负荷与送风参数
从显热潜热到送风温差:搞懂负荷与送风参数的完整推演逻辑
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负荷与送风参数
从显热潜热到送风温差:搞懂负荷与送风参数的完整推演逻辑
为什么要研究负荷
为什么设计要从负荷算起?因为同一个房间,南窗北窗、白班夜班、人多人少——负荷能差几倍。设计该取谁?这才是所有暖通计算的源头问题。
没诊断就开药是乱来;不先算负荷就选设备是赌博
室内设计参数
上节课我们算出了冬天要补多少热量、夏天要排多少冷量,但光有这些数字还不够——还得先定下室内要达到什么样的「标准」。
温度像主菜管冷热、新风像小菜解腻——四样配齐,体感才算合格
室外设计计算参数
上节定了室内参数——你想要让人感受怎样。但这页翻到室外:空调要对抗的是天气,参数不能拍脑袋,要从几十年气象数据里统计出来,而且不是越极端越好。
不是抗住最极端的一次,而是覆盖绝大多数年份都会遇到的情况
冬夏季参数对比
冬夏室外气象参数差异巨大,混用基准会让负荷计算和系统选型全面跑偏。弄清两侧设计逻辑差异是关键。
- 室外干球温度高(33~35℃)
- 含湿量大(约18~20 g/kg)
- 设计目标:排除余热+余湿
- 易漏算潜热负荷
- 室外干球温度低(-5~-15℃)
- 含湿量极小(约1~3 g/kg)
- 设计目标:补偿围护热损失
- 新风加湿量常被遗漏
规范查取步骤
规范查表不是翻字典,要按「建筑→房间→城市→边界」的顺序层层定位。
参数查取自测
冬季供暖热负荷计算时,应查取下列哪项室外计算参数?
负荷的基本概念
前面查了内外参数——室外 35°C、70%,室内 26°C、60%。差值摆在那,空调到底要把多少热量赶出去、多少水分挤出去?这就要算『负荷』。
「热」要降温→冷负荷;「黏」要除湿→湿负荷;冬天的冷→热负荷;三件事各算各的账
负荷构成体系
从总负荷往下展开,先按显热/潜热二分,再追到各路来源。读图沿箭头由上至下。
围护结构传热过程
围护结构传热不是瞬时穿透,而是经波动→蓄热→衰减→延迟→成荷五步的连续过程。
太阳辐射得热机制
太阳辐射穿过玻璃变成室内得热,要经历五步接力,关键在二次转换。
温差传热与日射得热叠加
夏季最热那几天,房间里同时有两股热往里灌:墙体因室外高温往里传热,玻璃窗把太阳辐射直接送进来。这两股热叠加后的峰值,才是空调真正要扛的负荷。
西墙午后已晒透,温差传热最大;阳光又从玻璃直射进来,两股热同时把室温推上峰值
负荷机理自测
关于围护结构得热的温差传热与日射得热两种机理,下列描述正确的是?
人体散热散湿
按活动强度分级的散热散湿量
设备散热
上一页我们讲了人体的散热散湿,人只是中等热源。但走进数据中心或注塑车间,一排机柜、一台注塑机的发热,可能顶上一屋子人。这页就讲怎么把这些'非人'热源算清楚。
锅把热量'做功'带走,散到房间的只是浪费部分;办公设备没'锅',电几乎全变热
照明散热
从上一页设备散热继续——灯具是最普遍、运行最规律的发热源。普通办公室照明功率密度 8~15 W/m²,全开时散热常占夏季冷负荷 15%~25%,不能当小事。
肉眼只看到「光」,但手能感觉到的「热」才是能量的主体——光只是副产品
内部热源负荷汇总
- ✓内部热源由人体、设备、照明三类构成,占比随功能房间而变
- ✓人体同时产生显热与潜热,设备与照明以显热为主
- ✓计算需引入同时使用系数、照明功率密度等修正参数
- ✓取值必须查规范,不可用经验估算代替
空气渗透的概念
围护结构传热讲过了,但房间再严实也不是真空罩——门窗、墙体缝隙里,空气会被风压和热压推动悄悄进出。这种非预期的空气泄漏,就是空气渗透。
看似密闭其实处处漏;风压+热压就是让空气悄悄进出的「推手」
渗透风量计算方法
粗估用换气次数,精算用缝隙法;二者按设计阶段选用。
冷风渗透耗热量
上一页算出了冬季每条缝隙漏进来的冷风量 L(m³/h)。但光知道'漏了多少'还不够——工程上要回答的是:把这些冷空气重新加热到室温,暖气要多烧多少?这就是冷风渗透耗热量。
冰水量对应渗风量 L,水温差对应 (tₙ−t_w),要维持浴缸水温必须不断加热
渗透负荷自测
冷风渗透耗热量的大小主要取决于下列哪一项?
建筑分区原则
算完冷风渗透,单个房间的负荷我们都会算了。但一栋楼里,东向房下午晒、西向房上午晒;会议室下班就关、机房 24 小时发热——一个系统真能伺候所有房间吗?
粤菜川菜不能一锅炒——火力、调料、用时都不同;不同房间也不能一个系统通吃
分区设计要点
上一页讲了分区原则——「相似负荷归一系统」。原则落到工程,朝向、楼层、功能这三类分区各自要抓什么要点?这一页拆开讲。
各科就诊环境不同,不能一套参数管全场;分区就是给建筑「分诊」
新风量的确定
上一节看了渗透风量——那是建筑缝隙里被动漏进来的。设计新风系统要反过来问:房间到底需要多少新风才够用?这就要按规范同时核算两种算法,取大定值。
每人要呼吸够氧(人员法);整节车厢也要整体换气稀释二氧化碳(换气次数法);取大就是两头都顾上
新风负荷计算步骤
新风负荷计算分五步:取量→取状态点→取参数→算焓差→分冬夏工况代入公式。
分区与新风负荷要点
- ✓分区本质是按需供能,避免系统与负荷错配
- ✓内外区负荷来源不同,处理策略应分开
- ✓新风量由人员与稀释双约束,取大值
- ✓新风同时携带显热与潜热,不可拆开算
- ✓分区与新风量互为前提,需联动设计
总负荷构成
你家月度电费账单上,空调、冰箱、照明、电视各项加起来才是总数。建筑冷热负荷也是同样道理——前几页讲的每一种热流,都是总账单上的一行。
空调、冰箱、照明逐项累加是总电费;各分项热流逐项累加就是总负荷
逐时计算法
逐时计算法把一天切成小时颗粒,找出真正决定设备容量的峰值时刻。
估算法概述
上一页逐时计算法虽精确,却要逐项累加;设计初期常时间紧、数据少,工程师会改用更快的'毛估估'方法——估算法。本页聚焦最常用的单位面积指标法,看清它的用武之地与禁区。
凭经验给个'够用'的量,不逐人核算热量与营养
计算法与估算法对比
计算法逐时精确但耗时,估算法快速但粗略——何时该用哪个?
- 逐时求解,跟踪动态热过程
- 需完整围护结构与逐时气象
- 计算复杂,工作量大
- 用于施工图与复杂建筑
- 用面积或单位指标快速估算
- 仅需面积、功能等基本参数
- 计算简便,工作量小
- 用于方案阶段初步设计
负荷与送风参数总结
- ✓负荷=围护±日射±内部±新风
- ✓冬夏同源反向,冬季失热夏季得热
- ✓送风参数是负荷通往设备的接口
- ✓精确法与估算法对应不同设计深度
- ✓分区粒度决定全链路计算可信度
综合自测
设计师将夏季送风温差从 8℃ 调到 20℃,其他条件不变,下列最可能出现的是?
课后思考
先合上笔记独立思考,再对照参考答案——往往能发现自己遗漏的细节。
参考答案冷负荷面对太阳辐射与内部得热的时变叠加,峰值不一定是温差最大时刻;热负荷以温差驱动,相对稳态。逐时法才能捕捉时序错位效应。
参考答案取决于设备功率密度、换气次数与洁净等级。电子洁净厂房新风常主导,普通机械车间设备散热可能更大。具体工况需定量比较。
参考答案整体框架仍适用,但U值与渗透风量的绝对量下降后相对权重变化,辐射得热与内部得热占比上升,需在边界条件和敏感性上重新校准。