暖通空调习题集和答案

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【解】 由于室内压力稍高于室外大气压,故无需考虑新风渗透引起的冷负荷。查教材[1]附录9内墙放热衰减度为1.6,楼板放热衰减度为1.8,判断该房间属于中型。重庆夏季空调室外计算日平均温度twp=32.5℃,室内设计温度为27℃。围护结构各部分的冷负荷分项计算如下:

① 屋顶冷负荷

由教材附录9查得:K=0.49 W/(m2·℃),衰减系数β=0.37,延迟时间ε=9.3h。根据ρ、β、ε查手册[1]表20.3-2得扰量作用时刻τ-ε时代表城市上海市屋顶逐时冷负荷计算温度tτ-ε及重庆相对上海市地点修正值△,即可按式(20.3-1)[1] 算出屋顶的逐时冷负荷。计算结果列于表2.3中。

表2.3 屋顶冷负荷

计算时刻τ 8:00 作用时刻 τ-ε tτ-ε/℃ △/℃ tn/℃ △tτ-ε/℃ K/ 0.49 W·m-2·℃-1 F/ m2 Qcl,τ/W 54 359.86 333.40 306.94 286.03 280.48 293.44 317.52 343.98 383.41 420.98 462.79 13.60 12.6 22.7 23.7 0.7 1.7 2.7 3.7 4.7 5.7 6.7 7.7 8.7 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 39.60 38.60 37.60 36.81 36.60 37.09 38.00 39.00 40.49 41.91 43.49 1 27 11.60 10.81 10.60 11.09 12.00 13.00 14.49 15.91 17.49 ② 南外墙冷负荷

由教材附录9查得:K=1.95W/(m2·℃),衰减系数β=0.35,延迟时间ε=8.5h。根据β、ε查手册[1]表20.3-1得扰量作用时刻τ-ε时代表城市上海市南外墙逐时冷负荷计算温度tτ-ε及重庆相对上海市地点修正值△,即可按式(20.3-1)[1] 算出南外墙的逐时冷负荷。计算结果列于表2.4中。

表2.4 南外墙冷负荷

计算时刻τ 8:00 作用时刻 23.5 9:00 0.5 10:00 1.5 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 τ-ε tτ-ε/℃ △/℃ tn/℃ △tτ-ε/℃ K/ W·m-2·℃-1 F/ m2 Qcl,τ/W 1.95 17.25 218.64 201.83 201.83 201.83 201.83 201.83 218.64 235.46 252.28 269.10 285.92 6.5 6 6 6 6 32.5 32 32 32 32 32 1 27 6 6.5 7 7.5 8 8.5 32.5 33 33.5 34 34.5 注意:计算时刻与作用时刻的定义与区别。 ③ 南外窗冷负荷

a. 瞬变传热得热形成冷负荷

查得:K=6.4 W/(m2·℃),由教材附录12查得各计算时刻的负荷温差△tτ,计算结果列于表2.5中。

表2.5 南外窗瞬时传热冷负荷

计算时刻τ 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 △tτ/℃ K/ W·m-2·℃-1 F/ m2 Qcl,τ/w 3.2 4 5 5.8 6.6 7.2 6.4 12 245.76 307.20 384.00 445.44 506.88 552.96 591.36 614.40 622.08 606.72 599.04 7.7 8.0 8.1 7.9 7.8 注意:附录12中制表条件为tn=26℃,要进行修正。 b. 日射得热形成冷负荷

窗内遮阳系数Cn=0.5,窗玻璃的遮挡系数Cs=1,窗户的有效面积系数Xg=0.85,查表20.5-2 [1]重庆相对上海南外窗修正系数Xd=0.97,查表20.5-3 [1]得上海透过标准窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度Jj, τ即可按教材式(2.24)计算出相应的逐时冷负荷。计算结果见表2.6。

表2.6 南外窗日射得热冷负荷

计算时刻 Jj, τ/ W·m-2 8:00 66 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 87 115 143 159 162 150 130 112 93 70 XgXdCsCn F/ m2 Qcl,τ/W 0.85*0.97*1*0.5=0.41 12 324.72 428.04 565.80 703.56 782.28 797.04 738.00 639.60 551.04 457.56 344.40 ④ 东侧内墙

由教材附录1查得重庆市夏季空调室外计算日平均温度twp=32.5℃。非空调邻室楼梯间无散热量,由教材表2.13确定该邻室温升△t1=0℃。内墙的传热系数从教材附录9中查得K=1.72W/(m2·℃)。按教材式(2.25)即可求得通过东侧内墙的稳定传热负荷为:Qcl=1.72×28.08×(32.5-27)W=265.64W。

⑤ 总计:将前面所得各项冷负荷值汇总见表2.7。

表2.7 围护结构冷负荷计算汇总 单位:W 计算时刻 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 屋顶负荷 359.86 333.40 306.94 286.03 280.48 293.44 317.52 343.98 383.41 420.98 462.79 外墙负荷 218.64 201.83 201.83 201.83 201.83 201.83 218.64 235.46 252.28 269.10 285.92 窗传热负荷 245.76 307.20 384.00 445.44 506.88 552.96 591.36 614.40 622.08 606.72 599.04 窗日射负荷 324.72 428.04 565.80 703.56 782.28 797.04 738.00 639.60 551.04 457.56 344.40 内墙负荷 总计 265.64 1414.62 1536.11 1724.21 1902.50 2037.11 2110.91 2131.16 2099.08 2074.45 2020.00 1957.79 根据以上可知该空调房间围护结构的最大冷负荷出现在14:00,值为2131.16 W。

2-18 前述空调房间内,有12人做制图工作,上班时间8:00~18:00,日光灯照明共1080W。计算由室内热、湿源引起的冷负荷和湿负荷应为多少

【解】 按已知条件,该空调房间为中等类型,应分别计算照明及人体的冷负荷和人体湿负荷(无设备散热)。

① 照明冷负荷:照明负荷系数JLτ-T查表20.8-2[1] ,日光灯照明共1080W,连续开灯10h,按教材附录式(2.36)计算照明冷负荷。

② 人体形成冷负荷:12人制图工作,视为轻度劳动。查教材表2.21显热为51 W/人,潜热130 W/人,全热181 W/人,湿量194g/(h·人)。取群集系数n′=0.97,人体显热负荷系数JPτ-T查表20.7-4[1],则人体总冷负荷按如下公式计算:Qcl′=(JPτ-T×51+130)×12×n′。因此,照明及人体形成的逐时总冷负荷见表2.8。

③ 人体湿负荷:W=12×n′×w=12人×0.97×194 g/(h·人)=2258 g/h

表2.8 照明及人体形成的逐时总冷负荷

计算时刻 开始工作小1 时数 照明负荷系数JLτ-T 照明冷负荷Qcl(W) 人体显热负0.5 荷系数JPτ-T 潜热冷负 130 荷W 人体总冷负荷Qcl(W) 1810.02 1922.81 1958.43 1982.18 2005.92 2023.73 2035.60 2047.48 2053.41 2059.35 0.69 0.75 0.79 0.83 0.86 0.88 0.9 0.91 0.92 421.20 648.00 734.40 788.40 842.40 874.80 907.20 939.60 961.20 972.00 0.39 0.6 0.68 0.73 0.78 0.81 0.84 0.87 0.89 0.9 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 总冷负荷(W) 2231.22 2570.81 2692.83 2770.58 2848.32 2898.53 2942.80 2987.08 3014.61 3031.35 2-19 试阐述房间供暖、供冷设计负荷与系统供暖、供冷设计负荷之间的概念区别与联系。

【答】 房间供暖、供冷设计负荷的确定是系统供暖、供冷设计负荷确定的基础,是局部与整体的关系。由房间各项耗热量、得热量计算与热冷负荷分析的基础上,可求得房间总的供暖、供冷设计热负荷,再进一步综合各房间同时使用情况、系统的类型及调节方式,并考虑通风、再热、设备和输送管道的热冷量损耗带来的附加热冷负荷,综合确定系统供暖、供冷设计负荷。

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