暖通空調(diào)設(shè)計(jì)負(fù)荷計(jì)算及送風(fēng)量確定，簡(jiǎn)單易懂！

在室內(nèi)外熱、濕擾量的作用下，某一時(shí)刻進(jìn)入一個(gè)恒溫恒濕房間內(nèi)的總熱量和總濕量稱為在該時(shí)刻的得熱量和得濕量。當(dāng)?shù)脽崃繛樨?fù)值時(shí)稱為耗（失）熱量。

空調(diào)的負(fù)荷可以分為冷負(fù)荷、熱負(fù)荷和濕負(fù)荷三種。在某一時(shí)刻為保持房間恒溫恒濕，需向房間供應(yīng)的冷量稱為冷負(fù)荷（Cooling Load）；反之，為補(bǔ)償房間矢熱而需向房間供應(yīng)的熱量稱為熱負(fù)荷（Heat Load）；為維持室內(nèi)相對(duì)濕度所需由房間增加的濕量稱為濕負(fù)荷（Moisture Load）。

空調(diào)的實(shí)質(zhì)就是通過(guò)一定的技術(shù)手段對(duì)特定的空間內(nèi)空氣的品質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，維持室內(nèi)空氣具有一定的狀態(tài)參數(shù)，人們根據(jù)這些狀態(tài)參數(shù)對(duì)空調(diào)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行管理。

室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)

空調(diào)房間室內(nèi)溫度、濕度通常用兩組指標(biāo)來(lái)規(guī)定，即溫度、濕度基數(shù)及其允許波動(dòng)范圍（空調(diào)精度）。

室內(nèi)溫、濕度基數(shù)：在空調(diào)區(qū)域內(nèi)所需要保持的空氣基準(zhǔn)溫度與基準(zhǔn)濕度。

空調(diào)精度：在空調(diào)區(qū)域內(nèi)，在要求的工件旁一個(gè)或數(shù)個(gè)測(cè)溫（或測(cè)相對(duì)濕度）點(diǎn)上水銀溫度計(jì)（或相對(duì)濕度計(jì)）在要求的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，所示的空氣溫度（或相對(duì)濕度）偏離溫（濕）度基數(shù)的最大偏差。

例如：溫度：20±0.5℃ ；  相對(duì)濕度： 60%±5%

空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)所服務(wù)的對(duì)象不同可分為：工藝性空調(diào)和舒適性空調(diào)。工藝性空調(diào)主要是滿足工藝過(guò)程對(duì)溫、濕度基數(shù)的特殊要求，同時(shí)兼顧人體的衛(wèi)生要求。舒適性空調(diào)是從人體舒適感的角度來(lái)確定室內(nèi)溫、濕度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一般不提空調(diào)精度的要求。

1、舒適性空調(diào)的室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)

《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)格》（GB 50019—2003）規(guī)定，舒適性空調(diào)室內(nèi)計(jì)算參數(shù)如下表所示。

注：實(shí)際工作中請(qǐng)參考現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

室內(nèi)溫、濕度取值的高低，與能耗多少密切相關(guān)，在加熱工況下，室內(nèi)計(jì)算溫度每降低1℃，能耗可減少5% ~ 10%；在冷卻工況下，室內(nèi)計(jì)算溫度每升高1℃，能耗可減少8% ~ 10%。

2、工藝性空調(diào)的室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)

工藝性空調(diào)根據(jù)工藝要求，并考慮必要的衛(wèi)生條件來(lái)確定。具體情況可以參考《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)》電子部第十設(shè)計(jì)研究院編。

室外空氣計(jì)算參數(shù)

空調(diào)工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行中所用的一些室外氣象參數(shù)人們習(xí)慣稱之為室外空氣計(jì)算參數(shù)。室外氣象參數(shù)就某一地區(qū)而已，有隨季節(jié)變化、晝夜變化或者時(shí)刻在不斷變化著，如全國(guó)各地大多數(shù)在7~8月份氣溫最高，而1月份氣溫最低；一天當(dāng)中，一般在凌晨3~4點(diǎn)氣溫最低，而在下午14~15點(diǎn)氣溫最高。

室外空氣計(jì)算參數(shù)的取值，直接影響室內(nèi)空氣狀態(tài)和設(shè)備投資。如果按當(dāng)?shù)囟�、夏最不利情況考慮，那么這種極端最低、最高溫、濕度要若干年才出現(xiàn)一次而且持續(xù)時(shí)間較短，這將使設(shè)備容量龐大而造成投資浪費(fèi)。因此，設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的室外計(jì)算參數(shù)是按全年少數(shù)時(shí)候不保證內(nèi)溫、濕度標(biāo)準(zhǔn)而制定的。當(dāng)室內(nèi)溫、濕度必須全年保證時(shí)，應(yīng)另行確定空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算參數(shù)。

1、夏季室外空氣計(jì)算參數(shù)

（1)夏季空調(diào)室外計(jì)算干、濕球溫度

夏季空調(diào)室外計(jì)算干球溫度采用歷年不保證50h的干球溫度；夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度采用歷年平均不保證50h的濕球溫度。

（2)夏季空調(diào)室外計(jì)算日平均溫度和逐時(shí)溫度

夏季在計(jì)算通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量時(shí)，采用的是不穩(wěn)定傳熱過(guò)程，因此必須知道設(shè)計(jì)日的室外平均溫度和逐時(shí)溫度。

夏季空調(diào)室外設(shè)計(jì)日平均溫度采用歷年平均不保證5天的日平均溫度。

2、冬季空調(diào)室外計(jì)算溫、濕度的確定

冬季空調(diào)室外計(jì)算溫度采用歷年平均不保證1天的日平均溫度；當(dāng)冬季不使用空調(diào)設(shè)備送熱風(fēng)，而使用采暖設(shè)備時(shí)，計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱應(yīng)采用采暖室外計(jì)算溫度。

由于冬季室外空氣含濕量遠(yuǎn)小于夏季，而且變化也很小，因此不給出濕球溫度，只給出冬季室外計(jì)算相對(duì)濕度。規(guī)定冬季空調(diào)室外計(jì)算相對(duì)濕度采用歷年最冷月平均相對(duì)濕度。

空調(diào)房間負(fù)荷計(jì)算

前我國(guó)普遍采用的冷負(fù)荷計(jì)算方法主要有兩種：冷負(fù)荷系數(shù)法、諧波反應(yīng)法，本課程中采用冷負(fù)荷系數(shù)法。

冷（熱）負(fù)荷估算指標(biāo)

1、夏季冷負(fù)荷估算

空調(diào)負(fù)荷概算指標(biāo)，是指折算到建筑物每一平方米空調(diào)面積所需制冷機(jī)或空調(diào)器提供的冷負(fù)荷值。

將負(fù)荷概算指標(biāo)乘以建筑物內(nèi)的空調(diào)面積，即得夏季空調(diào)制冷系統(tǒng)總負(fù)荷的估算值。

國(guó)內(nèi)部分建筑空調(diào)冷負(fù)荷概算指標(biāo)

2、冬季冷負(fù)荷估算

民用建筑空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)冬季熱負(fù)荷，可按冬季采暖熱負(fù)荷指標(biāo)估算后，乘以空調(diào)系統(tǒng)冬季用室外新風(fēng)量的加熱系數(shù)1.3－1.5即可。

國(guó)內(nèi)部分建筑采暖熱負(fù)荷概算指標(biāo)

送風(fēng)狀態(tài)與送風(fēng)量的確定

1、夏季送風(fēng)狀態(tài)及送風(fēng)量的確定

上圖所示為一個(gè)空調(diào)房間的送風(fēng)示意圖。室內(nèi)余熱量（冷負(fù)荷）為Q（W），余濕量（濕負(fù)荷）為W（kg/s）。為了消除余熱余濕，保持室內(nèi)空氣狀態(tài)為N（hN , dN）點(diǎn)，送入G（kg/s）的空氣量，其狀態(tài)為O（ho , do）。送入的空氣吸收室內(nèi)的余熱、余濕后，由狀態(tài)O變?yōu)闋顟B(tài)N而排出，從而保證了室內(nèi)空氣狀態(tài)為N。

根據(jù)熱平衡得

根據(jù)濕平衡得

整理上述兩式得

以上兩式相除得熱濕比

在焓濕圖上就可利用熱濕比ε的過(guò)程線來(lái)表示送入空氣狀態(tài)變化過(guò)程的方向。只要送風(fēng)空氣的狀態(tài)點(diǎn)O位于通過(guò)室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N的熱濕比線上，那么將一定質(zhì)量，具有這種狀態(tài)的空氣送入房間，就能同時(shí)吸收余熱和余濕，從而保證室內(nèi)要求的狀態(tài)N。 

從上圖可以看出，凡是位于N點(diǎn)一下熱濕比線上的點(diǎn)均可作為送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，只不過(guò)O點(diǎn)距N點(diǎn)越近，送風(fēng)量越大，距N點(diǎn)越遠(yuǎn)則送風(fēng)量越小。因此，送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O的選擇就涉及到一個(gè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的比較問(wèn)題。從經(jīng)濟(jì)上講，一般總是希望送風(fēng)溫差Δto盡可能的大，這樣，需要的送風(fēng)量就小，空氣處理設(shè)備也就小，既可以節(jié)約初投資，又可以節(jié)省運(yùn)行能耗。但是從效果上看，送風(fēng)量太小，空調(diào)房間的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的均勻性和穩(wěn)定性都會(huì)受到影響。同時(shí)，由于送風(fēng)溫差大，較低，to冷氣流會(huì)使人感到不舒適。

暖通空調(diào)規(guī)范根據(jù)空調(diào)房間恒溫精度的要求給出了夏季送風(fēng)溫差的建議值，還推薦了換氣次數(shù)，如下表所示。

送風(fēng)溫差與換氣次數(shù)

用表中送風(fēng)溫差計(jì)算所得的送風(fēng)量折合的換氣次數(shù)大于表中推薦的換氣次數(shù)，則符合要求。

選定送風(fēng)溫差后，按以下步驟確定送風(fēng)狀態(tài)O點(diǎn)和計(jì)算送風(fēng)量：

⑴在焓濕圖上確定出室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N；

⑵由熱濕比作出過(guò)N點(diǎn)的熱濕比線；

⑶根據(jù)選取的送風(fēng)溫差，在熱濕比線上定出送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O；

⑷用式計(jì)算所需的送風(fēng)量，并校核換氣次數(shù)。

2、冬季送風(fēng)狀態(tài)及送風(fēng)量的確定

（1）采用與夏季不同的送風(fēng)量

   確定方法與夏季相同，冬季的送風(fēng)溫差可取大一些。

（2）采用與夏季相同的送風(fēng)量

只需調(diào)節(jié)送風(fēng)參數(shù)，根據(jù)式反求出送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)（）

由所求的（）確定的冬季送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O’與室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N的連線就是冬季工況的熱濕比線。

新風(fēng)量的確定

1、衛(wèi)生要求

空調(diào)房間的最小送風(fēng)量應(yīng)當(dāng)保證人體健康所需要的新風(fēng)量。

2、補(bǔ)充局部排風(fēng)量或補(bǔ)充室內(nèi)燃燒所耗的空氣量

空調(diào)房間內(nèi)有排風(fēng)柜等局部排風(fēng)裝置時(shí)，為了不使房間產(chǎn)生負(fù)壓，必須有相應(yīng)的新風(fēng)量來(lái)補(bǔ)充排風(fēng)量。

3、保持空調(diào)房間的正壓要求

為了防止外界空氣滲入室內(nèi)，需要在空調(diào)系統(tǒng)中用一定量的新風(fēng)來(lái)保持房間的正壓。

在實(shí)際工程中，如果按上述方法所確定的空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量不足總風(fēng)量的10%時(shí)，新風(fēng)量應(yīng)按總風(fēng)量的10%計(jì)算，以確保室內(nèi)空氣的衛(wèi)生和安全。

公共建筑主要空間的設(shè)計(jì)新風(fēng)量