2-7 按上题条件分别计算中午12:00外墙和屋面处室外空气的综合温度tz墙、tz屋。 【解】 首先确定12:00室外空气的计算温度:
查教材附录1得西安tWp?30.7C,?tr?8.7C,由教材表2.1查得??0.4,则有
tW,?30.7 C?0.4?8.7 C?34.18 C 1200000 再由教材附录2查得?值:屋面0.74,南墙0.7。西安的大气透明度等级为5,由教材附录3查得I值:屋面(水平面)为919W/m2 [5]
,南墙为438W/m2,取?w?18.6 W/m?C?20?,
于是可求得12:00室外空气综合温度分别为 屋顶:tZ,?34.18C?120?3.5C? 65.3C 2018.6 W(/m?C)0.74?438 W/m20200.74?919 W/m200 南墙:tZ,?34.18C?120? 51.6C 18.6 W/(m?C)2-8 房间围护结构的耗热量如何计算?通常需要考虑哪些修正?
【答】 围护结构的基本耗热量包括基本耗热量和附加(修正)耗热量两项。基本耗热量按下式计算:Q=KF(tN?tW) a,K为围护结构的传热系数,F为围护结构的计算面积,tN、tW分别为冬季室内、外空气的计算温度,a为围护结构的温差修正系数。附加耗热量要考虑朝向修正、风力修正、高度修正等主要修正,另外如考虑窗墙比修正、具有两面及其以上外墙的修正等。对于间歇供暖系统还要考虑间歇附加率。
2-9 层高大于4m的工业建筑,在计算冬季采暖围护结构耗热量时,地面、墙、窗和门、屋顶和天窗冬季室内计算温度如何取值?
【答】 冬季室内计算温度应根据建筑物的用途确定,但当建筑物层高大于4 m时,冬季室内计算温度应符合下列规定:① 地面,应采用工作地点的温度。② 墙、窗和门,应采用室内平均温度。③ 屋顶和天窗,应采用屋顶下的温度。
2-10 在什么情况下对采暖室内外温差不需要进行修正?
【答】 当供暖房间并不直接接触室外大气时,围护结构的基本耗热量会因内外传热温差的削弱而减少,为此引入了围护结构的温差修正系数,其大小取决于邻室非供暖房间或空间的保温性能和透气状况。若邻接房间或空间的保温性能差,易于室外空气流通,则该区域温度接近于室外气温,温差修正系数亦接近于1。若已知冷测温度或用热平衡法能计算出冷测温度时,可直接用冷测温度代入,不再进行温差修正。
2-11 位于西安的某办公楼为一矩形南北向多层建筑物,其冬季采暖室内设计温度为 18℃,设计相对湿度为45%,内走廊温度较室内低1~2℃(隔墙传热可以忽略)。已知该楼地面层南向№1办公室左邻办公室,右邻楼梯间,房间宽7.5m、深7.2m、高3.9m,围护结构设计条件:
外墙:370mm砖墙,外表水泥砂浆20mm,内表面白灰粉刷20mm; 内墙:240mm砖墙,内表面白灰粉刷20mm;
外窗:推拉铝合金窗2个,每个外形(宽×高)为3.0×2.0m,可开启部分的缝隙长度为8 m(冬季K值查教材附录4);
地面:非保温地面,K值按地带考虑; 内门:普通木门(其传热可以忽略)。 要求计算该№1办公室冬季供热设计热负荷。 【解】 ① 计算围护结构传热耗热量Q1:
据各围护结构的基本耗热量及附加耗热量,可算得围护结构总传热耗热量Q1=3201.1W,其中不考虑风向、高度修正。西安市空调室外计算参数查教材附录1,各项计算值见表2.2。
表2.2 房间围护结构耗热量计算表
室内传热系数 围护结构 面积 F/ m 2采暖室朝向修正后耗热量 Q/W 外计算温度tW/℃ 1 1 0.8 622.90 1766.40 888.68 156.10 76.39 39.85 9.18 -15 -15 0 0 0 0 0 温温差基本耗热修量 正% 计算K/(W· m·℃) -2-1温度tN/℃ 差℃ 修正 3.9*7.5-12 南外墙 =17.25 南外窗 东内墙 地面Ⅰ *2=14.44 地面Ⅱ 地面Ⅲ 地面Ⅳ 14.44 14.44 (7.2-0.41-6)* 7.22=5.70 12 28.08 (7.5-0.28)0.47 0.23 0.12 0.07 18 -5 23 1 1 1 1 156.10 76.39 39.85 9.18 1.57 6.4 1.72 529.46 1501.44 888.68 总和 由于只有南面外墙,因此地面传热地带划分如图2.1。 ② 计算冷风渗透耗热量Q2:
3559.50 3201.10 西安冬季室外风速为2.7m/s,查教材表2-6得,每米窗缝隙渗入的空气量Ls=0.85m/(m·h),该办公室仅有一面外墙,其外窗缝隙总长度l为16米,查教材附录6朝向修正系数取n=0.4,则总冷风渗透量G:G于是,冷风渗透耗热量Q2: Q2
?0.278V?WcP(tN?tW)33
?LSln?0.85m/(h?m)?16m?0.4?5.44m/h33
300?0.278?5.44m/h ?1.32kg/m?1kJ/(kg?C)?(18?5)C
?45.91 W第四地带 第三地带 2m 2m 2m 第二地带 第一地带
图2.1 地面传热地带的划分
③ 本题不考虑冷风侵入耗热量,故该办公室冬季供热设计热负荷:
Q?Q1?Q2?3201.1 W+45.91 W = 3247.01 W
2-12 假定2-11题中的办公室分层设置一次回风集中空调系统承担冬季供暖任务,No1办公室的设计新风量为360kg/h。要求计算确定该No1办公室的空调系统冬季所需设计供暖负荷应为多少?
【解】 由上题知: Q = 3247.01W 新风耗热量:
QW?GWcp?tN?tW??3603600kg/s?1.01?10J/(kg?C)??18???5??C?2323 W
300 所以总的供暖设计热负荷为:
Q2 = Q1 + Qw = 3247.01W +2323 W = 5570.01 W
2-13 什么是得热量?什么是冷负荷?什么是除热量?试简述三者的区别。
【答】 室内得热量是指某时刻由室内、室外各种热源散入房间的热量的总和,得热量可分为潜热得热和显热得热,而显热得热又可分为对流热和辐射热;室内冷负荷是指某时刻当空调系统运行以维持室内温湿度恒定时,为消除室内多余的热量而必须向室内供给的冷量;房间的除热量是指空调设备供给房间的实际供冷量。
区别:大多数情况下,冷负荷与得热量有关,但并不等于得热。得热量中显热得热中的对流成分和潜热得热(不考虑围护结构内装修和家具的吸湿与蓄湿作用情况下)立即构成瞬时冷负荷,而显热得热中的辐射得热在转化成室内冷负荷的过程中,数量上有所衰减,时间上有所延迟,即冷负荷与得热量之间存在相位差和幅度差,这与房间的构造、围护结构的热工特性和热源的特性有关。当空调系统连续运行并经常保持室温恒定时,除热量就等于空调冷负荷(空调冷负荷就是指室内冷负荷);当空调系统间歇使用而停止运转,或虽然连续运转但室温经常处于波动状态时,房间便会产生一个额外增加的自然温升负荷,其与空调冷负荷之和就是所谓除热量。
2-14 室内冷负荷由哪些负荷所组成?如何确定?
【答】 室内冷负荷包括通过围护结构(墙体、屋顶、窗户、内围护结构等)逐时传热形成的冷负荷和室内热湿源(照明、用电设备、人体等)形成的冷负荷,对各项进行逐时计算和叠加,最后找出最大值即为室内冷负荷值。当计算多个房间的室内冷负荷时,对各个房间的冷负荷逐时进行叠加,其中出现最大的值即为多房间的冷负荷值,而不是将各房间最大冷负荷值进行简单叠加。
2-15 如何计算室内人体散热形成的冷负荷?
【答】 人体向室内空气散发的热量有显热和潜热两种形式。前者通过对流、传导、或辐射等方式散发出来,后者是指人体散发的水蒸气所包含的汽化潜热。人体散发的潜热量和显热中的对流、传导部分直接形成瞬时冷负荷,而辐射部分将会形成滞后冷负荷。因此在计算由于人体散热形成的冷负荷要分为两个部分:显热冷负荷Qcl,τ显和潜热冷负荷Qcl,τ潜。显热冷负荷为Qcl,?,显=n n? q显 JP?-T,潜热冷负荷为Qcl,潜=n n?q潜,人体散热总冷负荷
Qcl,?=n n? (q显JP?-T?q潜),以上式中q显和q潜分别为不同室温和劳动性质时成年男子显热散
热量和潜热散热量。(其他符号所代表的意义均同教材一致)
2-16 什么情况下,任何时刻房间瞬时得热量总和的数值等于同一时刻的瞬时冷负荷? 【答】 由题2-10???可知得热量和冷负荷是有区别的,任一时刻房间的瞬时得热量