暖通空调课件(编辑修改稿)

暖通空调课件(编辑修改稿)内容摘要：

结构 基本 耗热量计算 ′ 围 护结构传热是一个很复杂的过程，它通过导热、对流、辐射三种基本传热方式将热量传到室外。 在稳定传热条件下，通过各部分 围 护结构的基本 耗 热量为 ′=ΣKF(tn−tw)a W (15) 式中： K—围 护结构的传热系数， W/(m2℃ )； F —计算部分的维护结构的传热面积， m2； tn —室内要求的计算温度， ℃ ； tw —采暖 室外计算温度， ℃ ； a —维护结构温差修正系数。 整个房间的基本耗热量为它的 围 护结构各部分基本耗热量之和。 围 护结构各部分的划分是按朝向、材料结构和室内外温差的不同而进行的。 对一侧不与室外空气直接接触的 围 护结构，当室内外温差超过 5℃ 时，也应计算通过该 围 护结构的耗热量。 1． 室内计算温度 室内空气计算温度一般指距离地面 以内人们活动地区的环境平均温度，应满足人的生活和生产的工艺要求。 室内计算温度的高低与房间用途、室内潮湿情况和散热强度，劳动强度以及生活习惯、舒适性因素等都有关。 表 12为部分民用建筑采暖室内计算温度。 表 12 部分民用建筑采暖室内计算温度 序号 房 间 名 称 室内温度（ ℃） 序号 房 间 名 称 室内温度（ ℃） 一、居住建筑 二、体育建筑 1 饭店、宾馆的卧室 20 1 比赛厅 16 2 起居室 20 2 休息厅 16 3 饭店、宾馆的卧室 18 3 练习厅 16 4 起居室 18 4 运动员更衣室 22 5 厨房 10 5 运动员休息室 20 6 走廊 16 6 游泳馆 26 7 厕所 15 8 浴室 25 9 洗室 18 2． 室外计算温度 采暖室外计算温度是某一固定数值，这一数值的确定应保证采暖期内绝大多数时间，室内空气温度是维持在设计所要求的温度。 我国制定的《工业企业采暖通风与空气调节设计规范》里规定： ―供暖室外计算温度，应采用历年平均每年不保证 5天的日平均温度 ‖，这里采用 ―日平均温度 ‖是考虑到了一般 围 护结构的热惰性性质，只有在足够长的时间内的室外温度 17 波动才能对室内温度的变化起到实质性的作用。 3． 温差修正系数 引入温差修正系数的目的是：当有些 围 护结构的外侧并不是室外，而是不采暖的房间或空间时，通过该 围 护结构的传热量计算公式应为 Q=KF(tn −th)，其中 th是传热达到平衡时非采暖房间的温度，为了计算上的方便，工程上用 (tn−tw)a代替 tn −th进行计算，所以 a称为 围护结构温差修正系数。 a的取值见表 13。 表 13 温差修正系数 序号 维护结构及其所处情况 α值 1 外墙、屋顶、地面积其直接接触室外空气的楼板等 2 闷顶及其与室外空气相通的供采暖地下室上面的楼板等 3 与有外门窗的供采暖楼梯间相邻的隔墙（ 1~6层） 与有外门窗的供采暖楼梯 间 相邻的隔墙（ 7~30层） 4 不供暖地下室上面的楼板 当外墙上有窗户时 当外墙上无窗户且位于室外地坪以上时 外墙上无窗户且位于地坪以下时 4． 围 护结构的传热系数 建筑物 围 护结构传热系数按以下几种类型计算 : （ 1） 匀质多层材料 (平壁 )的传热系数 传热系数 K值可用下式计算 K=1/Ro=1/（ 1/αn+∑δi/λi+1/αw） =1/(Rn+Rj+Rw) W/(m2℃ ) (16) 式中 ： Ro一围护结构的传热阻， (m2℃ )/W； αn, αw—围护结构内表面、外表面的换热系数， W/(m2℃ )； Rn， Rw—围护结构内表面、外表面的传热阻， (m2℃ )/W； δi一围护结构各层的厚度， m λi—围护结构各层材料的导热系数， W/(m℃ )； Rj—一由单层或多层材料组成的围护结构各材料层的热阻， (m2℃ )/W （ 2） 两向非匀质围护结构的传热系数 由两种以上材料组成的、非匀质围护结构， 其中的传热过程 属于两维传热过程，计算它的传热系数 K时，通常来用近似计算方法或实验数据。 （ 3） 空气间层传热系数 间层中的空气导热系数比组成围护结构的其它材料的导热系数小。 增加了围护结构传热 18 阻。 空气间层传热同样是辐射与对流换热的综合过程。 在间层壁面涂覆辐射系数小的反射材料，如铝箔等，可以有效地增大空气间层的换热阻。 对流换热强度，与间层的厚度、间层设置的方 向和形状、以及密封性等因素有关。 当厚度相同时．热流朝下的空气间层热阻最大，竖壁次之，而热流朝上的空气间层热阻最小。 （ 4） 地面的传热系数 在冬季，室内热量通过靠近外墙地面传到室外的路程较短，热阻较小；而通过远离外墙地面传到室外的路径较长，热阻增大。 因此，室内地面的传热系数随着离外墙的远近而有变化，但 在离外墙约 8米以远的地面，传热量基本不变。 （二） 围护结构的附加 (修正 )耗热量 ′ 附加 (修正 )耗热量有：朝向修正耗热量，风力附加耗热量和高度附加耗热量。 1． 朝向修正耗热量 xch 是考虑建筑物受太 阳照射影响而对围护结构基本耗热量的修正。 计算方法：需要修正的耗热量等于垂直的外围护结构 (门、窗、外墙及用顶的垂直部分 )的基本耗热量乘以相应的朝向修正率。 暖通 相关 规范规定：宜按下列规定的数值，选用不同朝向的修正率： 北、东北、西北 0~10％； 东南、西南 10％ ~15％； 东、西 5% ； 南 15％ ~30％。 选用上面朝向修正率时，应考虑当地冬季日照率、建筑物使用和被遮挡等情况。 对于冬季日照率小于 35％的地区，东南、西南和南向修正率，宜采用 10％ ~0％，东、西向可不修正。 2． 风力附加耗热量 xf 指 考虑室外风速变化而对围护结构基本耗热量的修正。 计算方法： 一般情况下，不 考虑风力附加。 只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别突出的建筑物，才考虑垂直外围结构附加 5％ ~10％。 3． 高度附加耗热量 xg 是考虑房屋高度对围护结构耗热量的影响而附加的耗热量。 计算方法：民用建筑和工业辅助建筑物 (楼梯间除外 )的高度附加率，当房间高度大于 19 4m时，高出 1m应附加 2％，但总的附加率不应大于 15％。 应注意：高度附加率，应附加于房间各围护结构基本耗热量和其它附加 (修正 )耗热量的总和上。 综合上述，建筑物或房间在室外供暖计算温度 tw′下，通过围护结构的 传热 耗热量 Q1′，可用 下式 综合表示 ： Q1′＝ ′+ ′ ＝ (1+xg) ∑KF(tntw′ )a(1+xch+xf) W (17) 式中 ′—围护结构基本耗热量 ′—围护结构的附加 (修正 )耗热量 xch—朝向修正率，％； xf一风力附加率，％， xf≥0； xg一 高 度附加 率， ％， 15%≥xg≥0。 三、 围护结构的最小传热阻与 经济传热阻 （一） 低限热阻 (最小传热热阻 ) 围护结构的传热热阻越小，墙壁的厚度可适当减小，可节省建筑的初投资。 但从上述采暖耗热量的分析计算可知，围护结构的传热热阻越小，则采暖耗热量越大，同时也会影响房间的卫生要求和使用条件。 因此对围护结构的传热热阻要有一个基本的要求。 确定传热热阻，围护结构内表面温度是最主要的考虑因素。 围护结构内表面温度必须 满足不低于室内空气露点温度的要求，否则内表面结露会使墙体材料导热性能增强，耗热量增加，还会缩短围护结构使用寿命。 即使围护结构内表面不结露，但由于过低的墙体内表面使得室 内空气与墙体内表面形成较大的温差，会增大人体对墙体内表面的辐射放热，使人体产生不舒适感。 因此满足以上要求的传热热阻为低限热阻，即最小传热热阻。 在正常使用条件，采用集中采暖的建筑物，非透明部分外围护结构的总传热热阻，都不能低于这一要求的低限热阻。 围护结构的低限热阻可按 下式 计算： =a Rn (tntw)/ △ ty (m2℃ )/W (18) 式中， tn —采暖室内计算温度， ℃ ； tw —采暖室外计算温度， ℃ ； a—温差修正系数； Rn —围护结构内表面换热热阻， (m2℃ )/W； △ ty—采暖室内温度与围护结构内表面温度的允许温差， ℃ ，其值可查表 14。 20 表 14 允许温度 △ ty 值／ ℃ 建筑物及房间类别 外墙 屋顶 居住房间及要求较高的公共建筑（如办公楼、医院、幼儿园等） 具有正常温湿度的公共建筑（如影剧院、学校、车站、体育馆等） 室内相对湿度小于 50%的车间 10 室内相对湿度为 50%~60%的车间 70 室内相对湿度大于 60%的车间，同时不允许围护结构内表面结露的车间 tnt1 tnt11 有余热且室内计算湿度不大于 45%的车间 12 12 室内相对湿度大于 60%，同时允许墙内表面结露的车间 tnt1 辅助建筑物 7 注 :t1 为室内空气露点温度 （二） 经济传 热阻 经济热阻就是在一个规定年限内，使建筑物的建造费用与经营费用之和最小的外围护结构总的传热热阻。 建造费用包括土建部分和采暖系统的建造费用；经营费用包括 围 护结构和采暖系统的折旧费、维修费及其运行费用。 国内外许多资料分析表明，按经济热阻原则确定的围护结构传热热阻，比目前采用的实际传热热 阻值要大很多。 但目前能源紧缺、价格上涨，因此从节能和经济角度出发，现阶段建筑外围护结构总的传热热阻应逐渐增大。 四、加热进入室内的冷空气所需的热量 加热进入室内的冷空气所需要的热量包括冷风渗透耗热量 Q2′和冷风侵入耗热量 Q3′。 所谓冷风渗透耗热量是在风力及热压造成的室内外压差的作用下，室外冷空气通过门、窗等缝隙渗入到室内被加热后，又逸出室外而消耗掉的热量；冷风侵入耗热量的产生是由于冷空气在风压和热压作用下，由开启的门、孔洞从室外或相邻房间和其他生产跨间侵入室内，把这部分冷空气加热到室内所要求的温度而消耗的热 量；这两种耗热量均可用式 (19)来计算出概值： Qi′=Lcρ(tntw) W (19) 式中： Qi′—冷空气所需要的热量， W； i=2,3 L—冷空气进入到室内的量， m3/s； c—空气的定压比热容， (kg℃ )； ρ —在一定的室外温度下空气的密度， kg/ m3； tn—室内空气计算温度， ℃ ； tw —室外采暖空气计算温度， ℃。 五、热负荷的概算法 在方案及初步设计阶段，可以用概算法来估算建筑物的采暖热负荷。 热负荷概算法一般 21 有两种：单位 面积热指标法和单位体积热指标法。 热指标法是在调查了同一类型建筑物的采暖热负荷后，所得出的该种类型建筑物每平方米建筑面积或在室内外温差为 1℃ 时每立方米建筑物体积的平均采暖热负荷。 民用建筑的单位面积采暖热指标，见表 15；表 16 为工业车间建筑物单位体积的采暖热指标参数。 表 15 民用建筑单位面积采暖热指标 建筑物类型 单位面积热指标（ W/m2） 建筑物类型 单位面积热指标（ W/m2） 住宅 45~70 商店 65~75 办公楼、学校 60~80 单层建筑 80~105 医院、幼儿园 65~80 食堂、餐厅 115~140 旅馆 65~70 影剧院 90~115 图书馆 45~75 礼堂、体育馆 115~160 表 16 工业车间采暖体积热指标 建筑物名称 建筑物体积 采暖体积热指标 建筑物名称 建筑物体积 采暖体积热指标 1000m3 W/(m3 ℃ ) 1000m3 W/(m3 ℃ ) 金工装配车 10~50 50~100 100~150 150~200 200以上 ~ ~ ~ ~ ~ 油漆车间 50以 下 50~100 ~ ~ 木工车间 5以下 5~10 10~50 50以 上 ~ ~ ~ ~ 焊接车间 50~100 100~150 150~250 250以上 ~ ~ ~ ~ 工具机修间 10~50 50~100 ~ ~ 中央实验室 5以下 5~10 10以上 ~ ~ ~ 生活用品间及办公室 ~1 1~2 2~5 5~10 10~20 ~ ~ ~ ~ ~ 第三节 采暖设备及附件 一、散热器 散热器是安装在房间内的一种放热散备，也是我国目前大量使用的一种散热设备。 它是把来自管网的热媒 (热水或蒸汽 )的部分热量传给室内，以达到补偿房间散失的热量的目的，维持室内所要求的温度，从而达。