埃尔顿酒店中央空调系统设计+CAD图纸(8)
空调负荷计算是空调工程设计的基础。它决定设备容量的选定，官网系统的规模以及工程总造价等。设计冷负荷是选择设备的主要依据,所以正确地计算建筑冷负荷对整个系统的设计十分重要。然而,目前国内的空调设计造成大量的设备闲置,对此设计冷负荷取值过大是其中主要原因。传统的教科书及设计手册中给出的空调负荷计算方法,不论是求围护结构的墙壁或门窗负荷,其计算结果均是针对某一具体房间而言,而空调系统设备容量依据的是整个建筑的冷负荷。由于各房间朝向、位置、功能及其内部热源等情况的不同造成的最大冷负荷出现的时间并不相同,因此建筑冷负荷的最大值应为每个房间逐时负荷叠加的最大值。据调查,我国部分设计人员在计算建筑冷负荷时,只是简单地将每个房间的最大冷负荷进行叠加,这种错误计算方法在很多单位都存在。令人遗憾的是,一些暖通空调设计计算软件也存在着如此方法上的错误,使设计人员犯了错误还不知道,实在是害人不浅。所以我们必须对此给予足够的重视,使设计负荷的确定更加合理正确《设计深度规定》对暖通空调设计计算书应包括的内容作了详细的规定。然而相当一部分工程设计没有设计计算书；有些虽有计算书，但内容残缺不全；有的供暖设计，仅有耗热量计算，而无水力平衡计算和散热器选择计算；有的空调设计，不管房间大小、朝向、层次、所处位置(中间或端头)均按同一指标来估算夏季空调冷负荷与冬季空调热负荷，并以此来配置空调设备，这是很不妥当的。
2.1 空调负荷计算方法发展
建筑物负荷计算起始于19 世纪初,近100 年来,空调负荷计算方法得到了广泛的重视,从Mackey 等提出的拟定常传热稳态计算法,到Mitalas、Step heson等提出的房间反应系数法、Z 传递函数法以及冷负荷系数法,又到Spitler 等提出的最新负荷计算理论———辐射时间序列法。 负荷计算主要经历了稳定计算法时期,周期作用下的不稳定计算法时期和动态负荷计算时期,负荷计算是空调设计的基础,在暖通空调系统的设计工作中具有非常重要的地位,它直接影响建筑物空调系统划分、制冷设备选择、自动控制方案的确定、以及技术经济分析等技术决策问题。 由于建筑物空调负荷形成的复杂性,迄今为止,仍有许多方面值得我们重视。 下面结合负荷计算的理论基础,主要介绍了国内外在负荷计算方面的研究进展。
2.1.1 稳定计算法时期
19 世纪40 年代以前,空调技术处在发展初期,人们对冷热负荷的认识比较简单,建筑材料也较笨重,一般楼层不高,计算工具也不发达。 由于这些原因,这时各国的计算方法多采用定常(亦称稳定) 计算方法,只需知道建筑物围护结构的表面积、传热系数、以及室内外设计温度即可求得得热量,并且稳定计算法时期认为建筑物的得热量即为空调系统冷负荷,根本没有考虑建筑物衰减、延迟的影响。
2.1. 2 周期热作用下的不稳定计算法时期
19 世纪40 年代后,空调技术逐渐进入成熟时期空调房间冷负荷计算发展到利用周期性不稳定传热进行时期。 1946 年,美国Mackey 和Wright 两人发表了《周期热流一组合的墙或屋顶》一文,提出了一种拟定常传热计算法,这就是当量温差( ETD) 法的起源。该方法将周期性变化外扰作用下的围护结构的传热处理成用于计算稳定传热相同形式的公式来计算。 该研究成果被美国暖通工程师学会所承认,成了之后20 年美国冷热负荷计算方法的基础,并为ASHRAE 手册所采用,并且影响到欧洲及世界其他国家。 直至今日,我国的一些计算方法仍以此为基础。前苏联的热工学派弗拉索夫等学者在长期研究的基础上,在20 世纪40～50 年代提出了一种谐波法。 该法就是将太阳辐射及室外温度等作为以余弦函数形式表示的周期作用的外扰,由一文傅立叶方程出发,建立定解问题。用调和分的方法,由傅立叶级数表示,以求出各个不同时刻墙体的得热量。谐波法的简化算法就是当量温差法 1944 年,日本前田敏男开始用二阶偏微方程研究墙体导热问题,也提出了类似的计算概念。这些计算方法均只考虑围护结构本身的不稳定传热,考虑墙体热传递过程中的衰减和时间上的延迟,但并未考虑整体房间的不稳定热作用过程,具体说就是没有区别房间得热量、冷负荷和除热量3 个不同概念,而把进入房间的瞬时得热当作瞬时负荷,致使空调系统设备容量偏大。
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