暖通設(shè)計(jì)冷負(fù)荷計(jì)算原理與應(yīng)用演講人：日期:CATALOGUE目錄02計(jì)算原理與方法01基本概念解析03設(shè)計(jì)參數(shù)選擇04負(fù)荷優(yōu)化策略05常見問題分析06實(shí)際應(yīng)用案例基本概念解析01冷負(fù)荷定義與作用場景冷負(fù)荷定義作用場景冷負(fù)荷的組成為保持建筑物的熱濕環(huán)境和所要求的室內(nèi)溫度，必須由空調(diào)系統(tǒng)從房間帶走的熱量叫空調(diào)房間冷負(fù)荷，或在某一時(shí)刻需向房間供應(yīng)的冷量稱為冷負(fù)荷。冷負(fù)荷包括顯熱量和潛熱量兩部分。顯熱量是指物體溫度升降所需的熱量，如室內(nèi)燈光、設(shè)備、人體等發(fā)熱源產(chǎn)生的熱量；潛熱量是指物體相變所需的熱量，如水分蒸發(fā)、凝結(jié)等所需的熱量。冷負(fù)荷計(jì)算廣泛應(yīng)用于建筑暖通設(shè)計(jì)、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、節(jié)能評估等領(lǐng)域，是確定空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模、設(shè)備選型、管道布局的重要依據(jù)。主要影響因素分類室內(nèi)熱源室外氣候因素建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)室內(nèi)空氣流動如照明設(shè)備、電器設(shè)備、人體散熱等。如室外溫度、濕度、太陽輻射強(qiáng)度等。如墻體、屋頂、門窗的傳熱性能，以及建筑遮陽、氣密性等因素。如通風(fēng)換氣次數(shù)、氣流組織形式等。冷熱負(fù)荷差異對比冷負(fù)荷與熱負(fù)荷冷負(fù)荷是空調(diào)系統(tǒng)需要從室內(nèi)帶走的熱量，而熱負(fù)荷是空調(diào)系統(tǒng)需要向室內(nèi)供應(yīng)的熱量，兩者在數(shù)值上相等，但作用相反。冷熱負(fù)荷的轉(zhuǎn)換冷熱負(fù)荷的平衡在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，冷熱負(fù)荷可以根據(jù)季節(jié)變化進(jìn)行轉(zhuǎn)換，夏季以冷負(fù)荷為主，冬季以熱負(fù)荷為主。在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要保證冷熱負(fù)荷的平衡，即系統(tǒng)供應(yīng)的冷熱量與房間實(shí)際需要的冷熱量相匹配，以避免能源浪費(fèi)和室內(nèi)溫度波動。123計(jì)算原理與方法02熱傳導(dǎo)計(jì)算模型描述了熱傳導(dǎo)的速率與溫度梯度及導(dǎo)熱系數(shù)之間的關(guān)系。傅立葉定律假設(shè)熱量僅沿一個(gè)方向傳遞，且傳熱過程中無內(nèi)熱源，用于簡化計(jì)算。一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱考慮熱量在多個(gè)方向上的傳遞，需采用數(shù)值方法進(jìn)行求解。多維導(dǎo)熱問題對流與輻射負(fù)荷計(jì)算換熱系數(shù)用于描述對流換熱和輻射換熱強(qiáng)度的參數(shù)，與流體物性、流速、表面特性等因素有關(guān)。03物體通過電磁波傳遞能量的方式，不依賴于介質(zhì)。02輻射換熱對流換熱流體流過固體表面時(shí)，由于溫度差異引起的熱量傳遞現(xiàn)象。01動態(tài)負(fù)荷與穩(wěn)態(tài)負(fù)荷區(qū)分穩(wěn)態(tài)負(fù)荷假設(shè)系統(tǒng)狀態(tài)不隨時(shí)間變化，用于計(jì)算系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的負(fù)荷。01動態(tài)負(fù)荷考慮系統(tǒng)狀態(tài)隨時(shí)間變化的情況，如室外氣象參數(shù)變化、室內(nèi)人員活動等對負(fù)荷的影響。02負(fù)荷計(jì)算方法采用逐時(shí)能耗模擬或負(fù)荷變化曲線等方法進(jìn)行計(jì)算，以更準(zhǔn)確地反映實(shí)際負(fù)荷情況。03設(shè)計(jì)參數(shù)選擇03室外空氣干球溫度采用歷年平均不保證5天的日平均溫度作為夏季空調(diào)室外計(jì)算溫度。室外空氣濕球溫度用于計(jì)算空氣含濕量及確定冷卻塔出口水溫等。風(fēng)速與風(fēng)向考慮建筑物周圍的風(fēng)環(huán)境，影響室外空氣溫度及建筑外表面的對流換熱系數(shù)。太陽輻射強(qiáng)度根據(jù)地理位置和朝向，計(jì)算建筑外表面所吸收的太陽輻射熱量。室外氣象參數(shù)規(guī)范室內(nèi)溫濕度設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)舒適區(qū)溫濕度范圍根據(jù)人體舒適感及健康要求，確定室內(nèi)適宜的溫度和濕度范圍。工藝要求滿足特定工藝或設(shè)備的溫濕度需求，如精密儀器、機(jī)房等。節(jié)能與經(jīng)濟(jì)性合理設(shè)定室內(nèi)溫濕度，以達(dá)到節(jié)能與運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的最佳平衡。溫濕度波動范圍確定室內(nèi)溫濕度允許的變化范圍，以滿足不同使用場合的需求。圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)取值傳熱系數(shù)定義傳熱系數(shù)與熱阻關(guān)系傳熱系數(shù)計(jì)算方法規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)是指在單位時(shí)間內(nèi)，通過單位面積圍護(hù)結(jié)構(gòu)所傳遞的熱量。根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料、結(jié)構(gòu)、厚度及內(nèi)外表面換熱系數(shù)等因素計(jì)算得出。傳熱系數(shù)越小，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻越大，保溫性能越好。圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的取值應(yīng)符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。負(fù)荷優(yōu)化策略04設(shè)備選型匹配原則選擇能效比高的設(shè)備，如冷水機(jī)組、泵、風(fēng)機(jī)等，確保設(shè)備在最佳工況下運(yùn)行。高效能設(shè)備根據(jù)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷，合理確定設(shè)備容量，避免大馬拉小車或超負(fù)荷運(yùn)行。設(shè)備容量匹配了解設(shè)備的性能曲線，確保在負(fù)荷變化時(shí)設(shè)備能夠高效運(yùn)行。設(shè)備性能曲線分區(qū)控制與調(diào)節(jié)方法分區(qū)控制將建筑劃分為多個(gè)區(qū)域，根據(jù)每個(gè)區(qū)域的實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行獨(dú)立控制，以提高整體能效。01末端調(diào)節(jié)在末端裝置上設(shè)置調(diào)節(jié)閥或變頻器，根據(jù)實(shí)際負(fù)荷調(diào)節(jié)末端裝置的水流量或風(fēng)量。02自動化控制采用樓宇自控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分區(qū)控制和末端調(diào)節(jié)的自動化，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度和能效。03節(jié)能技術(shù)應(yīng)用場景利用熱回收技術(shù)，將排出的熱能進(jìn)行回收再利用，如熱泵系統(tǒng)、熱回收空調(diào)系統(tǒng)等。能源回收自然冷源利用負(fù)荷預(yù)測與控制在冬季或過渡季節(jié)，利用室外低溫空氣或自然水源作為冷源，為空調(diào)系統(tǒng)提供冷量。通過負(fù)荷預(yù)測技術(shù)，提前預(yù)測建筑負(fù)荷變化，并根據(jù)預(yù)測結(jié)果調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)按需供應(yīng)。常見問題分析05計(jì)算偏差成因排查建模誤差由于建筑物的實(shí)際形狀、材料、構(gòu)造等與設(shè)計(jì)圖紙存在差異，導(dǎo)致建模時(shí)產(chǎn)生誤差。邊界條件設(shè)定不當(dāng)包括室外氣象參數(shù)、室內(nèi)溫濕度設(shè)定值、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)等。內(nèi)部發(fā)熱量計(jì)算不準(zhǔn)確如人員密度、燈光發(fā)熱量、設(shè)備發(fā)熱量等。系統(tǒng)選型與配置問題如冷源設(shè)備選型過大或過小，系統(tǒng)風(fēng)量配置不合理等。采用遮陽、自然通風(fēng)、增加冷源設(shè)備等措施降低室內(nèi)溫度。極端高溫天氣極端工況應(yīng)對方案加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、增加加熱設(shè)備、提高送風(fēng)溫度等措施。極端濕冷天氣設(shè)置備用冷源、增大系統(tǒng)風(fēng)量、優(yōu)化控制系統(tǒng)等。負(fù)荷突增情況如實(shí)驗(yàn)室、數(shù)據(jù)中心等，需根據(jù)其特殊工藝要求進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。特殊工藝要求規(guī)范更新適應(yīng)性調(diào)整密切關(guān)注相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的更新如《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》等。對新規(guī)范進(jìn)行解讀與培訓(xùn)確保設(shè)計(jì)人員能準(zhǔn)確理解新規(guī)范的要求，并在設(shè)計(jì)中得到落實(shí)。根據(jù)新規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整如計(jì)算方法、參數(shù)取值、系統(tǒng)配置等方面的調(diào)整?？偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高設(shè)計(jì)水平通過實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和策略，以適應(yīng)新的規(guī)范要求。實(shí)際應(yīng)用案例06初步估算冷熱負(fù)荷逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算根據(jù)辦公樓不同類型、樓層高度、朝向等因素，初步估算冷熱負(fù)荷，為后續(xù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。采用動態(tài)負(fù)荷計(jì)算方法，根據(jù)辦公樓實(shí)際使用情況，逐時(shí)計(jì)算冷熱負(fù)荷，確保設(shè)計(jì)滿足實(shí)際需求。辦公樓冷負(fù)荷計(jì)算流程設(shè)備選型與布置根據(jù)逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果，選擇合適型號的設(shè)備，并進(jìn)行合理布置，確保設(shè)備高效運(yùn)行。系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行在系統(tǒng)安裝完成后，進(jìn)行調(diào)試與運(yùn)行測試，確保系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。綜合考慮商業(yè)綜合體內(nèi)部各種因素，如人員密度、照明、設(shè)備發(fā)熱等，建立動態(tài)負(fù)荷模型。建立動態(tài)負(fù)荷模型通過實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，對商業(yè)綜合體實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)調(diào)整負(fù)荷預(yù)測與節(jié)能策略，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)時(shí)監(jiān)控與調(diào)整根據(jù)歷史數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報(bào)等信息，對商業(yè)綜合體未來負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，并制定相應(yīng)的節(jié)能策略。負(fù)荷預(yù)測與策略制定010302商業(yè)綜合體動態(tài)負(fù)荷模擬對負(fù)荷模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，找出潛在節(jié)能點(diǎn)，提出優(yōu)化建議，進(jìn)一步提高系統(tǒng)能效。數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化04工業(yè)廠房特殊需求處理工業(yè)設(shè)備散熱量計(jì)算針對工業(yè)廠房內(nèi)各種設(shè)備，準(zhǔn)確計(jì)算其散熱量，作為負(fù)荷計(jì)算的重要依據(jù)