本課件為某設(shè)計院內(nèi)部培訓(xùn)課件,僅供參考。
采暖計算
1、冬季采暖房間耗熱量計算
根據(jù)采暖房間性質(zhì)(建筑高度、應(yīng)采用的冷風(fēng)滲透計算方法),采用計算共享庫3.1中對應(yīng)表格,計算房間圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)和房間耗熱量。
冬季采暖房間耗熱量計算表內(nèi)容和適應(yīng)范圍
表1:K值計算
表2:按單位面積換氣量計算的房間熱負荷(簡稱“換氣法”)
適用于人員長期停留、一般層高且采用自然通風(fēng)、約20層及其以下建筑的房間,或更高層建筑的較高層房間和處于下層但考慮房間面積和朝向等因素冷風(fēng)滲透量滲透法不會大于換氣法的房間。例如住宅戶內(nèi)房間、單宿、辦公室等。
表3:多層建筑采用縫隙法計算的房間熱負荷(簡稱:“多層縫隙法”)冷風(fēng)滲透量采用門窗縫隙滲透量法,但忽略熱壓影響、只考慮風(fēng)壓。適用于18m及其以下建筑,人員不長期停留(包括值班采暖)的房間和大空間。
表4:高層建筑采用縫隙法計算的房間熱負荷(簡稱:“高層縫隙法”)適用的建筑物:超過18m;房間特征:同表3
表5:采用縫隙法和換氣法比較計算房間熱負荷(簡稱:“高層比較法”)需滿足換氣衛(wèi)生要求且超過20層的高層建筑的最底若干層中,有可能冷風(fēng)滲透量滲透法大于換氣法(例如住宅朝向較差的廚房衛(wèi)生間),需比較后采用較大值的采暖房間。
2、采暖系統(tǒng)水力計算(專題)
3、室外供熱管網(wǎng)水力計算(專題)
采暖循環(huán)泵等設(shè)備選擇計算
1.循環(huán)泵總流量按下式計算:
Gn=0.86k1·Qr/(tg-th)
式中Gn——采暖循環(huán)泵總流量(m3/h);
Qr——總供熱量(KW);
k1——熱網(wǎng)損失附加系數(shù),k1=1.05~1.1;
tg、th——供回水溫度(℃)。
循環(huán)泵揚程按下式計算:
Hn=1.1(H1+H2+H3+H4)
式中Hn——采暖循環(huán)泵揚程(m);
H1——熱水鍋爐或換熱器的水流壓力降(m),由鍋爐或換熱器制造廠提供(估算時5.6MW以下的強制循環(huán)熱水鍋爐可取H1=8~15m,換熱器可取3~8m);
H2——鍋爐房或熱交換間內(nèi)循環(huán)水管道系統(tǒng)的阻力(m),用計算共享庫5.1進行計算(估算時根據(jù)系統(tǒng)大小可取H2=5~10 m);
H3——鍋爐房或熱交換間至最不利用戶供回水管的阻力(m)(4.3的計算結(jié)果);
H4——最不利用戶內(nèi)部系統(tǒng)的阻力(m)(4.2的計算結(jié)果)。
3.熱源系統(tǒng)膨脹、補水、定壓,以及換熱設(shè)備選擇見6.6
通風(fēng)計算
1 公共廚房通風(fēng)
1.1排風(fēng)量
應(yīng)按排除廚房發(fā)熱量和按排氣罩(或按換氣次數(shù)估算)計算出的較大值確定廚房總排風(fēng)量,當發(fā)熱量無法確定時可按排氣罩計算或按換氣次數(shù)估算排風(fēng)量:
1 排氣罩排風(fēng)量:按灶具罩口面積和吸風(fēng)速度不小于0.5m/s計算,以及按下式計算,取結(jié)果中較大值。
L=1000 P·H
式中L——排氣罩排風(fēng)量(m3/h);
P——罩子的周邊長(靠墻邊的邊長不計)(m) ;
H——罩口距灶面的距離(m)。
2 換氣次數(shù):一般場所換氣次數(shù): 20次/h
有爐灶房間換氣次數(shù): 30~40次/h(西餐),40~60次/h(中餐);
1.2 送排風(fēng)設(shè)備風(fēng)量和風(fēng)量平衡舉例如下表:
注:各系統(tǒng)補風(fēng)量Vb取排風(fēng)量Vp的0.85

1.2 送排風(fēng)設(shè)備風(fēng)量和風(fēng)量平衡
1)排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置
(1)熱加工間和配餐等其他房間宜分別設(shè)置排風(fēng)設(shè)備;
(2)熱加工間應(yīng)按每小時5次換氣設(shè)置全面排風(fēng)設(shè)施,但可與爐灶排風(fēng)不同時使用;
(3)各灶具宜分別設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)。
2)補風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置
(1)有條件時熱加工間和配餐等其他房間宜分別設(shè)置補風(fēng)設(shè)備;
(2)當全面排風(fēng)與爐灶排風(fēng)不同時使用時,總補風(fēng)量不考慮全面排風(fēng)量。
(3)補風(fēng)機組的補風(fēng)量應(yīng)隨時適應(yīng)排風(fēng)量的變化,以保證廚房的設(shè)計負壓值和風(fēng)量平衡。
(4)當采用餐廳新風(fēng)作為廚房補風(fēng)時,應(yīng)考慮餐廳補風(fēng)與排風(fēng)的風(fēng)量平衡。
3)餐廳通風(fēng)
(1)由于以下原因,餐廳最小新風(fēng)量應(yīng)基本按人員衛(wèi)生要求確定,不推薦采用全空氣直流全新風(fēng)系統(tǒng)并補入廚房的做法
① 餐廳人員停留時間相對較短,不需要超衛(wèi)生標準的新風(fēng)量;
② 送風(fēng)溫度標準高于廚房,冬夏季對節(jié)能不利。
(2)當餐廳采用風(fēng)量恒定的新風(fēng)機組送風(fēng),且與廚房直接相鄰時,餐廳新風(fēng)可壓入廚房作為廚房補風(fēng)。
(3)當餐廳采用全空氣變新風(fēng)比空調(diào)系統(tǒng),且與廚房直接相鄰時,餐廳冬夏季最小新風(fēng)量可壓入廚房作為廚房補風(fēng),并宜另設(shè)過渡季最大新風(fēng)量時開啟的排風(fēng)系統(tǒng)。
(4)補風(fēng)通路應(yīng)滿足自然通風(fēng)的風(fēng)速要求(不大于1m/s)。
(5)餐廳和廚房不直接相連時,餐廳應(yīng)設(shè)置獨立的排風(fēng)系統(tǒng)。
1.3 控制
1)風(fēng)量平衡控制
① 與排風(fēng)設(shè)備對應(yīng)的補風(fēng)設(shè)備宜連鎖開停;
② 各排風(fēng)系統(tǒng)共用補風(fēng)設(shè)備時,補風(fēng)機應(yīng)根據(jù)排風(fēng)設(shè)備的開啟臺數(shù)和風(fēng)量改變風(fēng)量。
2)供冷、供熱量控制
由于廚房設(shè)備發(fā)熱量是變化的,送風(fēng)溫度也應(yīng)隨之變化,以免發(fā)生夏季通風(fēng)時如設(shè)備發(fā)熱量過小室溫過低浪費能量,或冬季不能保證室溫或室溫過高等現(xiàn)象,建議將溫度傳感器設(shè)在室內(nèi)適宜的位置,控制供熱供冷量(水路閥門)。
1.4 公共廚房新風(fēng)處理機組加熱量和冷卻量
1 冬季加熱量Qr
Qr≈0.337Vx(ts-tw)/1000 (kW)
式中Vx——新風(fēng)量(m3/h);
ts——送風(fēng)溫度,按值班采暖時的室溫確定(℃),
根據(jù)北京市公建節(jié)能標準,熱加工間取ts=10℃,制作、配餐間取ts=16℃,合用時取較高值;
tw——室外冬季采暖計算溫度(℃)。
注:圍護結(jié)構(gòu)熱負荷由散熱器等負擔,通風(fēng)加熱量為不考慮灶具發(fā)熱量的最不利情況。
2 夏季冷卻量QL
1)分析和假設(shè):當無廚房設(shè)備散熱量和散濕量資料時,可做如下假設(shè)進行估算:
(1)廚房有一定的散濕量,但發(fā)熱量很大,因此熱濕比較大,假定為ε≈10000kj/kg;
(2)已確定排風(fēng)量Vp,假定在送風(fēng)為室內(nèi)狀態(tài)對應(yīng)的機器露點狀態(tài)時能夠消除廚房設(shè)備等發(fā)熱量,使房間空氣狀態(tài)達到設(shè)計參數(shù)。
(3)在室外夏季氣候熱濕地區(qū),推薦將較低的干球溫度(熱加工間tn= 30℃,備餐等其他房間tn=26℃),和較高的相對濕度(ψn=65%)作為假設(shè)室內(nèi)狀態(tài)點N的溫濕度。
(4)在室外夏季氣候干熱地區(qū),將送風(fēng)控制在與室外等含濕量狀
態(tài),仍推薦上述的假設(shè)室內(nèi)干球溫度,則相對濕度ψn<65%。
(5)如所估算的發(fā)熱量比實際最大發(fā)熱量偏小,室內(nèi)狀態(tài)點將沿ε線上移,室溫有所提高、相對濕度有所降低;如實際發(fā)熱量較小,可采取室溫控制冷卻量,使室溫不致降至過低浪費能量。

2)計算公式
(1)室外空氣狀態(tài)點(W)的含濕量dw大于或等于假設(shè)室內(nèi)狀態(tài)點N對應(yīng)的送風(fēng)狀態(tài)點(S)的含濕量ds時,按下式計算:
QL= 1.2Vx(Iw-Is)/3600 (kW)
式中Iw——夏季室外空氣焓值(kJ/kg);
Is——送風(fēng)狀態(tài)點S的焓值(kJ/kg),S點為通過N 點的熱濕比ε=10000與ψ=90%的交點(機器露點)的焓值。
(2)室外空氣狀態(tài)點(W’)含濕量dW’小于假設(shè)送風(fēng)狀態(tài)點(S)的含濕量ds時,按下式計算:
QL= 1.2Vx(Iw’-Is’)/3600 (kW)
式中Iw’——夏季室外空氣焓值(kJ/kg);
Is’——送風(fēng)狀態(tài)點S’的焓值(kJ/kg),S’點為S點的等溫線與W’點的等含濕量線的交點(kJ/kg)。

可采用計算共享庫電算表4.1.6進行設(shè)備選擇計算。其中北京地區(qū)在特定室溫條件下可按下列公式進行手算:
1)冬季最大加熱量:
熱加工間:Qr= 6.40Vx/1000 (kW)(送風(fēng)溫度為10℃)
制作、配餐間:Qr= 8.42Vx/1000 (kW)(送風(fēng)溫度為16℃)
2)夏季最大冷卻量:
熱加工間:QL= 5.42Vx/1000 (kW)
(室內(nèi)假設(shè)溫度和相對濕度為tn=30℃、ψn=65%)
制作、配餐間:QL= 9.95Vx/1000 (kW)
(室內(nèi)假設(shè)溫度和相對濕度為tn=26℃、ψn=65%)
式中:Vx——新風(fēng)量(m3/h) 。
車庫新風(fēng)處理機組加熱量Qr計算
注:1、不考慮夏季降溫;
2、車庫不采暖時送風(fēng)不加熱,無此項計算;
3、車庫采暖時,通風(fēng)只有換氣量和冬季送風(fēng)溫度要求,圍護結(jié)構(gòu)熱負荷由值班采暖負擔。
Qr ≈ 0.37Vx(ts-tw)/1000 (kw)
式中Vx——新風(fēng)送風(fēng)量(m3/h),一般為5次房間換氣量;
tw——室外采暖計算溫度℃;
ts——送風(fēng)溫度(℃)ts=Vp/ Vx(tn-tw)+tw(考慮排風(fēng)量Vp大于進風(fēng)量Vx ,其差值產(chǎn)生的冷風(fēng)滲透所需加熱量;室溫tn一般取5℃,排風(fēng)量Vp一般為6次換氣。)
北京地區(qū)tn=5℃時, ts=7.8℃ ,Qr =5.66Vx/1000 (kw)
其他城市或溫度條件采用計算共享庫電算表4.1.6進行計算
3 變配電室通風(fēng)
3.1 機房室內(nèi)發(fā)熱量
Qn=0.0126W~0.0152W
式中Qn ——變壓器發(fā)熱量(kW);
W ——變壓器的功率(kVA)。
3.2 變配電室通風(fēng)量和冷卻量計算
1 方案1(通風(fēng)):
夏季新風(fēng)不經(jīng)過降溫處理,設(shè)送、排風(fēng)機通風(fēng)。此方案為優(yōu)先選用的節(jié)能方案,消除室內(nèi)余熱所需通風(fēng)量Vt:
Vt≈ 1000Qn/[0.337(tn–tw)](m3/h)
式中Qn ——室內(nèi)發(fā)熱量(kW)
tn、tw——夏季室內(nèi)外溫度(℃)( 37℃≤tn≤45℃)
方案2(空調(diào)機組)
1)設(shè)備配置
設(shè)空氣處理機組降溫,夏季和過渡季直流運行,冬季混風(fēng)防凍。
· 方案2-1:空調(diào)機組設(shè)置送風(fēng)機和回風(fēng)機(兼做排風(fēng)機)(簡稱“雙風(fēng)機空調(diào)機組”)
· 方案2-2:空調(diào)機組設(shè)送風(fēng)機,另設(shè)排風(fēng)機(簡稱“單風(fēng)機空調(diào)機組+排風(fēng)”)
2) 適用條件、特點
(1)比方案1減少通風(fēng)量,但增加供冷量,當土建條件確實不能滿足機械通
風(fēng)風(fēng)量時,可以采用。
(2)此系統(tǒng)控制較復(fù)雜:由于新風(fēng)流經(jīng)冷卻盤管,冬季有凍結(jié)危險,一般應(yīng)設(shè)置回風(fēng),冬季新回風(fēng)混合至約5℃以上送出。變壓器負荷和發(fā)熱量是變化的,因此室溫和新回風(fēng)比也是變化的,無法計算確定;因此新回風(fēng)比控制很難采用簡單的2位調(diào)節(jié)方式。
①方案2-1(雙風(fēng)機空調(diào)機組)可采用調(diào)節(jié)新、回、排風(fēng)閥控制新回風(fēng)比和排風(fēng)量,但送風(fēng)機和回風(fēng)機負擔阻力和回風(fēng)閥處零壓點均需認真計算和調(diào)節(jié)。
②方案2-2(單風(fēng)機空調(diào)機組+排風(fēng))排風(fēng)機很難適應(yīng)新風(fēng)比的改變。
3)分析和限定
(1)變配電室基本無散濕量,熱濕比ε=∞。
(2)限定空調(diào)機組為干工況運行,不對室外空氣進行除濕,室內(nèi)含濕量與室外相同(dn=dw),可滿足室內(nèi)的濕度要求并不因去濕消耗更多的制冷量;空氣變化過程如圖所示。

4) 設(shè)備選擇基本計算公式
(1)空調(diào)機組風(fēng)量Vj
Vj≈1000Qn/[0.337(tn–ts)](m3/h)或Vj=3600Qn/[1.2(In-Is)] (m3/h)
(2)空調(diào)機組冷卻量QL2
QL2≈0.337 Vj(tw–ts)或Q L2=1.2 Vj(Iw-Is)/3600 (kW)
式中tn、ts、tw——分別為室內(nèi)設(shè)計溫度、送風(fēng)溫度、室外通風(fēng)溫度(℃);
In、Is、Iw——分別為室內(nèi)設(shè)計、送風(fēng)、室外通風(fēng)空氣狀態(tài)的焓值(kJ/kg)。

3 方案3(通風(fēng)+循環(huán)風(fēng)空調(diào)機組)
1) 配置:設(shè)送、排風(fēng)機和循環(huán)風(fēng)空氣處理機組,夏季聯(lián)合運行。
2) 方案特點:
(1)與方案2的通風(fēng)量和供冷量相同。適應(yīng)條件同方案2。
(2)與方案2相比
① 增加一套循環(huán)風(fēng)空調(diào)系統(tǒng);但新風(fēng)不設(shè)水盤管無凍結(jié)危險,不需設(shè)回風(fēng)。
② 夏季滿負荷時2套系統(tǒng)同時開啟時運行功率較大;但室內(nèi)負荷較小或其他季節(jié)即使?jié)M負荷也僅開通風(fēng)機,新風(fēng)系統(tǒng)阻力較小風(fēng)機功率也較小。
③ 按室溫設(shè)定值啟停循環(huán)風(fēng)空調(diào)機組,控制簡單。
3) 設(shè)備選擇基本計算公式
限制送、排風(fēng)機風(fēng)量Vt3不得小于方案2的空調(diào)機組風(fēng)量Vj,以最大限度
利用機械通風(fēng)消除室內(nèi)余熱。
(1) 送、排風(fēng)機夏季消除室內(nèi)余熱量Qt3
Qt3=0.337Vt3(tw-tn)(kW);
或Qt3=1.2 V t3 (Iw-Is)/3600 (kW)
(2) 循環(huán)風(fēng)空調(diào)機組消除室內(nèi)余熱量QL3
QL3=Qn-Qt3(kW)
(3) 循環(huán)風(fēng)空調(diào)機組風(fēng)量Vj3
Vj3≈1000QQL3 /[0.337(tn-ts)](m3/h)
或Vj3=3600QL3Q/[1.2(In-Is)](m3/h)
式中Qn ——室內(nèi)發(fā)熱量(kW);tn、ts、tw 、In、Is、Iw同方案2 。
4 工程計算
可根據(jù)變配電室發(fā)熱量和室外空氣參數(shù)采用計算共享庫電算表4.1.6進行設(shè)備選擇計算。北京地區(qū)可按單位發(fā)熱量采用下表手算:

3.3 變配電室節(jié)能措施和控制方案
1 通風(fēng)機變風(fēng)量控制分析
由于變配電室設(shè)計熱負荷很大,為節(jié)省空調(diào)制冷量,送風(fēng)焓值又不允許過低,致使通風(fēng)量和風(fēng)機功率較大;必要時可在設(shè)計熱負荷減小或室外空氣溫度較低時減少送風(fēng)量,節(jié)省通風(fēng)機電能。可將送、排(回)風(fēng)機設(shè)置為雙速風(fēng)機(不包括方案3的循環(huán)風(fēng)空調(diào)機組的風(fēng)機),根據(jù)室溫控制風(fēng)機全速、半速或間斷運行。
1 通風(fēng)機變風(fēng)量控制分析
風(fēng)量、熱量、溫差基本關(guān)系式:

1 通風(fēng)機變風(fēng)量控制分析
風(fēng)機檔位切換臨界溫度按下式計算:tn1=tn0-△t
其中:tn1-風(fēng)機高速運行時最低室溫(稱為“臨界溫度”)(℃);對應(yīng)送風(fēng)溫差為△t1 ;
tn0 -風(fēng)機“轉(zhuǎn)換控制采用的最高設(shè)計室溫”,為安全取比“設(shè)備選用采用的最高設(shè)計室溫tn”低2℃;
tn2-風(fēng)機換檔低速運行時室溫(℃), tn2 ≤ tn0 ,對應(yīng)送風(fēng)溫差為△t2 ;
△t -設(shè)計送風(fēng)溫差(夏季室內(nèi)設(shè)計溫度和室外溫度之差。其中室外溫度:對于方案1,為室外通風(fēng)設(shè)計溫度;對于方案2和方案3為室內(nèi)負荷為設(shè)計工況下,不需空調(diào)供冷情況時室外空氣溫度。)。

2 通風(fēng)空調(diào)設(shè)備節(jié)能控制策略
通風(fēng)空調(diào)設(shè)備節(jié)能控制的基本原則和內(nèi)容:
· 優(yōu)先使用通風(fēng)以節(jié)省冷機制冷量:通風(fēng)機高速運行時室溫仍然過高才打開空調(diào)機組冷水閥并維持室內(nèi)溫度不高于設(shè)計溫度。
· 冷水閥全關(guān)的前提下,室內(nèi)溫度較低時可減少通風(fēng)機風(fēng)量或通風(fēng)機間斷運行,以節(jié)省風(fēng)機電能;風(fēng)機宜采用投資較少、簡單易行的二位控制,缺少資金時也可采用手動控制。
· 送風(fēng)機和排風(fēng)機風(fēng)量可取相同數(shù)值,并互相聯(lián)動和變速。
· 下述控制策略溫度僅為設(shè)計推薦數(shù)值,運行管理時可根據(jù)實際情況現(xiàn)場設(shè)定。
2 通風(fēng)空調(diào)設(shè)備節(jié)能控制策略
1)方案1(通風(fēng))

2)方案2(空調(diào)機組)

3)方案3(通風(fēng)(雙速)+循環(huán)風(fēng)空調(diào)機組)
注:循環(huán)風(fēng)空調(diào)機組風(fēng)機是否投入運行的切換點理論上是“轉(zhuǎn)換控制采用的
最高設(shè)計室溫”tn0 ,但為避免機組頻繁啟停,可將空調(diào)開機溫度設(shè)為tn0,停
機溫度設(shè)為(tn0 -1℃) 。為優(yōu)先使用通風(fēng)機,風(fēng)機轉(zhuǎn)換到高速溫度設(shè)為
(tn0 -1℃),開啟溫度設(shè)為(tn0 -2℃) 。

4)方案3(通風(fēng)(恒速)+循環(huán)風(fēng)空調(diào)機組)
注:當通風(fēng)機不采用雙速風(fēng)機恒速運行時,應(yīng)優(yōu)先于空調(diào)機組開機,因此通風(fēng)機開機溫度應(yīng)低于空調(diào)機組開機溫度,可設(shè)為(tn0-1℃);室溫過低時,例如設(shè)為(tn0-10℃),通風(fēng)機可停機,升溫后開機,間斷運行。

3 方案2的冬季防凍控制
1)采用直流運行的空調(diào)機組冬季盤管有凍結(jié)危險時,不應(yīng)采用浪費能源的加熱方式,應(yīng)采用自動控制的混風(fēng)方式。
2)方案2-2(單風(fēng)機空調(diào)機組+排風(fēng))當冬季新風(fēng)閥關(guān)小、回風(fēng)閥部分打開時,排風(fēng)機如為定速運行風(fēng)量不變,會使室內(nèi)產(chǎn)生一定的負壓。但為維持送風(fēng)溫度不小于5℃的回風(fēng)量不需要太大;且需要調(diào)節(jié)新風(fēng)比時,風(fēng)機均為低速半風(fēng)量運行,新、排風(fēng)差值更小,室內(nèi)負壓值不會太大;因此排風(fēng)機不需再隨風(fēng)閥變速。

4 制冷機房通風(fēng)
4.1 室內(nèi)設(shè)備發(fā)熱量Qn為制冷機和水泵等其他設(shè)備的發(fā)熱量之和:
1 制冷壓縮機發(fā)熱量
1)當采用封閉式壓縮機的冷水機組時,可不計算其散熱量;當采用開啟式壓縮機的冷水機組時,由生產(chǎn)廠提供壓縮機所配電機散熱量,無資料時可按冷水機組輸入功率的1.5~2.0%估算。
2)水泵等電機發(fā)熱量按下式計算,可近似取電機總功率ΣN的20~30%。
qs=Σ1000nα(1-η)N 式中n:同時使用系數(shù)取0.7,
α:輸入功率系數(shù)取0.8, η:電動機效率取0.6;
4.2 消除室內(nèi)余熱通風(fēng)量Vt可參照變電室通風(fēng)方案1進行計算。
4.3 制冷機房事故通風(fēng)量L
L=252 G0.5
式中G—一最大一臺制冷機的冷媒工質(zhì)充液量,按制冷機樣本確定(kg)。
4.4 采用封閉式壓縮機的冷水機組時,直接采用事故通風(fēng)量L作為機房通風(fēng)量;采用開啟式壓縮機的冷水機組時,采用事故通風(fēng)量L和消除余熱的通風(fēng)量Vt中較大值作為房間通風(fēng)量。
4.5 當采用開啟式機組,因土建條件限制設(shè)置空氣處理機組降溫,可參照變配電室方案2和方案3進行設(shè)計計算。如新排風(fēng)量不滿足事故通風(fēng)量L,應(yīng)另設(shè)事故排風(fēng)機。
5 風(fēng)道(包括通風(fēng)、防排煙和空調(diào)風(fēng)系統(tǒng))阻力計算
采用計算共享庫3計算風(fēng)道阻力,以確定通風(fēng)機壓頭和空氣處理機組風(fēng)機機外余壓。