湿量(d)为坐标，有等温线、等相对湿度线和等焓线；从焓湿图中可以读出 i（焓）、t（温度）、d（含湿量）、（相对湿度）、tl露点温 度、ts湿球温度及 Pq（水蒸汽分压力）；在B一定的条件下，i、t、d、tl、ts、Pq中已知任意两参数，即可确定一个湿空气的状态点，其余参数可由此点查出。,1.什么是含湿量？,湿空气中的水蒸气密度与干空气密度之比作为湿空气含有水蒸气量的指标，换言之，即湿空气中与一千克干空气同时并存的水蒸气的质量。,2.什么是相对湿度？它和绝对湿度有什么关系呢？,绝对湿度，它表示每立方米空气中所含的水蒸气的量，单位是g/m3；相对湿度，表示空气中的绝对湿度与同温度下的饱和绝对湿度的比值，得数是一个百分比。(也就是指在一定时间内，某处空气中所含水汽量与该气温下饱和水汽量的百分比。),2、重要参数基本概念,3.什么是焓？,焓是一个热力学系统中的一个能量参数，常压下焓的变化量就是热量的变化。,4.什么热湿比？,热湿比（）：是湿空气的焓变化与湿量变化之比，也称角系数。=i/d 或=i/（d/1000)热湿比有正有负，代表湿空气状态变化的方向,2、重要参数基本概念,水蒸气分压力,含湿量 d g/kg 干空气,温度,等相对湿度线,等温线,等含湿量线,等焓线,焓值,3.怎样使用i-d图,确定空气状态参数计算空气处理过程中的各项数据,详细，参见AUTOCAD 中 i-d 图的应用演示!,做练习,青岛某项目，新风量为2000m3,室内状态点为27干球，60RH,请问若要求将室外空气处理到室内等焓状态点，选择使用1台140的全新风机负担全部新风负荷，是否合理？,