热负荷计算:在暖通空调设计中的重要性

Shubham更多
作者:Shubham更多
2021年2月6日
4分钟阅读
博客家
      分享

    热负荷计算是暖通空调设计和顾问的一项基本技能。考虑到空间冷却是最高的能源支出之一尤其是在夏天。然而,要适当地调整空间冷却系统的大小,首先我们必须知道必须排出的热量——这正是热负荷计算的目的。

    建筑物内的热量可以来自内部热源,如电器,也可以来自外部热源,如太阳。热负荷计算考虑了所有的来源,并决定了它们的总影响。

    主要热源概述

    尽管有许多直接或间接产生热量的方法,以下是建筑内部的一些主要来源:

    1)太阳获得热量:太阳的热量可以通过三种不同的方式到达内部空间——传导、对流和辐射。传导发生在墙壁和屋顶上,因为它们暴露在建筑内部和温暖的室外环境之间的温差中。对流指室外热空气的大量流动或不同温度下表面间的室内空气流动所引起的热传递。最后,辐射是一种直接的热传递形式,当阳光通过窗户或其他透明表面进入建筑物时发生。在墙壁和屋顶表面,辐射和对流都能与传导相互作用。对许多建筑来说,太阳是最大的热源。

    一个特定房间的太阳热获得很大程度上取决于它的方向或排列——考虑到太阳在天空中的位置在一天中不断变化。在早晨,朝东的墙壁和窗户直接暴露在阳光下。朝南的表面在中午直接暴露在阳光下,而朝西的表面在下午暴露在阳光下。朝北的墙壁获得的太阳热量最低。

    它的影响可以立即感受到,也可以在一段时间内感受到,这取决于太阳热量的获取方式。例如,太阳热通过玻璃窗(辐射)进入就会产生直接影响。另一方面,当热量通过墙壁传导而获得时,墙壁本身储存热量,并在夜间继续在室内释放。

    来自人类的热量:居住者也是建筑内部的主要热源。想想看,一个人每天以食物的形式消耗数百卡路里,其中一部分能量在代谢过程中以热量的形式释放出来。在剧烈的体力活动中,通过排汗,人类释放的热量甚至更高。

    考虑到人类的加热效应也会随着居住者密度的增加而增加。因此,在大厅、礼堂、剧院、电影院和机场等有空调的大型场所,人类对总热负荷的贡献可能特别高。

    3)室外空气的热量:空调室外的暖空气被称为室外空气或大气空气。室外空气由于温度较高,进入室内时,有增加室内平均温度的趋势。

    虽然当门窗打开时,一些空气交换是正常的,但室外空气也可以通过门窗和其他建筑围护结构元素周围的泄漏进入调节空间。室外空气所携带的热量大部分来自太阳,但也可能来自车辆或其他建筑物。

    4)电器和电子产品的热量:室内空间充满了电器和电子设备,如灯具、电视机、咖啡机、热水器等。这些电器消耗电力,并在有空调的空间释放一些热量。使用节能电器以减少它们的加热效应。


    寻找暖通空调设计工程师?

    联系我们


    热负荷计算程序

    为了进行热负荷计算,需要对建筑中的所有房间进行调查,并确定所有存在的热源。然后,在热负荷计算的基础上,HVAC设计人员推荐了适合应用的空调系统类型及其所需的容量。这种方法帮助业主避免超大号的系统初始和运行成本高于必要水平,而且系统尺寸过小,冷却不足。

    热负荷计算是一项高度专业化、耗时且复杂的工作,只能由合格的暖通专业人员进行。这也是达到最佳建筑性能的一个非常重要的步骤,为选择合适的类型和容量的空调系统提供了依据,适用于当前的应用:住宅、大厅、礼堂、剧院、电影院、机场等。

    如果你是一个业主,考虑暖通专业人员通常要求补充信息,如建筑的建筑平面图。一旦收集了所有必要的数据,计算过程就开始了。有两种可能的方法来进行热负荷计算:手动或使用软件。

    手工过程:从建筑调查和补充文件中收集的数据使用预定义的方程和表格参数进行分析。使用的精确方程和表值是根据建筑几何形状、建筑材料、内部设备和建筑系统确定的。根据这些计算,HVAC设计师推荐一个合适的类型和吨位的空调系统。

    使用软件:如今,大多数暖通空调设计人员使用Trace 700和HAP(每小时分析程序)等软件来进行热负荷计算。这仍然需要足够的技术知识,但许多重复和耗时的任务是自动化的。你所要做的就是输入从建筑测量、建筑平面图和其他收集的相关文件中获得的数据。热负荷计算由软件自动完成,它还推荐所需的空调系统容量,从而使过程更容易和更快。

    对建筑的所有区域进行热负荷计算,并确定建筑总负荷。根据这些计算,HVAC设计人员和顾问可以提供技术建议,以实现峰值性能。

    最终建议

    专业的设计服务看起来像是一种花费,但实际上它们是一种投资。一个设计良好的暖通空调系统以最优的所有权成本满足建筑的冷负荷。与专业人士合作还可以确保遵守规则,加快文书工作,这在纽约是非常耗时的。

    如果你的房子屋顶面积很大,考虑太阳能.纽约有很好的退税计划,你可以减少太阳能的加热效应,同时获得清洁的电力来源。

    编者注:这篇文章最初发表于2017年,为了准确和全面,已经进行了修改和更新。

    标签设计|暖通空调|热负荷|暖通空调系统设计

    留下评论

    请避免在评论中添加链接。任何与外部网站链接的评论都不会发表。

    加入15000多名建筑师和承包商

    把专业的工程技巧直接发到你的收件箱里。请订阅下面的纽约工程师博客。

    Baidu