變風量空調負荷及送風量計算(suàn)
發布日期：2019-07-01 12:16 點擊：
冷負荷計算(suàn)
冷負荷計算(suàn)的目的，是為(wèi)了确定建築物(wù)每一(yī)模數，或每一(yī)房間的最大負荷量，進而求得它們需要的最大送風量。在此基礎上(shàng)，再求得整個(gè)系統，乃至整幢建築物(wù)所需要的負荷量。
由于變風量系統能(néng)夠為(wèi)單台末端裝置，或一(yī)群末端裝置提供溫度控制，所以，在模數化的建築物(wù)内應用這種系統非常合理，因此，要計算(suàn)單個(gè)建築模數的冷負荷。但如果建築平面幾何形狀不規則，難以模數化，則應逐個(gè)房間計算(suàn)冷負荷。
冷負荷的計算(suàn)方法多(duō)種多(duō)樣，可以用傳統的手算(suàn)法，但更廣泛使用的，應該是利用已有的程序，采用計算(suàn)機(jī)進行計算(suàn)。這裡(lǐ)著(zhe)重介紹冷負荷系數計算(suàn)法。在應用這一(yī)計算(suàn)方法時，透過玻璃窗(chuāng)的日射得熱,引起的冷負荷和外圍護結構瞬變傳熱引起的冷負荷應分朝向逐時計算(suàn)，而内部熱源(如人員(yuán)、燈光(guāng)等)帶給室内的得熱造成的冷負荷，也應按冷負荷系數法進行計算(suàn)。
1.單個(gè)房間(或單個(gè)建築模數)的冷負荷計算(suàn)
房間冷負荷包括來自(zì)太陽，傳熱、燈光(guāng)、人員(yuán)以及室内各種機(jī)械設備等散到(dào)室内的熱量。在作變風量系統設計時，可先算(suàn)單個(gè)房間的顯熱負荷，而潛熱負荷和新風負荷則可作為(wèi)建築分區負荷或一(yī)個(gè)空調系統的負荷的一(yī)部分進行計算(suàn)。
在作房間冷負荷計算(suàn)時，應注意以下(xià)兩點：
首先，當房間隻有一(yī)個(gè)朝向的外圍護結構時，該房間的最大冷負荷應是與該朝向外圍護結構的瞬時最大得熱相(xiàng)一(yī)緻。這時，應取該朝向外圍護結構的瞬時最大得熱值。當房間有兩個(gè)以上(shàng)朝向的外圍護結構時，則應計算(suàn)各朝向圍護結構的瞬時綜合最大得熱值。
其次，燈光(guāng)和人體得熱計算(suàn)，其同時使用系數均應取1.0。
2.分區或分系統的冷負荷計算(suàn)
變風量系統的最大優點，就(jiù)在于它可以在建築物(wù)的分區（或整幢建築物(wù)）内、或在一(yī)個(gè)空調系統内，實現能(néng)量供應的自(zì)動轉移，以符合實際的需要，從(cóng)而節能(néng)。
分區負荷的計算(suàn)，就(jiù)像單個(gè)房間或單個(gè)模數的負荷計算(suàn)一(yī)樣，先作顯熱負荷計算(suàn)，其顯熱負荷包括同時出現的太陽得熱負荷、傳熱負荷、人員(yuán)和燈光(guāng)負荷（或各種設備産生(shēng)的得熱負荷）。利用這個(gè)顯熱負荷值，便能(néng)夠計算(suàn)出分區（或系統）所需要的送風量。
在有多(duō)個(gè)變風量系統的建築物(wù)内，便會(huì)選有多(duō)台空氣處理裝置，每台裝置的大小(xiǎo)都是按其所服務範圍的分區負荷（即系統負荷，這時應包括潛熱負荷和新風負荷）來選擇的。然後，計算(suàn)整幢建築物(wù)的綜合最大負荷，用這個(gè)負荷值（除包括潛熱負荷和新風負荷外，還(hái)包括風機(jī)和管道得熱造成的冷負荷）去選擇制冷設備。選擇制冷設備時，應該留有一(yī)定的附加容量。
3.單個(gè)房間需要的送風量
每個(gè)房間在以夏季标準天作為(wèi)室外條件(jiàn)進行的負荷計算(suàn)中，可以在24小(xiǎo)時逐時負荷中選出一(yī)個(gè)最大值，以此作為(wèi)房間最大負荷，并在此基礎上(shàng)計算(suàn)房間所需要的最大送風量。
基本計算(suàn)公式：
式中 L——送風量，m3/h；
Qq、Qx——空調送風所要吸收的全熱餘熱和顯熱餘熱，W；
ρ——空氣密度，kg/m3，可取ρ＝1.2；
c——空氣定壓比熱，kJ/kg·℃，可取c＝1.01；
In、Is——室内空氣焓值和送風狀态空氣焓值，kJ/kg；
tn、ts——室内空氣溫度和送風溫度，℃。
通(tōng)常而言，辦公建築物(wù)内，當房間有人使用，或者是在出現部分負荷的情況下(xià)，空調系統所提供的最小(xiǎo)風量為(wèi)13～14m3/h·m2較為(wèi)合适。在人員(yuán)很少的建築物(wù)内，建議可将最小(xiǎo)風量降低(dī)至11 m3/h·m2左右。一(yī)般情況下(xià)，内區房間的最大設計風量為(wèi)22.5～18.5 m3/h·m2，周邊區房間最大設計風量為(wèi)22.5～27.0 m3/h·m2，在這樣的設計風量下(xià)，即使房間出現最小(xiǎo)負荷狀态，隻要房間裡(lǐ)仍然有人員(yuán)活動，燈也開(kāi)啓，則房間内仍可維持足夠的循環空氣量。
假如房間有必要的換氣次數的要求，房間上(shàng)部的送風系統又(yòu)受到(dào)各種限制而布置不甚合理，所采用的變風量末端裝置的調節性能(néng)又(yòu)有限，那麽，房間的最大送風量将會(huì)大于上(shàng)述數值。但即使這樣，最大送風量也應限制在37～45 m3/h·m2以下(xià)。
4. 負荷差異性
我們知道，一(yī)個(gè)變風量系統，其所有末端裝置負荷總和，應該大于該系統的負荷值。同樣，一(yī)幢設計有變風量系統的建築物(wù)，其總負荷值也小(xiǎo)于各分區負荷，或各系統負荷的總和。這就(jiù)是變風量空調系統的負荷差異性。建築物(wù)的大小(xiǎo)、形狀、方位及使用狀況都會(huì)對其差異性程度産生(shēng)影響。這種差異性在選擇變風量系統的空氣處理設備、風管尺寸、以及制冷設備時，是必須考慮的。
對一(yī)個(gè)較小(xiǎo)的變風量系統，或實際上(shàng)僅為(wèi)内區服務的系統來說，這個(gè)差異是很小(xiǎo)的，所需空氣處理設備的容量有可能(néng)等于全部末端裝置空氣量總和的90%-95%。而對一(yī)個(gè)大系統來說，它既為(wèi)内區服務，也為(wèi)周邊區服務時，這個(gè)差異量就(jiù)會(huì)增加，甚至系統空氣處理設備的容量，僅僅等于各個(gè)末端裝置空氣量總和的65%-70%。
一(yī)幢辦公性質的建築物(wù)，其内區的主要負荷是人員(yuán)和燈光(guāng)産生(shēng)的負荷，這些負荷一(yī)天之中的變化程度取決于建築物(wù)的使用情況。因此，辦公性質的建築物(wù)内區，負荷差異性很小(xiǎo)。而相(xiàng)對一(yī)幢學校來說，其人員(yuán)負荷會(huì)頻繁變化，負荷差異性就(jiù)相(xiàng)當大。
同樣，在一(yī)幢大型建築物(wù)裡(lǐ)，它将會(huì)有多(duō)個(gè)變風量系統，需要多(duō)台空氣處理裝置，由一(yī)個(gè)集中的制冷機(jī)房供冷設備時，要再附加一(yī)個(gè)負荷差異值。
熱負荷計算(suàn)
在變風量系統中，太陽、燈光(guāng)和人員(yuán)的得熱負荷都是冷負荷的一(yī)部分，而建築物(wù)的唯一(yī)熱負荷是由于外維護結構的傳熱和室外冷空氣滲透所産生(shēng)的。因此，變風量系統熱負荷的計算(suàn)方法與一(yī)般采暖熱負荷或定風量系統熱負荷計算(suàn)方法一(yī)樣，在此就(jiù)不再叙述。按典型房間或典型模數來進行熱負荷計算(suàn)時，這種計算(suàn)一(yī)般都會(huì)是重複的。由于基本熱負荷與太陽得熱沒有關系，所以，按典型房間或典型模數計算(suàn)求得的基本熱負荷可以用于建築物(wù)的各個(gè)朝向，這就(jiù)使熱負荷計算(suàn)得以簡化。當然，屋頂的傳熱損失在任何時候都要專門(mén)計算(suàn)的。
熱負荷的計算(suàn)和和變風量方式以及相(xiàng)應的供熱方式是密切相(xiàng)關的。與變風量系統相(xiàng)适應的供熱方式主要有周邊區的輔助供熱系統、再熱式變風量系統的供熱、單風道變風量系統的供熱和值班供熱。因為(wèi)供熱的原理和所采取的手段各不相(xiàng)同。這時，傳熱的損失就(jiù)要重點把握了。
送風量的計算(suàn)
變風量系統應用于辦公性建築或學校建築，因為(wèi)這些建築物(wù)的各個(gè)房間往往都要求對室溫進行單獨控制。但是，變風量系統并不僅限這些應用場合，還(hái)可以廣泛的應用于商店、購物(wù)中心、圖書館、醫(yī)院等各類民(mín)用建築中，甚至還(hái)可以在某些工(gōng)業(yè)建築中使用，總之，凡可以采用全空氣空調系統的地方，都可以采用變風量系統。
同任何一(yī)類空調系統一(yī)樣，變風量系統的負荷及送風量應經過計算(suàn)确定。一(yī)般說，當室内希望維持在24℃和相(xiàng)對濕度為(wèi)50%時，對于一(yī)個(gè)玻璃窗(chuāng)面積占外圍護結構面積30-40%、室内的燈光(guāng)負荷為(wèi)45-55W/m的房間來說，送風量保持在18-45m3/h·m之間，應該是足夠的。
冷負荷計算(suàn)的目的，是為(wèi)了确定建築物(wù)每一(yī)模數，或每一(yī)房間的最大負荷量，進而求得它們需要的最大送風量。在此基礎上(shàng)，再求得整個(gè)系統，乃至整幢建築物(wù)所需要的負荷量。
由于變風量系統能(néng)夠為(wèi)單台末端裝置，或一(yī)群末端裝置提供溫度控制，所以，在模數化的建築物(wù)内應用這種系統非常合理，因此，要計算(suàn)單個(gè)建築模數的冷負荷。但如果建築平面幾何形狀不規則，難以模數化，則應逐個(gè)房間計算(suàn)冷負荷。
冷負荷的計算(suàn)方法多(duō)種多(duō)樣，可以用傳統的手算(suàn)法，但更廣泛使用的，應該是利用已有的程序，采用計算(suàn)機(jī)進行計算(suàn)。這裡(lǐ)著(zhe)重介紹冷負荷系數計算(suàn)法。在應用這一(yī)計算(suàn)方法時，透過玻璃窗(chuāng)的日射得熱,引起的冷負荷和外圍護結構瞬變傳熱引起的冷負荷應分朝向逐時計算(suàn)，而内部熱源(如人員(yuán)、燈光(guāng)等)帶給室内的得熱造成的冷負荷，也應按冷負荷系數法進行計算(suàn)。
1.單個(gè)房間(或單個(gè)建築模數)的冷負荷計算(suàn)
房間冷負荷包括來自(zì)太陽，傳熱、燈光(guāng)、人員(yuán)以及室内各種機(jī)械設備等散到(dào)室内的熱量。在作變風量系統設計時，可先算(suàn)單個(gè)房間的顯熱負荷，而潛熱負荷和新風負荷則可作為(wèi)建築分區負荷或一(yī)個(gè)空調系統的負荷的一(yī)部分進行計算(suàn)。
在作房間冷負荷計算(suàn)時，應注意以下(xià)兩點：
首先，當房間隻有一(yī)個(gè)朝向的外圍護結構時，該房間的最大冷負荷應是與該朝向外圍護結構的瞬時最大得熱相(xiàng)一(yī)緻。這時，應取該朝向外圍護結構的瞬時最大得熱值。當房間有兩個(gè)以上(shàng)朝向的外圍護結構時，則應計算(suàn)各朝向圍護結構的瞬時綜合最大得熱值。
其次，燈光(guāng)和人體得熱計算(suàn)，其同時使用系數均應取1.0。
2.分區或分系統的冷負荷計算(suàn)
變風量系統的最大優點，就(jiù)在于它可以在建築物(wù)的分區（或整幢建築物(wù)）内、或在一(yī)個(gè)空調系統内，實現能(néng)量供應的自(zì)動轉移，以符合實際的需要，從(cóng)而節能(néng)。
分區負荷的計算(suàn)，就(jiù)像單個(gè)房間或單個(gè)模數的負荷計算(suàn)一(yī)樣，先作顯熱負荷計算(suàn)，其顯熱負荷包括同時出現的太陽得熱負荷、傳熱負荷、人員(yuán)和燈光(guāng)負荷（或各種設備産生(shēng)的得熱負荷）。利用這個(gè)顯熱負荷值，便能(néng)夠計算(suàn)出分區（或系統）所需要的送風量。
在有多(duō)個(gè)變風量系統的建築物(wù)内，便會(huì)選有多(duō)台空氣處理裝置，每台裝置的大小(xiǎo)都是按其所服務範圍的分區負荷（即系統負荷，這時應包括潛熱負荷和新風負荷）來選擇的。然後，計算(suàn)整幢建築物(wù)的綜合最大負荷，用這個(gè)負荷值（除包括潛熱負荷和新風負荷外，還(hái)包括風機(jī)和管道得熱造成的冷負荷）去選擇制冷設備。選擇制冷設備時，應該留有一(yī)定的附加容量。
3.單個(gè)房間需要的送風量
每個(gè)房間在以夏季标準天作為(wèi)室外條件(jiàn)進行的負荷計算(suàn)中，可以在24小(xiǎo)時逐時負荷中選出一(yī)個(gè)最大值，以此作為(wèi)房間最大負荷，并在此基礎上(shàng)計算(suàn)房間所需要的最大送風量。
基本計算(suàn)公式：
式中 L——送風量，m3/h；
Qq、Qx——空調送風所要吸收的全熱餘熱和顯熱餘熱，W；
ρ——空氣密度，kg/m3，可取ρ＝1.2；
c——空氣定壓比熱，kJ/kg·℃，可取c＝1.01；
In、Is——室内空氣焓值和送風狀态空氣焓值，kJ/kg；
tn、ts——室内空氣溫度和送風溫度，℃。
通(tōng)常而言，辦公建築物(wù)内，當房間有人使用，或者是在出現部分負荷的情況下(xià)，空調系統所提供的最小(xiǎo)風量為(wèi)13～14m3/h·m2較為(wèi)合适。在人員(yuán)很少的建築物(wù)内，建議可将最小(xiǎo)風量降低(dī)至11 m3/h·m2左右。一(yī)般情況下(xià)，内區房間的最大設計風量為(wèi)22.5～18.5 m3/h·m2，周邊區房間最大設計風量為(wèi)22.5～27.0 m3/h·m2，在這樣的設計風量下(xià)，即使房間出現最小(xiǎo)負荷狀态，隻要房間裡(lǐ)仍然有人員(yuán)活動，燈也開(kāi)啓，則房間内仍可維持足夠的循環空氣量。
假如房間有必要的換氣次數的要求，房間上(shàng)部的送風系統又(yòu)受到(dào)各種限制而布置不甚合理，所采用的變風量末端裝置的調節性能(néng)又(yòu)有限，那麽，房間的最大送風量将會(huì)大于上(shàng)述數值。但即使這樣，最大送風量也應限制在37～45 m3/h·m2以下(xià)。
4. 負荷差異性
我們知道，一(yī)個(gè)變風量系統，其所有末端裝置負荷總和，應該大于該系統的負荷值。同樣，一(yī)幢設計有變風量系統的建築物(wù)，其總負荷值也小(xiǎo)于各分區負荷，或各系統負荷的總和。這就(jiù)是變風量空調系統的負荷差異性。建築物(wù)的大小(xiǎo)、形狀、方位及使用狀況都會(huì)對其差異性程度産生(shēng)影響。這種差異性在選擇變風量系統的空氣處理設備、風管尺寸、以及制冷設備時，是必須考慮的。
對一(yī)個(gè)較小(xiǎo)的變風量系統，或實際上(shàng)僅為(wèi)内區服務的系統來說，這個(gè)差異是很小(xiǎo)的，所需空氣處理設備的容量有可能(néng)等于全部末端裝置空氣量總和的90%-95%。而對一(yī)個(gè)大系統來說，它既為(wèi)内區服務，也為(wèi)周邊區服務時，這個(gè)差異量就(jiù)會(huì)增加，甚至系統空氣處理設備的容量，僅僅等于各個(gè)末端裝置空氣量總和的65%-70%。
一(yī)幢辦公性質的建築物(wù)，其内區的主要負荷是人員(yuán)和燈光(guāng)産生(shēng)的負荷，這些負荷一(yī)天之中的變化程度取決于建築物(wù)的使用情況。因此，辦公性質的建築物(wù)内區，負荷差異性很小(xiǎo)。而相(xiàng)對一(yī)幢學校來說，其人員(yuán)負荷會(huì)頻繁變化，負荷差異性就(jiù)相(xiàng)當大。
同樣，在一(yī)幢大型建築物(wù)裡(lǐ)，它将會(huì)有多(duō)個(gè)變風量系統，需要多(duō)台空氣處理裝置，由一(yī)個(gè)集中的制冷機(jī)房供冷設備時，要再附加一(yī)個(gè)負荷差異值。
熱負荷計算(suàn)
在變風量系統中，太陽、燈光(guāng)和人員(yuán)的得熱負荷都是冷負荷的一(yī)部分，而建築物(wù)的唯一(yī)熱負荷是由于外維護結構的傳熱和室外冷空氣滲透所産生(shēng)的。因此，變風量系統熱負荷的計算(suàn)方法與一(yī)般采暖熱負荷或定風量系統熱負荷計算(suàn)方法一(yī)樣，在此就(jiù)不再叙述。按典型房間或典型模數來進行熱負荷計算(suàn)時，這種計算(suàn)一(yī)般都會(huì)是重複的。由于基本熱負荷與太陽得熱沒有關系，所以，按典型房間或典型模數計算(suàn)求得的基本熱負荷可以用于建築物(wù)的各個(gè)朝向，這就(jiù)使熱負荷計算(suàn)得以簡化。當然，屋頂的傳熱損失在任何時候都要專門(mén)計算(suàn)的。
熱負荷的計算(suàn)和和變風量方式以及相(xiàng)應的供熱方式是密切相(xiàng)關的。與變風量系統相(xiàng)适應的供熱方式主要有周邊區的輔助供熱系統、再熱式變風量系統的供熱、單風道變風量系統的供熱和值班供熱。因為(wèi)供熱的原理和所采取的手段各不相(xiàng)同。這時，傳熱的損失就(jiù)要重點把握了。
送風量的計算(suàn)
變風量系統應用于辦公性建築或學校建築，因為(wèi)這些建築物(wù)的各個(gè)房間往往都要求對室溫進行單獨控制。但是，變風量系統并不僅限這些應用場合，還(hái)可以廣泛的應用于商店、購物(wù)中心、圖書館、醫(yī)院等各類民(mín)用建築中，甚至還(hái)可以在某些工(gōng)業(yè)建築中使用，總之，凡可以采用全空氣空調系統的地方，都可以采用變風量系統。
同任何一(yī)類空調系統一(yī)樣，變風量系統的負荷及送風量應經過計算(suàn)确定。一(yī)般說，當室内希望維持在24℃和相(xiàng)對濕度為(wèi)50%時，對于一(yī)個(gè)玻璃窗(chuāng)面積占外圍護結構面積30-40%、室内的燈光(guāng)負荷為(wèi)45-55W/m的房間來說，送風量保持在18-45m3/h·m之間，應該是足夠的。
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