第二章 空调负荷计算与送风量 得热量和得湿量: 在室内外热、湿扰量作用下，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湿量。当得热量为负 值时称为耗（失）热量。 冷负荷和热负荷: 在某一时刻为保持房问恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负 荷；相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷； 湿负荷: 为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷 得热量通常包括以下几方面：1由于太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围 护结构传入的热量；2人体、照明设备、各种工艺设备及电气设备散入 房间的热量。得湿量主要为人体散湿量和工艺过程与工艺设备散 出的湿量。房间冷（热）、湿负荷量的计算必须以室外气象参 数和室内要求维持的气象条件为依据。室内外空气计算参数n空气调节（Air Conditioning）的意义在于向 人们提供适宜的内部空间环境。n环境指标： 主要指标 温度、湿度、空气流速、清洁度 其他指标 压力、噪声、气味等n空调房间室内气象参数的确定原则舒适性空调主要取决于人体热舒适要求工艺性空调主要取决于生产工艺要求人体热舒适感n人体的热平衡n人体的热舒适n热舒适的评价影响热平衡的因素M W C R E S = 0n人的因素： 活动量 衣着n环境因素：空气干球温度空气相对湿度人体附近的空气流速平均辐射温度在同一条有效温度线上具有相同的热感觉有效温度线与50相对湿度线的交点上标注 着等效温度的数值，在该点等效温度与干球温 度相等例如，通过t25，50的两线的交点 的虚线即为25等效温度线 有效温度ET与ASHRAE舒适区 n由于人的舒适感共四个环境影响因素和两个人为因素 ，因此不能用一个单一的物理量来表示环境是否处于 热舒适状态。n有效温度就结合干球温度、湿球温度和空气流速的效 应来反映冷热感觉的， 人体与外界的热交换M W C R E S = 0显热交换n对流散热Cn辐射散热R 潜热交换En皮肤散湿n出汗蒸发n皮肤湿扩散n呼吸散湿M人体通过新陈代谢产生能量。n主要取决于人体活动量的大小n此外还与年龄性别不同有明显差别男性基础代谢量明显高于女性少儿、幼儿明显高于成年、老年。W人体所作的机械功n在某些活动中，人可能作外部功，如爬山而获得势能， 做这些工作所消耗的能量则取自代谢自由代能。人体所 放出的热量被称为新陈代谢产热量H，这个热量小于新 陈代谢自由能产热量。nH=MW n人体与外界的对流、辐射和蒸发都受到人体衣着情况 的影响。n人体对流换热与周围空气温度、空气流速有关。n 汗液蒸发与空气温度、湿度、空气流速有关。n人体周围环境物体的表面温度影响人体的辐射散热强 度。n是在同样的热环境条件下，人与人的热感觉也会有所不同，因 此，应该采平均热感觉指标的概念，而预测的平均热感觉指标 常常简称为PMV（Predicted Mean Vote）。n可以合理的设想，人不舒适的程度愈大，由舒适状态偏离调节 机制的热负荷越大。一定活动水平的热感觉是人体热负荷的函 数，表明一个人的体内热平衡和对所处环境的热损失之间的差 异，Fanger收集了1396名美国和丹麦受试者的冷热感觉资料， 得出PMV的计算式预测的平均热感觉指标 PMV (Predicted Mean Vote)PMV = (0.303 e0.036 M + 0.0275) TL= (0.303 e0.036 M + 0.0275) M W 3.05 5.733 0.007 (M W) Pa 0.42(MW58.15) 1.7310-2M(5.867Pa) fcl hc (tcl ta ) 0.0014 M (34 ta )3.96 10-8 fcl (tcl + 273)4 (+ 273)4 nPMV是由舒适方程得到的一个热感觉值数，体现了四种热环境变量的 一定组合、活动水平和着装对平均热感觉的影响的预测人体热感觉的标度n热感觉的七点标度 热 +3 见汗滴 暖 +2 局部见汗（手、额、颈等 ）稍暖 +1 感热，皮肤发粘湿润正常 0 感觉适宜，皮肤干燥稍凉 -1 感凉（局部关节，可忍受）凉 -2 局部感冷不适，需加衣冷 -3 很冷，可见鸡皮或寒颤 预测平均不满意百分数PPD（Predicted Percent Dissatisfied）n在同样热环境条件下，人与人之间的热感觉会存在差 异，而人与人对热环境的反应的差异除了热感觉的不 同之外，还表现在对环境满意与否的差异。因此， Fanger又提出预测不满意百分数来表示人群对热环境 不满意的情况，预测平均不满意百分数常常简写为 PPD（Predicted Percent Dissatisfied）。PMV与PPD的关系nPPD是通过概率分析确定某环境条件下人群不满意的百分数PPD100 95exp(0.03353 PMV 4 + 0.2179 PMV2)即便达到即便达到 PMVPMV0 0，仍然仍然 有有5 5的人不的人不 满意。满意。室内空气温湿度设计参数的确定，除了要考虑室内参 数综合作用下的舒适条件外，还应依据室外气温、经济条 件和节能要求进行综合考虑。根据我国采暖通风与空气调节设计规范（GBJ19 87）舒适性空调计算参数如下：夏季：温度 应采用2428 ；相对湿度 应采用4065风速 不应大于03ms；冬季：温度 应采用1822 相对湿度 应采用4060 风速 不应大于02ms。工艺性空调室内温湿度基数及其允许波动范围，应根 据工艺需要并考虑必要的卫生条件确定。工艺性空调可分为一般降温性空调、恒温恒湿空调和 净化空调等。 室外空气温度的日变化室外空气温度在一昼夜内的波动称为气温的日变化（或日较差）。气温 日变化是由于 地球每天接受太阳辐射热和放出热量而形成的。 空气的相对湿度取决于空气干球温度和含湿量，如果空气的含湿量保持不变 ，干球温度增高，则相对湿度变小；于球温度降低，则相对湿度加大。 1夏季空调室外计算于、湿球温度夏季空调室外计算干球温度应采用历年平均不保证5时 的干球温度；夏季空调室外计算湿球温度应采用历年平均 不保证50小时的湿球温度。 2夏季空调室外计算日平均温度和逐时温度夏季计算经围护结构传入室内的热量时，应按不稳定 传热过程计算，因此必须已知设计日的室外日平均温度和 逐时温度。瞬时冷负荷是指为了维持室温恒定，空调设备在单位时 间内必须自室内取走的热量，也即在单位时间内必须向室内 空气供给的冷量。冷负荷与得热量有时相等，有时则不等。围护结构热工 特性及得热量的类型决定了得热和负荷的关系。在瞬时得热中的潜热得热及显热得热中的对流成分是直 接放散到房间空气中的热量，它们立即构成瞬时负荷，而显 热得热中的辐射成分（如经窗的瞬时日射得热及照明辐射热 等）则不能立即成为瞬时冷负荷。因为辐射热透过空气被室 内各种物体的表面所吸收和贮存。这些物体的温度会提高， 一旦其表面温度高于室内空气温度时，它们又以对流方式将 贮存的热量再散发给空气。（一）通过墙体、 屋顶的得热量及其 形成的冷负荷谐波反应法计算 空调冷负荷冷负荷的形成，需经两个过程：第一，由于外扰（室外综合温度）形成室内得热量 的过程（即内扰量）。此一过程考虑外扰的周期性以及 围护结构对外扰量的衰减和延迟性。第二，内扰量形成冷负荷的过程。此一过程是将该 热扰量分成对流和辐射两个成分。前者是瞬时冷负荷的 一部分，后者则要考虑房问总体蓄热作用（表现为放热 衰减和放热延迟）后，才转化为瞬时冷负荷。此两部分 叠加即得计算时刻的总冷负荷值。 通过窗户的得热量及其形成的冷负荷通过窗户进入室内的得热量有瞬变传热得热和日射得 热量两部分。瞬变传热得热室内外温差引起的。日射得热，因太阳照射到窗户上时，除了一部分辐射 能量反射回大气之外，其中一部分能量透过玻璃以短波 辐射形式直接进入室内；另一部分被玻璃吸收，提高了 玻璃温度、然后再以对流和长波辐射的方式向室内外散 热。上述进入室内得热量的各部分均含有辐射热成分，各 由房间的放热衰减和放热延迟形成相应的房间冷负荷。室内热源包括工艺设备散热、照明散热及人体散热等 。室内热源散出的热量包括显热和潜热西部分，显热散 热中对流热成为瞬时冷负荷，而辐射热部分则先被围护结 构等物体表面所吸收，然后再缓慢地逐渐散出，形成冷负 荷。 第四节 室内热源、湿源的散热散湿形成的冷负荷与湿负荷一）工艺设备散热1电动设备2电热设备的散热量3电子设备二）照明得热照明设备散热量属于稳定得热，一般得热量是不随时 间变化的。三）人体散热与散湿人体散热与性别、年龄、衣着、劳动强度以及环境条 件（温、湿度）等多种因素有关。四）、其它湿源出湿量在已知空调热（冷）湿负荷的基础上，本节讨论如 何利用不同的送风和排风状态来消 除室内余热余湿，以维持空调房间所要求的空气参数。下面讨论送入空气的状态及空气量的确定。第五节 空调房间送风量的确定夏季进风状态及送风量图219表示一个空调房间送风示意图。室内余热量（即室内 冷负荷）为Q（W），余湿量为（kgs）。为了消除余热余湿，保 持室内空气状态为N点，送入G（kg）的空气；其状态为O。当送入 空气吸收余热Q和余湿后，山状态O（i。、d。）变为状态N（i。、 d。）而排出，从而保证了室内空气状态为i。、dN。