Охлаждающая нагрузка - это скорость, с которой необходимо отводить явное и скрытое тепло из помещения для поддержания постоянной температуры и влажности воздуха по сухому термометру . [1] [2] Явное тепло, проникающее в пространство, вызывает повышение температуры воздуха, в то время как скрытое тепло связано с повышением содержания влаги в пространстве. Конструкция здания , внутреннее оборудование, люди и погодные условия на открытом воздухе могут влиять на охлаждающую нагрузку в здании, используя различные механизмы теплопередачи . [1] В системе СИ используются ватты .
Обзор
Охлаждающая нагрузка рассчитывается для выбора оборудования HVAC, которое имеет соответствующую охлаждающую способность для отвода тепла из зоны. Зона обычно определяется как область с аналогичным тепловыделением, аналогичными требованиями к контролю температуры и влажности или замкнутое пространство внутри здания с целью мониторинга и управления температурой и влажностью в зоне с помощью одного датчика, например термостата. [3] Методики расчета охлаждающей нагрузки учитывают теплопередачу за счет теплопроводности , конвекции и излучения . Методики включают тепловой баланс, [1] временные ряды излучения, [4] разницу температур охлаждающей нагрузки , передаточную функцию [5] и температуру твердого воздуха . Методы рассчитывают охлаждающую нагрузку в установившихся или динамических условиях, и некоторые из них могут быть более сложными, чем другие. Эти и другие методологии можно найти в справочниках ASHRAE , стандарте ISO 11855, Европейском стандарте (EN) 15243 и EN 15255. [6] ASHRAE рекомендует метод теплового баланса и методы временных рядов излучения. [1]
Дифференциация от притока тепла
Не следует путать охлаждающую нагрузку здания с его притоком тепла. Прирост тепла относится к скорости, с которой тепло передается или генерируется внутри здания. Как и в случае с охлаждающими нагрузками, приток тепла можно разделить на приток явного и скрытого тепла, который может происходить за счет теплопроводности, конвекции и излучения. Теплофизические свойства стен, полов, потолков и окон, плотность мощности освещения (LPD), плотность нагрузки на вилки, плотность населения и эффективность оборудования играют важную роль в определении величины притока тепла в здании. [1] Справочник основ ASHRAE относится к следующим шести режимам ввода тепла: [1]
- Солнечное излучение через прозрачные поверхности
- Отвод тепла через наружные стены и крышу
- Отвод тепла через потолки, полы и межкомнатные перегородки
- Тепло, выделяемое в помещении жильцами, освещением и приборами.
- Передача энергии через прямую вентиляцию помещения и проникновение наружного воздуха
- Различный прирост тепла
Кроме того, скорость отвода тепла - это скорость, с которой тепло фактически отводится из помещения охлаждающим оборудованием. [1] [2] Значения притока тепла, скорости отвода тепла и охлаждающей нагрузки часто не равны из-за эффектов тепловой инерции . Тепло накапливается в массе здания и мебели, задерживая время, в течение которого оно может стать источником тепла и отводиться охлаждающим оборудованием для поддержания требуемых условий в помещении. [2] Другой причиной является неспособность системы охлаждения поддерживать постоянную температуру и влажность по сухому термометру.
Охлаждающие нагрузки в воздушных системах
В воздушных системах , конвективные получает тепло , как предполагается , чтобы стать охлаждения нагрузки мгновенно. Излучение тепла поглощается стенами, полами, потолками и мебелью, вызывая повышение их температуры, которая затем передает тепло воздуху помещения за счет конвекции. [1] Кондуктивный приток тепла преобразуется в конвективный и радиационный приток тепла. Если температура и влажность воздуха в помещении поддерживаются постоянными, то степень отвода тепла и охлаждающая нагрузка помещения равны. [1] Результирующая охлаждающая нагрузка от различных типов воздушных систем в одной и той же строительной среде может быть разной. [7]
Нагрузки на охлаждение в излучающих системах
В излучающих системах не все конвективные тепловыделения мгновенно становятся охлаждающей нагрузкой, потому что излучающие системы имеют ограничения на то, сколько тепла может быть отведено из зоны посредством конвекции. [8] [9] Излучение тепла поглощается активными и неактивными охлаждающими поверхностями. При поглощении активными поверхностями приток тепла становится мгновенной охлаждающей нагрузкой, в противном случае на неактивной поверхности произойдет повышение температуры, что в конечном итоге приведет к передаче тепла в пространство за счет конвекции и излучения. [6]
Рекомендации
- ^ a b c d e f g h i ASHRAE (1 июня 2013 г.). Глава 18: Расчет тепловой нагрузки и охлаждения нежилых помещений (ред. 2013 г.). Атланта, Джорджия: Справочник основ ASHRAE.
- ^ а б в Крейдер, Ян Ф .; Кертисс, Питер С .; Рабл, Ари (2010). Отопление и охлаждение зданий: проектирование для повышения эффективности (Ред. 2-е изд.). Бока-Ратон: CRC Press / Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-4398-1151-1.
- ^ «Энергетический стандарт для зданий, кроме малоэтажных жилых домов». Атланта, Джорджия: ASHRAE. 2013. Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ Спитлер, Джеффри Д .; Фишер, Дэниел Э .; Педерсен, Кертис О. (1997). «Процедура расчета охлаждающей нагрузки радиантного временного ряда». Транзакции ASHRAE . 103 (2): 503–515.
- ^ Миталас, GP (1973). «Метод передаточной функции для расчета охлаждающей нагрузки, отвода тепла и температуры помещения». Журнал ASHRAE . 14 (12): 54–56.
- ^ а б Фэн, Цзинцзюань (май 2014 г.). «Проектирование и управление системами водяного радиационного охлаждения» . Bibcode : 2014PhDT ........ 76F . Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ Скьявон, Стефано; Ли, Кван Хо; Бауман, Фред; Вебстер, Том (февраль 2011 г.). «Упрощенный метод расчета расчетных охлаждающих нагрузок в системах распределения воздуха под полом (UFAD)» . Энергия и здания . 43 (2–3): 517–528. DOI : 10.1016 / j.enbuild.2010.10.017 .
- ^ Фэн, Цзинцзюань (Голубь); Скьявон, Стефано; Бауман, Фред (октябрь 2013 г.). «Разница в нагрузке охлаждения между излучающими и воздушными системами» . Энергия и здания . 65 : 310–321. DOI : 10.1016 / j.enbuild.2013.06.009 .
- ^ Фэн, Цзинцзюань (Голубь); Бауман, Фред; Скьявон, Стефано (декабрь 2014 г.). «Экспериментальное сравнение нагрузки на зону охлаждения между излучающими и воздушными системами» . Энергия и здания . 84 : 152–159. DOI : 10.1016 / j.enbuild.2014.07.080 .