[工学]Chapter_4_热湿环境.ppt

负荷是由得热造成的，与得热密切相关 在每一瞬时，两者不一定相等 负荷的峰值对于得热的峰值通常存在衰减和延迟 两者的差别取决于热源特性、房间特性和系统特性 按负荷而不是按得热确定环境控制系统的容量 不强调扰量的周期性，用Z传递函数分解扰量，将原反应系数法由扰量 得热 负荷改进为直接由扰量 负荷 工程应用方法： 围护结构传热冷负荷给出冷负荷温差 或冷负荷温度 标准室温 实际室温 其余扰量的冷负荷给出冷负荷系数 第四章要点 室内热湿环境形成的原因 外扰和内扰的种类及其影响室内热湿环境的机理 围护结构热湿传递的原理 透明与半透明围护结构 得热与负荷的定义及关系 典型负荷计算方法的原理 稳态与非稳态 发展过程： 当量温差法 谐波分解法 美/1946 苏/50年代 得热=负荷 反应系数法 ASHRAE/77年 冷负荷系数法 加/1967-71 日射冷负荷系数 Z传递函数改进 典型建筑冷负荷温差及冷负荷系数 谐波 反应法 完善 稳态 计算法 得热≠负荷 我国根据不同对象推荐采用： 冬季,内围护结构冷负荷 外围护结构冷负荷 室内冷负荷 窗户日射冷负荷 发展目标：使负荷计算能够在工程应用中实施 4.5 典型负荷计算方法原理介绍 4.5.1 常用的负荷求解方法 4.5 典型负荷计算方法原理介绍 4.5.1 常用的负荷求解方法 稳态算法 不考虑建筑蓄热，负荷预测值偏大 动态算法，积分变换求解微分方程 冷负荷系数法、谐波反应法：夏季设计日动态模拟。 计算机模拟软件 DOE-2(美国)、EnerygPlus (美国)、HASP(日本)、ESP(英国) DeST(清华) 4.5 典型负荷计算方法原理介绍 4.5.2 稳态计算法(1) 冬季为什么采用稳定计算方法，而夏季采用非稳定计算方法？ Qcl =HG=KwFw (to,p-tin) 问题： 冬季： Qcl =KwFw △t =KwFw(to,p|w -tin|w) 稳态计算误差不大 冬季to,p|w -tin|w ＞＞△to Qcl =KwFw △t =KwFw(to,p|s -tin|s) 夏季： 夏季to,p|s -tin|s ≈△to 墙体蓄热特性显著 → Qw ≠ Qn 稳态计算误差较大 to,p|s tin|s tin|w to,p|w △to,max △to,max 4.5 典型负荷计算方法原理介绍 4.5.2 稳态计算法(2) 方法 采用室内外瞬时温差或平均温差，负荷与以往时刻的传热状况无关： Q＝KF?T 特点 简单，可手工计算 未考虑围护结构的蓄热性能，计算误差偏大 应用条件 蓄热小的轻型简易围护结构 室内外温差平均值（传热温差）远远大于室外温度的波动值（如冬季负荷计算、夏季内墙负荷计算等） 4.5 典型负荷计算方法原理介绍 4.5.3 积分变换法/基本原理(1) 对于常系数的线性偏微分方程，采用积分变换如 傅立叶变换 或 拉普拉斯变换。积分变换的概念是把函数从一个域中移到另一个域中，在这个新的域中，函数呈现较简单的形式，因此可以求出解析解。然后再对求得的变换后的方程解进行逆变换，获得最终的解。 B域：问题容易求解 对函数进行 积分变换 求解 A域：问题难以求解 对函数解进行 积分逆变换 获得解 4.5 典型负荷计算方法原理介绍 4.5.3 积分变换法/基本原理(2) 拉普拉斯变换的应用条件 时间变化范围为半无穷区间（0，+?） 必须是线性定常系统。对于普通材料的围护结构的传热过程，在其一般温度变化的范围内，材料的物性参数变化不大，可近似看作是常数，可采用拉普拉斯变换法来求解。对于采用材料的物性参数随温度或时间有显著变化的围护结构的传热过程，就不能采用拉普拉斯变换法来求解。 拉普拉斯变换的特点 复杂函数变为简单函数 偏微分方程变换为常微分方程 常微分方程变换为代数方程 拉普拉斯变换的解 传递矩阵或s-传递函数的解的形式 传递函数G(s)仅由系统本身的特性决定，而与输入量、输出量无关，因此建筑的材料和形式一旦确定，就可求得其围护结构的传递函数。这样就可以通过输入量和传递函数求得输出量。 传递函数 如果输入原函数是指数函数，则不