空调冷热负荷分析（空调区冷热）

空调系统洁净手术室不是工业洁净厂房，不是一个连续的工艺过程，手术室必须满足医疗需求随开随关整个手术部已经处于受控状态，如果手术室开关随意，很容易造成整个手术部有序梯度压差失控，我来为大家科普一下关于空调冷热负荷分析?下面希望有你要的答案，我们一起来看看吧!

空调冷热负荷分析

空调系统

洁净手术室不是工业洁净厂房，不是一个连续的工艺过程，手术室必须满足医疗需求随开随关。整个手术部已经处于受控状态，如果手术室开关随意，很容易造成整个手术部有序梯度压差失控。

这要求，手术部无论采用何种净化空调系统，不能因为某个手术室的停开导致整个手术部的有序梯度压力分布受到影响，破坏各个手术室之间的正压气流的定向流动，引起交叉感染。

所以，洁净手术室灵活使用的同时，始终都要使手术部处于受控状态，或者说不破坏。净化空调系统要达到这一目的，但又要考虑节能，就需要采取技术和设计措施，因地制宜选用暖通空调系统的通风取暖。我们先看下两个概念，以便更好地理解下文：冷负荷是指连续保持空调房间恒温、恒湿，在某一时刻向房间供应的冷量；热负荷是指为补偿房间失热需向房间提供的热量；湿负荷是指维持室内相对湿度恒定需从房间除去的湿量。

太阳辐射热对建筑物的热作用

01太阳辐射基本知识

太阳不断地向地球辐射热量，在地球大气层上部，这一辐射强度的平均值为1368W/m2（也称太阳常数）。太阳辐射透过大气层时，其强度会被减弱，大部分紫外线和长波红外线被吸收，达到地面的太阳辐射能主要是可见光和近红外线部分，波长为0.32~2.5μm。在地表面，太阳辐射有直射辐射和散射辐射两种形式。透过大气层直接射向地面的太阳辐射称为直射辐射，直射辐射的方向取决于太阳的位置。大气层对太阳辐射的散射作用使整个天空变成一个辐射源，它也向地球发出辐射热，这一辐射热没有方向性，称为散射辐射。透过建筑物各朝向垂直面与水平面标准窗玻璃的太阳直接辐射照度和散射辐射照度，可按GB50736或GB50019的附录D采用。

透过玻璃窗进入室内的日射得热分为两部分：透过玻璃窗直接进入室内的太阳辐射热和玻璃窗吸收太阳辐射后传入室内的热量。采用3mm厚的普通平板玻璃作为“标准玻璃”，在室内表面放热系数αn=8.7W/(m2. K) 和室外表面放热系数αw=18.6 W/(m2. K)的条件下，得出夏季（以七月份为代表）通过这一“标准玻璃”的两部分日射得热量之和，称为日射得热因数DJ。经过大量统计计算工作，得出我国40个城市夏季九个不同朝向的逐时日射得热因数DJ，并同时也给出了各城市各朝向的日射得热因数的最大值DJmax（空调冷负荷计算方法专刊），GB50736附录H.0.4给出了我国36个城市东、南、西、北四个朝向的DJmax）。

02围护结构的传热

有两个因素会造成室内外的传热：一是太阳辐射，二是室外和室内空气的温度差。太阳辐射对建筑物有两种类型的作用：一种是太阳辐射通过玻璃窗直接进入室内，无论冬季或夏季，室内总是可以得到太阳辐射造成的热量；另一种是外墙或屋顶在太阳的照射下提高了外表面的温度。夏季，由于室外空气温度高于室内，热量从室外通过外墙或屋顶传向室内，当外表面受到太阳照射时，温度更高，使室外向室内的传热量增加；而冬季，由于室内空气温度高于室外，空气温差形成的热量是从室内传向室外，但当外墙或屋顶受到太阳照射时，外表面温度升高，使向室外的传热量减少。

的热量和冷负荷

01的热量和冷负荷的定义

的热量是指在某一时刻进入室内的热量以及室内产生的热量。根据性质不同，房间的热量可分为显热和潜热两类，而显热又包括对流热和辐射热两种成分。通过围护结构的传热和灯具、设备散热等都属显热得热，而室内人体或带水设备的散热既有显热得热又有潜热得热（由散发水蒸气带入空气的热量）。

为了节省投资和运行费用，在计算得热量时，只计算空调区得到的热量（包括空调区自身的得热量和由空调区外传入的得热量，例如分层空调中的对流热转移和辐射热转移等），处于空调区外的得热量不应计算。

显热得热有两种不同的传递方式：对流和辐射。例如，由通风、渗透等作用带来的显热，属于对流的热；而直接通过玻璃进入室内的太阳辐射热，则纯属辐射得热；通过围护结构的传热及灯光散热等散热则是以对流和辐射两种方式将热量传入室内。表3.2-11是一组关于对流和辐射的热成分的参考数据。

冷负荷是指维持室温恒定条件下，室内空气在单位时间内得到的总热量，也就是采用通风（或其他冷却）方式的空调设备在单位时间内自室内空气中取走的热量（为此，需要在单位时间内向室内空气供给相应的冷量）。

显然，得热量与空调系统本身无关，而冷负荷与空调系统具有直接的联系。换句话说，得热量是一个自然存在的参变量，而冷负荷是一个人工干预后的参变量。

02冷负荷形成的机理

在瞬时得热中的潜热得热及显热得热中的对流得热是直接放散到室内空气中的热量，它们立刻构成该瞬时的冷负荷，因此，这种得热量与冷负荷相等。而得热量中的辐射成分却不能直接被空气吸收。进入室内的辐射热（长波的或短波的）透过空气被室内各种物体所吸收和贮存，这些物体的温度会提高，一旦其表面温度高于室内空气温度，它们又以对流的方式将贮存的热量散发给空气，这些放出的对流热才成为冷负荷。

由此可见，辐射的热要通过室内物体的吸收、再放热的过程间接转化为冷负荷。这一间接转化过程的快慢程度与室内物体的蓄热能力、室内空气流动情况等因素有关。同时还可以看出，既然室内物体的蓄热能力对转化过程的快慢程度有影响，转化过程中一定存在衰减和延迟现象，使得冷负荷的峰值小于得热量的峰值，冷负荷峰值的出现时间晚于得热量峰值的出现时间。建筑物的蓄热能力越强，则冷负荷衰减越大，延迟时间也越长。而围护结构的蓄热能力与其热容量有关，热容量越大则蓄热能力越强。

瞬时日射得热于实际冷负荷的关系

图3.2-1所示为一个朝西的房间，当其温度保持一定，空调装置连续运行时，进入室内的瞬时太阳辐射热与冷负荷之间的关系。由该图可知，实际冷负荷的峰值大致比太阳辐射热的峰值少40%，而且出现的时间也迟于太阳辐射热峰值出现的时间。图中左侧阴影部分表示蓄存于结构中的热量，由于保持室温不变，两部分阴影面积是相等的。

图3.2-2所示为不同重量的围护结构的蓄热能力对冷负荷的影响。材料热容量等于重量与比热的乘积，而一般建筑结构的材料比热值大致相等，故材料热容量就单一的与其重量成正比关系，即重型结构的蓄热能力比轻型结构蓄热能力大得多，其冷负荷的峰值就比较小，延迟越长。

的热量、冷负荷与除热量间关系

由此，得热量不一定等于冷负荷，围护结构的热工特性及得热量的类型及成分决定了得热量与冷负荷的关系，如果热源只有对流散热，各围护结构内表面和各室内设施表面的温差很小，则冷负荷基本等于得热量，否则就不同。的热量转化为冷负荷的计算是比较复杂的，目前主要采用经验的或实验的近似方法。

另外，空调系统在间歇运行的条件下，室温有一定程度的波动，引起室内物体（包括围护结构）的蓄热与放热，空调设备也会自室内多取走一些热量。在这种非稳定工况下，空调设备自室内带走的热量称为“除热量”。

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