空调系统设计方法优质PPT.ppt
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如果把潜热负荷表示为单位时间内排除的水分,如果把潜热负荷表示为单位时间内排除的水分,则又可称作湿负荷。
则又可称作湿负荷。
得热量和冷负荷相等吗得热量和冷负荷相等吗?
负荷的大小与去除热量的方式有关负荷的大小与去除热量的方式有关常规的送风方式空调需要去除常规的送风方式空调需要去除的是进入到空气中的得热量。
的是进入到空气中的得热量。
冷辐射板空调需要去除的冷辐射板空调需要去除的冷辐射板空调需要去除的冷辐射板空调需要去除的热量除了进入到空气中的热量除了进入到空气中的热量除了进入到空气中的热量除了进入到空气中的得热量外,还包括部分贮得热量外,还包括部分贮得热量外,还包括部分贮得热量外,还包括部分贮存在热表面上的得热量。
存在热表面上的得热量。
各种得热进入空气的途径各种得热进入空气的途径n潜热得热、渗透空气得热潜热得热、渗透空气得热q得热立刻成为瞬时冷负荷得热立刻成为瞬时冷负荷n通过围护结构导热、通过玻璃窗日射得热、室通过围护结构导热、通过玻璃窗日射得热、室内显热源散热内显热源散热q对流得热部分立刻成为瞬时冷负荷对流得热部分立刻成为瞬时冷负荷q辐射得热部分先传到各内表面,再以对流形式进辐射得热部分先传到各内表面,再以对流形式进入空气成为瞬时冷负荷,因此负荷与得热在时间入空气成为瞬时冷负荷,因此负荷与得热在时间上存在延迟。
上存在延迟。
4-1工况设计与过程设计工况设计与过程设计以普通玻璃的玻璃窗进入的太阳辐射热为例以普通玻璃的玻璃窗进入的太阳辐射热为例。
4-1工况设计与过程设计工况设计与过程设计由于各围护结构内表面和家具的蓄热作用,冷负荷由于各围护结构内表面和家具的蓄热作用,冷负荷与得热量之间就存在着相位差和幅度差,与得热量之间就存在着相位差和幅度差,冷负荷冷负荷对对得热的响应一般都有得热的响应一般都有延迟延迟,幅度也有所,幅度也有所衰减衰减。
4-1工况设计与过程设计工况设计与过程设计照明得热与实际冷负荷之间的关系照明得热与实际冷负荷之间的关系由于灯光照明散热比较稳定,灯具开启后,大部由于灯光照明散热比较稳定,灯具开启后,大部分的热量被蓄存起来,随着时间的延续,蓄存的分的热量被蓄存起来,随着时间的延续,蓄存的热量就逐渐减小。
热量就逐渐减小。
物体物体物体物体室外空气室外空气室外空气室外空气室内空气得热得热得热得热潜热潜热潜热潜热显热显热显热显热对流得热对流得热对流得热对流得热辐射得热辐射得热辐射得热辐射得热QQ空调冷冻空调冷冻空调冷冻空调冷冻设备设备设备设备房间负荷房间负荷房间负荷房间负荷得热与冷负荷的关系得热与冷负荷的关系得热与冷负荷的关系得热与冷负荷的关系n冷负荷与得热有关,但不一定相等冷负荷与得热有关,但不一定相等n决定因素决定因素q空调形式空调形式n送风:
负荷对流部分送风:
负荷对流部分n辐射:
负荷对流部分辐射部分辐射:
负荷对流部分辐射部分q热源特性:
对流与辐射的比例是多少?
热源特性:
q围护结构热工性能:
围护结构热工性能:
n蓄热能力如何?
如果热容为蓄热能力如何?
如果热容为0呢?
呢?
n如果内表面完全绝热呢?
如果内表面完全绝热呢?
q房间的构造(角系数)房间的构造(角系数)n注意:
注意:
辐射的存在是延迟和衰减的根源!
4-1工况设计与过程设计工况设计与过程设计一、空调负荷的特点一、空调负荷的特点空调冷负荷一般包括有建筑围护结构的传热量、室内空调冷负荷一般包括有建筑围护结构的传热量、室内照明散热量、人体散热量、动力设备散热量、新风带照明散热量、人体散热量、动力设备散热量、新风带入的热量及各类散湿量。
入的热量及各类散湿量。
建筑传热量和新风带入的热量,随着建筑传热量和新风带入的热量,随着室外气象条件的室外气象条件的变化而变化变化而变化。
人体散湿量与建筑的使用性质、使用条。
人体散湿量与建筑的使用性质、使用条件等许多因素有关,无时不在变化。
件等许多因素有关,无时不在变化。
对空调系统而言空调房间也对空调系统而言空调房间也不一定同时都使用不一定同时都使用。
可以看出可以看出空调负荷变化空调负荷变化的复杂性。
的复杂性。
某地区旅馆建筑夏季从某地区旅馆建筑夏季从5-9月月2880h的运行中,空调的运行中,空调部分负荷时的时间频率,说明了该地区旅馆建筑夏部分负荷时的时间频率,说明了该地区旅馆建筑夏季有季有80以上的时间的空调负荷,只占总设计负荷以上的时间的空调负荷,只占总设计负荷的的50,只需要冷源系统设备的,只需要冷源系统设备的50投入运行,空投入运行,空调负荷在调负荷在90以上的时间还不到以上的时间还不到1。
某地区空调部分负荷时间频率某地区空调部分负荷时间频率负荷()5102030405060708090100时间()2.7618.0222.5319.0215.769.626.113.751.490.350.07累积时间()2.6720.6943.2262.8478.684.2290.3390.0895.5795.93100绝大部分时间段,空调系统在绝大部分时间段,空调系统在部分负荷部分负荷下运行。
下运行。
二、过程设计二、过程设计暖通空调设计方法一般是以夏季或冬季室外空气设计暖通空调设计方法一般是以夏季或冬季室外空气设计参数为依据的典型工况进行设计的。
空调冷、热负荷参数为依据的典型工况进行设计的。
空调冷、热负荷是按是按最不利工况最不利工况进行计算的。
因此,空调设备的选型、进行计算的。
因此,空调设备的选型、管道输水系统的能力可以满足最不利工况空调系统的管道输水系统的能力可以满足最不利工况空调系统的使用要求。
这种设计方法,我们称之为使用要求。
这种设计方法,我们称之为“工况设计工况设计”,也就是,也就是“静态设计静态设计”。
按此设计方法进行工程设计,往往会出现如:
空调负按此设计方法进行工程设计,往往会出现如:
空调负荷变化时,空调系统和设备不能进行相应的调节或调荷变化时,空调系统和设备不能进行相应的调节或调节性能比较差,出现节性能比较差,出现大马拉小车大马拉小车现象。
现象。
某空调系统选择两台同型号的冷水机组,单台机组供冷某空调系统选择两台同型号的冷水机组,单台机组供冷量为量为Q,相应选择两台同型号冷水泵并联运行,单台水,相应选择两台同型号冷水泵并联运行,单台水泵流量为泵流量为G,扬程为,扬程为H,如图所示。
,如图所示。
“工工况况设设计计”条条件件下下运运行行时时,两两台台水水泵泵并并联联工工作作点点m,流流量量为为2G,扬程为,扬程为H。
H=(Rl+Z)a-b-c-d+(Rl+Z)d-e-a图中曲线图中曲线为系统管道特性曲线,图中曲线为系统管道特性曲线,图中曲线为两台水泵并为两台水泵并联工作的特性曲线。
联工作的特性曲线。
当当空空调调负负荷荷率率为为50时时,只只需需开开一一台台水水泵泵即即可可,此此时时系系统统的的阻力为阻力为H。
H=(Rl+Z)a-b-c-d+0.25(Rl+Z)d-e-a设计的水泵性能是:
流量为设计的水泵性能是:
流量为G时,扬程为时,扬程为H,I为一台水泵工为一台水泵工作时管道的特性曲线。
作时管道的特性曲线。
如如果果要要满满足足系系统统供供水水量量G时时,水水泵泵的的实实际际工工作作点点为为n点点,则则需需要要对对管管网网进进行行节节流流,将将特特性性曲曲线线变变成成为为。
很很显显然然,水水泵泵的的工工作作是是很很不不合合理理的的,因因为为水水泵泵的的扬扬程程为为H即即可可,而而节节流损失为流损失为HH段,长期运行则会浪费大量的能量。
段,长期运行则会浪费大量的能量。
在在低负荷低负荷情况下情况下单位制冷量的耗电量增大单位制冷量的耗电量增大。
两台相同的冷水机组,部分负荷时的耗电指标两台相同的冷水机组,部分负荷时的耗电指标负荷率()制冷量()耗电量(KW)耗电指标(KW/KW)负荷率()制冷量()耗电量(KW)耗电指标(KW/KW)10017443400.195508721730.1989015702940.187406781460.2158013952610.187305231130.2167012212300.18820349850.2446010462010.19210274710.408“过程设计过程设计”也就是也就是“动态设计动态设计”。
“过程设计过程设计”就是在就是在“工况设计工况设计”的基础上考虑空调系统的的基础上考虑空调系统的设计和设备的选型都能满足空调系统运行处于良设计和设备的选型都能满足空调系统运行处于良好的状态,以达到最大程度节约能量的目的。
好的状态,以达到最大程度节约能量的目的。
过程设计是一个比较复杂的设计过程,设计要考过程设计是一个比较复杂的设计过程,设计要考虑虑工程各方面特点及运行方式工程各方面特点及运行方式。
同时,还要了解。
同时,还要了解暖通暖通空调设备的特性空调设备的特性,工程,工程规模规模,空调,空调负荷的变负荷的变化规律化规律及及运行管理方式运行管理方式,都直接影响到设计方案,都直接影响到设计方案和设备选型和设备选型旅馆建筑旅馆建筑,空调负荷基本上属于全日型的连续负荷。
,空调负荷基本上属于全日型的连续负荷。
负荷变化范围大负荷变化范围大,低负荷时,可能低于设计负荷的,低负荷时,可能低于设计负荷的10。
选择冷水机组时,要求机组能处于高效率下运行。
因此,许多工程选择了因此,许多工程选择了离心式离心式冷水机组和冷水机组和螺杆式螺杆式冷水冷水机组机组大、小匹配方案大、小匹配方案,充分利用离心机高负荷运行时,充分利用离心机高负荷运行时节能的特点,又发挥了螺杆机低负荷运行时负荷调节节能的特点,又发挥了螺杆机低负荷运行时负荷调节的优势。
的优势。
对水泵的节能,根据空调负荷变化的特点,考虑运行对水泵的节能,根据空调负荷变化的特点,考虑运行调节的灵活性,水泵选型可以选择调节的灵活性,水泵选型可以选择大、小泵匹配大、小泵匹配。
对。
对于大型空调系统可采用于大型空调系统可采用二级泵及变频调速二级泵及变频调速形式。
形式。
4-2空调冷、热负荷计算空调冷、热负荷计算在在方案设计和初步设计方案设计和初步设计阶段,一般采用冷负荷阶段,一般采用冷负荷指指标估算标估算空调冷负荷。
在空调冷负荷。
在施工图设计阶段施工图设计阶段,空调冷,空调冷负荷计算所需的基础资料和数据基本齐全,冷负负荷计算所需的基础资料和数据基本齐全,冷负荷应该进行详细计算。
由于围护结构都有一定的荷应该进行详细计算。
由于围护结构都有一定的蓄热性,对负荷具有延迟和衰减作用,在进行冷蓄热性,对负荷具有延迟和衰减作用,在进行冷负荷计算时采用负荷计算时采用非稳态计算法非稳态计算法进行。
进行。
4-2空调冷、热负荷计算空调冷、热负荷计算u空调房间或区域空调房间或区域夏季冷负荷夏季冷负荷应包括下列各项内容:
应包括下列各项内容:
(1)通过建筑围护结构传入的热量通过建筑围护结构传入的热量
(2)通过外窗进入的太阳辐射热通过外窗进入的太阳辐射热(3)人体散热量人体散热量(4)照明散热量照明散热量(5)设备散热量设备散热量(6)食品或物料的散热量食品或物料的散热量(7)新风带入的散热量新风带入的散热量(8)伴随各种散热量产生的潜热伴随各种散热量产生的潜热4-2空调冷、热负荷计算空调冷、热负荷计算u空调房间或区域夏季空调房间
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