来自室内部分:室内照明、人体、设备散热 得热量按随时间变化,可分为稳定得热和瞬时得热; 得热量按性质不同,可分为显热(对流热和辐射热)和潜热。 得湿量——主要为人体散湿和工艺过程与工艺设备散发出来的湿量 冷负荷( Cooling load)—一为了连续保持室温恒定,在某时刻需向房间供应的冷量,或需从室内 排除的热量。 内容要点: 任一时刻房间瞬时得热量的总和不一定等于同一时刻的瞬时冷负荷; 瞬时得热负荷中的潜热和显热得热中的对流成分直接进入房间空气中,并立即构成瞬时冷负荷 显热得热中的辐射成分被将先蓄存到具有蓄热性能的围护结构和家具等室内物体表面上,不能立 即成为冷负荷 空调室内的得热量一般总是髙于冷负荷,除非围护结构和家具完全没有蓄热能力时,得热量等于 冷负荷 得热量转化为冷负荷过程中,存在衰减和延迟现象 实际冷负荷的峰值比太阳辐射热的峰值低,出现的时间也迟于太阳辐射热的峰值 围护结构和家具的蓄热能力越强,冷负荷衰减越大,冷负荷峰值越低,延迟时间也越长: 重型结构的蓄热能力比轻型结构蓄热能力大得多 制冷量——一座建筑物空调系统的制冷量,为以下各种因素形成的冷负荷之和, 建筑物的计算冷负荷 新风计算冷负荷; 送风机的温升 送风管道系统的温升 水系统(水管、水泵和水箱等)的热损失 供冷设备的效率等引起的附加冷负荷 它们构成了该建筑物制冷机总容量,这一制冷机的总装机容量称为“制冷量” 空调房间冷负荷(建筑物的计算冷负荷)的构成因素 外墙和屋面温差构成传热的冷负荷; 外窗温差传热的冷负荷 外窗太阳辐射的冷负荷 内围护结构传热的冷负荷; 人体散热的冷负荷 照明散热的冷负荷 设备散热的冷负荷 食物散热的冷负荷; 散湿形成的潜热冷负荷
11 来自室内部分：室内照明、人体、设备散热。 得热量按随时间变化，可分为稳定得热和瞬时得热； 得热量按性质不同，可分为显热（对流热和辐射热）和潜热。 得湿量—— 主要为人体散湿和工艺过程与工艺设备散发出来的湿量。 冷负荷（Cooling Load）——为了连续保持室温恒定，在某时刻需向房间供应的冷量，或需从室内 排除的热量。 内容要点： 任一时刻房间瞬时得热量的总和不一定等于同一时刻的瞬时冷负荷； 瞬时得热负荷中的潜热和显热得热中的对流成分直接进入房间空气中，并立即构成瞬时冷负荷； 显热得热中的辐射成分被将先蓄存到具有蓄热性能的围护结构和家具等室内物体表面上，不能立 即成为冷负荷； 空调室内的得热量一般总是高于冷负荷，除非围护结构和家具完全没有蓄热能力时，得热量等于 冷负荷。 得热量转化为冷负荷过程中，存在衰减和延迟现象。 实际冷负荷的峰值比太阳辐射热的峰值低，出现的时间也迟于太阳辐射热的峰值； 围护结构和家具的蓄热能力越强，冷负荷衰减越大，冷负荷峰值越低，延迟时间也越长； 重型结构的蓄热能力比轻型结构蓄热能力大得多。 制冷量——一座建筑物空调系统的制冷量，为以下各种因素形成的冷负荷之和， 建筑物的计算冷负荷； 新风计算冷负荷； 送风机的温升； 送风管道系统的温升； 水系统（水管、水泵和水箱等）的热损失； 供冷设备的效率等引起的附加冷负荷； 它们构成了该建筑物制冷机总容量，这一制冷机的总装机容量称为“制冷量”。 空调房间冷负荷（建筑物的计算冷负荷）的构成因素 外墙和屋面温差构成传热的冷负荷； 外窗温差传热的冷负荷； 外窗太阳辐射的冷负荷； 内围护结构传热的冷负荷； 人体散热的冷负荷； 照明散热的冷负荷； 设备散热的冷负荷； 食物散热的冷负荷； 散湿形成的潜热冷负荷；
空气渗透带入室内的冷负荷。 空调房间的冷负荷计算方法 (一)空调室内夏季冷负荷 夏季计算经围护结构传入室内的热量时,应按照不稳定传热过程计算 空调负荷计算步骤: a.在计算空调负荷时,必须考虑围护结构的吸热、蓄热和放热过程,不同性质的得热量形成的室 内逐时冷负荷是不同步的 b.在确定房间逐时冷负荷时,必须按不冋性质的得热分别计算,然后取逐时各冷负荷分量之和。 空调冷负荷计算方法 20世纪40年代美国学者提出了当量温差法和20世纪50年代前苏联学者提出的谐波分解法 计算通过围护结构的负荷,没有将得热量和冷负荷区分考虑,导致空调冷负荷量偏大; 20世纪60年代加拿大的学者提出了反应系数法—把得热量和冷负荷区别计算 20世纪70年代同加拿大学者又提出了Z传递函数法反应系数法的改进型 进而同加拿大学者还提出了冷负荷系数法—适于手算。 20世纪80年代我国学者提出了谐波反应法和冷负荷系数法 谐波反应法 基本思略——室外空气综合温度呈周期性波动,使得通过围护结构的热流从外表面逐层地跟 着波动,这种波幅是由外向内逐渐衰减和延迟的。 室内得热量中的对流部分,直接转变为室内冷负荷 室内得热量中的辐射部分,经室内围护结构等的吸热放热反应以后再 形成室内冷负荷。相对于辐射得热量,该冷负荷有衰减和延迟 几个名词解释: 传热衰减度ν——围护结构外侧综合温度的波幅与内表面波幅的比值 传热延迟时间ε—内表面温度波对外侧综合温度的相应滞后 放热衰减度μ——进入房间的辐射得热与室内冷负荷波幅的比值 放热延迟ε 室内冷负荷对辐射得热的相应滞后。 (插入空调图2-17,p3 1)通过墙体、屋顶的得热量及其形成的冷负荷 综合温度作用下经围护结构传入热量 t=A+∑Acos(anr-2)
12 空气渗透带入室内的冷负荷。 空调房间的冷负荷计算方法 （一）空调室内夏季冷负荷 夏季计算经围护结构传入室内的热量时，应按照不稳定传热过程计算； 空调负荷计算步骤： a．在计算空调负荷时，必须考虑围护结构的吸热、蓄热和放热过程，不同性质的得热量形成的室 内逐时冷负荷是不同步的； b. 在确定房间逐时冷负荷时，必须按不同性质的得热分别计算，然后取逐时各冷负荷分量之和。 空调冷负荷计算方法 20 世纪 40年代美国学者提出了当量温差法和20世纪 50年代前苏联学者提出的谐波分解法—— 计算通过围护结构的负荷，没有将得热量和冷负荷区分考虑，导致空调冷负荷量偏大； 20 世纪60年代加拿大的学者提出了反应系数法——把得热量和冷负荷区别计算； 20 世纪 70年代同加拿大学者又提出了 Z传递函数法——反应系数法的改进型； 进而同加拿大学者还提出了冷负荷系数法——适于手算。 20 世纪80年代我国学者提出了谐波反应法和冷负荷系数法。 谐波反应法 基本思路——室外空气综合温度呈周期性波动，使得通过围护结构的热流从外表面逐层地跟 着波动，这种波幅是由外向内逐渐衰减和延迟的。 室内得热量中的对流部分，直接转变为室内冷负荷； 室内得热量中的辐射部分，经室内围护结构等的吸热——放热反应以后再 形成室内冷负荷。相对于辐射得热量，该冷负荷有衰减和延迟。 几个名词解释： 传热衰减度ν—— 围护结构外侧综合温度的波幅与内表面波幅的比值； 传热延迟时间ε —— 内表面温度波对外侧综合温度的相应滞后； 放热衰减度μ—— 进入房间的辐射得热与室内冷负荷波幅的比值； 放热延迟ε'—— 室内冷负荷对辐射得热的相应滞后。 （插入空调图 2-17，p36） 1） 通过墙体、屋顶的得热量及其形成的冷负荷 综合温度作用下经围护结构传入热量 m tw, τ =A0 +∑ An cos(ωnτ- Φn ) (℃) n=1
在周期性外扰作用下的室内得热量包括两部分:稳定得热量、附加不稳定传热量。 稳定得热量: Q=KF(t-ty 附加不稳定传热量: Q=aN Tn. T时刻的得热量: 0 z =0+0=KF(Lz-tN+ aN/K 4 Tnr) =KF(-N+aN/K∑[(At,n/vn)cos(ωnT--] KF日 (W) 房间冷负荷: 得热量是由对流热成分和辐射热成分组成,各自所占比例B4、B1的和为1,即, Pa+B,= 1 对流得热形成的冷负荷 稳定得热量 Q=Qd +Q:= BQ+ B,Q 附加不稳定得热量 Q=Qd+Q:=BaQ+ B Q 对流得热量直接转换为瞬时冷负荷 CLQa=Qd +Q=Ba(Q+Q=p rQ 辐射得热形成的冷负荷 稳定得热量部分直接转换为冷负荷_ CLQ,=Q:=ArQ 辐射得热的不稳定部分不直接转换为冷负荷,有一个衰减和延迟的过程 n CLQ= B+ aNF∑[(4t,n/vnn)cos(o2r-φ-Ene'n)] =1 T时刻的总冷负荷 CLQ =CLQ4+ ClQt clQt KF 8 内容要点
13 在周期性外扰作用下的室内得热量包括两部分：稳定得热量、附加不稳定传热量。 稳定得热量： _ _ Q = KF（ tz - tN ） （W) 附加不稳定传热量： ~ Q =αN F Δτn,,,τ （W) τ时刻的得热量： _ ~ Qz = Q + Q = KF（twZ - tN + αN /K Δτn,,,τ ） （W） _ = KF（tZ - tN + αN /K ∑[(ΔtZ , n /νn,,）cos(ωnτ- Φn - εn)] = KFθ （W） 房间冷负荷： 得热量是由对流热成分和辐射热成分组成，各自所占比例βd、βf的和为 1，即， βd +βf = 1 对流得热形成的冷负荷 _ _ _ _ _ 稳定得热量 Q = Q d +Q f = βd Q + βf Q ~ ~ ~ ~ ~ 附加不稳定得热量 Q = Q d +Q f = βd Q + βf Q 对流得热量直接转换为瞬时冷负荷 _ ~ _ ~ CLQ d = Q d + Q d =βd（Q+Q）=βdQ 辐射得热形成的冷负荷 稳定得热量部分直接转换为冷负荷 _ _ _ CLQ f = Q f =βf Q 辐射得热的不稳定部分不直接转换为冷负荷，有一个衰减和延迟的过程 ~ m CLQ f =βf αN F ∑[(ΔtZ , n /νn,, μn,,）cos(ωnτ- Φn - εn- ε'n )] n=1 τ时刻的总冷负荷 _ ~ CLQ τ =CLQ d + CLQ f + CLQ f = KFθι 内容要点
对于空调冷负荷而言,影响谐性辐射得热转换为冷负荷过程的主要因素是围护结构表面的热工 特性,也即内表面对辐射热的吸热一一放热过程; 影响房间冷负荷的主要围护结构是内墙和楼板 不同材料的内围护结构具有不同的吸热——放热特性,重型结构的>轻型结构的放热特性 冷负荷的形成过程 外扰(室外综合温度,具有周期性)亠室内得热量(内扰量,反应了围护结构对外扰量的衰 减和延迟性 内扰量(室内得热量)→某时刻的总冷负荷=对流得热量→瞬时冷负荷的一部分 辐射得热量→考虑房间总体蓄热作用后,转 化成的瞬时冷负荷。 2)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 瞬变传热得热—一由室内外温差引起的 得热量 Q,=KF∑Acos(anT-) 相应冷负荷 CLQ,=B4Q,+BtKF∑[(An)cos(o2r-④-8)](w 日射得热量——透过玻璃以短波辐射形式直接进入室内和被玻璃吸收的太阳辐射热传向 室内的热量之和。 得热量 Q,= Cs Cn F∑Bcos(anT-) 相应冷负荷 CLQ=BaQ,+B, Cs CnFEI(B/An. cos(o, T-dn-en)](W) n=1 谐波法的工程简化式 外墙和屋顶 CLQ,= KFAtr-t 外窗 瞬变传导得热形成的冷负荷CLQc,,=KFAt 日射得热形成的冷负荷CLQj=xx( sCn F/j 室内热源散热形成的冷负荷 室内散热热源包括工艺设备散热、照明散热、人体散热等
14 对于空调冷负荷而言，影响谐性辐射得热转换为冷负荷过程的主要因素是围护结构表面的热工 特性，也即内表面对辐射热的吸热——放热过程； 影响房间冷负荷的主要围护结构是内墙和楼板； 不同材料的内围护结构具有不同的吸热——放热特性，重型结构的> 轻型结构的放热特性。 冷负荷的形成过程： 外扰（室外综合温度，具有周期性）→ 室内得热量（内扰量，反应了围护结构对外扰量的衰 减和延迟性）； 内扰量（室内得热量）→ 某时刻的总冷负荷 = 对流得热量 → 瞬时冷负荷的一部分； 辐射得热量 → 考虑房间总体蓄热作用后，转 化成的瞬时冷负荷。 2）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 瞬变传热得热——由室内外温差引起的； m 得热量 Q τ = KF ∑ An cos(ωnτ- Φn ) (W) n=1 相应冷负荷 m CLQ τ =βd Qτ +β f KF ∑[（ An/μn,,）cos(ωnτ- Φn - ε'n )] (W) n=0 日射得热量 —— 透过玻璃以短波辐射形式直接进入室内和被玻璃吸收的太阳辐射热传向 室内的热量之和。 m 得热量 Q τ = Cs Cn F ∑ Bn cos(ωnτ- Φn ) (W) n=1 相应冷负荷 m CLQ τ =βd Qτ +β f Cs CnF ∑[（ Bn/μn,,）cos(ωnτ- Φn - ε'n )] (W) n=1 谐波法的工程简化式 外墙和屋顶 CLQ τ = KFΔtτ-ε 外窗 瞬变传导得热形成的冷负荷 CLQ c·τ = KFΔt 日射得热形成的冷负荷 CLQ j·τ = xg xdCs Cn FJ j·τ 室内热源散热形成的冷负荷 室内散热热源包括工艺设备散热、照明散热、人体散热等
室内散热=显热(对流热+辐射热)+潜热 对流热—即刻形成瞬时冷负荷 辐射热——一先被围护结构等物体表面吸收,然后再缓慢地逐渐散出,形成滞后冷负荷 潜热——即刻形成冷负荷 室内散热形成得热量≥冷负荷 在舒适性空调设计中,为了简化计算 室内散热形成得热量≈冷负荷 工艺设备(用电设备)散热——一主要考虑电热设备的散热量和电动设备的散热量,均为显热散 热 显热散热形成的冷负荷LQ=QJ JEr:设备的显热散热冷负荷系数 照明设备散热——室内照明设备散热属于稳定得热,只要电压稳定,这一得热量不随时间变化。 但形成的瞬时冷负荷低于瞬时得热 照明散热形成的冷负荷LQ=QJrr 几,:照明散热冷负荷系数 人体散热—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)等多种因素 有关。 人体显热散热形成的冷负荷LQs=qn·n·丿 (W) 人体潜热散热形成的冷负荷LQ1=qn·n (W) n':群集系数。对于性质不同的建筑物中有不同比例的成年男子、女子和儿童数 量。为了实际计算的方便,以成年男子为基础,乘以考虑了各类人员组成比 例的系数。 (二)空调室内冬季热负荷 冬季空调系统加热加湿所需费用小于夏季冷却减湿的费用,为便于计算,冬季围护结构传 热量可按稳定传热方法计算 三)空调系统湿负荷计算 空调系统的湿负荷主要来自人体散湿和工艺过程与工艺设备散湿 内容要点 室外空气的温度、湿度、太阳辐射强度、风速和风向,以及邻室的空气温室,它们将通过热交 换和空气交换的形式影响房间的热湿状态 照明装置、设备和人体的散热(湿)则以对流和辐射的形式向房间进行热(湿)交换; 辐射热形成的冷负荷不仅在数量上小于辐射热,而且在时间上也有所滞后,围护结构和家具的
15 室内散热 = 显热（对流热+辐射热）+ 潜热 对流热 ——即刻形成瞬时冷负荷； 辐射热 ——先被围护结构等物体表面吸收，然后再缓慢地逐渐散出，形成滞后冷负荷； 潜热——即刻形成冷负荷。 室内散热形成得热量≥ 冷负荷 在舒适性空调设计中，为了简化计算， 室内散热形成得热量≈ 冷负荷 工艺设备（用电设备）散热——主要考虑电热设备的散热量和电动设备的散热量，均为显热散 热。 显热散热形成的冷负荷 LQ = Q• JEτ-T JEτ-T ：设备的显热散热冷负荷系数 照明设备散热——室内照明设备散热属于稳定得热，只要电压稳定，这一得热量不随时间变化。 但形成的瞬时冷负荷低于瞬时得热。 照明散热形成的冷负荷 LQ = Q• JLτ-T JLτ-T ：照明散热冷负荷系数 人体散热——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）等多种因素 有关。 人体显热散热形成的冷负荷 LQs = qsn • n' • JPτ-T （W） 人体潜热散热形成的冷负荷 LQL = qL n • n' （W） n '：群集系数。对于性质不同的建筑物中有不同比例的成年男子、女子和儿童数 量。为了实际计算的方便，以成年男子为基础，乘以考虑了各类人员组成比 例的系数。 （二）空调室内冬季热负荷 冬季空调系统加热加湿所需费用小于夏季冷却减湿的费用，为便于计算，冬季围护结构传 热量可按稳定传热方法计算。 （三）空调系统湿负荷计算 空调系统的湿负荷主要来自人体散湿和工艺过程与工艺设备散湿。 内容要点 室外空气的温度、湿度、太阳辐射强度、风速和风向，以及邻室的空气温室，它们将通过热交 换和空气交换的形式影响房间的热湿状态； 照明装置、设备和人体的散热（湿）则以对流和辐射的形式向房间进行热（湿）交换； 辐射热形成的冷负荷不仅在数量上小于辐射热，而且在时间上也有所滞后，围护结构和家具的