写在前面的话: 尽管本文的结论是,各个层级的负荷加总并不相同，但是如何选取最终的冷热源负荷，空调系统的负荷，各区域的负荷完全取决于设计人员自己。 有的人明知道各个层级负荷不一致，为了保险，仍旧按照最大的负荷进行各个层级的负荷选型和参数确定，这个解释权当然在设计人员本身。明明软件跑出来冷负荷在120w/m2.已经可以了，还要加个1.1的安全系数。可以没问题！无非就是初投资大一点，运行的时候不太节能而已嘛！ 我早就说过，HVAC是软性设计，你想怎么做都行。 正文 对于一个建筑而言，其整体建筑的峰值负荷并不等于每个房间的峰值负荷的和，同样各个层级的峰值负荷也并不等于该层级下的各个房间的峰值负荷的和。即 这是很容易理解的，因为每个房间的峰值负荷出现的时间段不同，当某个房间为峰值负荷的时候，其他的房间并不一定处于峰值负荷的时间段，因此建筑的最大峰值负荷必定小于等于所有房间的峰值负荷的和。其他层级的结论也是一样！ 这一点往往可以从负荷计算软件或者是能耗模拟软件中发现结论。 那么对于末端设备，空气处理设备，水力输送设备，冷源热源的计算和选择是否应该按照各自层级的峰值负荷进行选型呢？ 请大家仔细想一想？ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1.总论 对于建筑峰值负荷的计算，设计人员一般采用计算软件进行计算。 在不同的系列软件中，其输出结果是不一样的，比如 有的软件仅仅输出单个房间的峰值，并注明峰值出现时刻 有的软件则不仅仅有上述的结果，还会输出整体建筑的峰值负荷，并注明峰值出现时刻 本系列将会通过两篇文章对两个典型的系统设计进行分析，分别为 文章一：变风量系统 文章二：定风量系统 说明:为了简化问题的说明，本文均考虑所有系统无再热负荷，无新风负荷。也即所有的负荷全部来自于室内，包括围护，照明，人体，设备，但是不包括新风和再热和渗漏，也不包括风机，水泵的热负荷附加和风管水管的温升 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2.从一个例子说起 有一单层建筑，有四个房间，如下图 经过负荷软件的计算，其最大的夏季峰值冷负荷分别出现在以下时刻[简化版本仅仅用4个时间段]，如下图 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3.VAV变风量系统的计算 现在假定采用VAV系统，R1和R2由一个AHU1负责，R3和R4由一个AHU2负责，空调冷热源使用一次泵输送冷冻水供应两个AHU。 好我们来看一下，如果采用VAV应该如何计算负荷？ 当我们谈论负荷计算时，我们在谈论些什么 在HVAC的计算过程中，负荷涉及到以下的设备的选择和计算 a.末端设备比如VAV box的风量和负荷计算 b.末端系统比如AHU和FCU的风量和负荷计算 c.输送系统水泵的水量和扬程计算 d.冷热源的负荷计算选择 好了我们看一下上面的数据，现在我们使用的是VAV变风量系统，采用AHU，每个AHU负责两个房间，那么各个系统或者末端的负荷和风量如何计算呢？ 在许多VAV系统设计的手册和书籍当中，均已经明确了以下理论 1.对于控制某个区域或者房间的VAV BOX,也即末端设备，计算和选型采用该房间的某时刻的最大负荷，使用显热计算风量 2.对于控制几个VAV BOX的某个AHU来说，计算和选型采用该AHU控制下的所有的房间的同时某时刻的最大负荷，使用全热计算AHU盘管的能力 3.对于输送侧的水泵和冷热源选用整个建筑的所有房间的同时某时刻的最大负荷作为水泵水量和冷热源负荷的计算依据。 让我们来按照以上的理论来计算一下上图中的各个负荷如何选型， 对于R1，其VAV BOX选用50(40)作为负荷计算依据，四个时间段的数据一样， 对于R2，其VAV BOX选用90(72)作为负荷计算依据，峰值时刻在16:00 对于负责R1和R2的AHU1，选用见下表 显然，AHU1的计算负荷为140(112),峰值时刻在16:00，其等于R1和R2的最大值的和 同理， 对于R3，其VAV BOX选用100(80)作为负荷计算依据，峰值时刻在16:00 对于R4，其VAV BOX选用90(72)作为负荷计算依据，峰值时刻在13:00 对于负责R3和R4的AHU2，选用见下表 显然，AHU2的选用为160(128),峰值时刻在13:00，其并不等于R3和R4的最大值的和190(152) AHU2的这种情况是可以理解的，之前已经描述过，因为每个房间出现峰值负荷的时刻不一样，当R3出现峰值的时候，在16:00点，而此时R4并不是峰值，同理当R4出现峰值的时候，R3并不是峰值。 因此AHU的峰值处理能力只要满足两个房间的总共同时刻最大负荷即可！在本例中中为13:00时刻为最大！ 同样对于冷源和水泵的选择，应该满足什么时候的负荷呢？我们继续来看一下 将上述的四个时间段的负荷加总，就可以分别得到冷源的最大负荷。可以看到对于冷源而言，其最大负荷出现在16:00，数值为270. 总结一下:在VAV变风量系统的设计和定方案的过程中 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 对于R1,R2,R3,R4四个房间的VAV BOX的选择，分别为 对于R1，其VAV BOX选用50(40)作为负荷计算依据，四个时间段的数据一样， 对于R2，其VAV BOX选用90(72)作为负荷计算依据，峰值时刻在16:00 对于R3，其VAV BOX选用100(80)作为负荷计算依据，峰值时刻在16:00 对于R4，其VAV BOX选用90(72)作为负荷计算依据，峰值时刻在13:00 四个房间峰值负荷的和值为330(297) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 对于两个AHU的选择 AHU1的计算负荷为140(112),峰值时刻在16:00 AHU2的计算负荷为160(128),峰值时刻在13:00 两个AHU的峰值负荷计算和值为300 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 对于冷源的选择 数值为270.其最大负荷出现在16:00， ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 从上述结论我们看到，对于VAV变风量系统的设计选型 冷机和水泵的峰值负荷<两个AHU的峰值负荷的和<四个房间的峰值负荷的和,并且是从左到右依次增大的 原因上面已经描述过了 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 好了，到这里，如果大家空气调节的负荷计算章节学的扎实的话，应该理解起来都没有什么问题吧？ 有问题的，再去看一遍书！！！ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 下面高能来了，注意，开始划重点， 大家看过相关教材以后，一般直接按照上述的方法进行VAV系统的计算，不过大家有没有想过为什么可以这样算呢? 房间的峰值负荷出现时间不一样当然是一个主要原因，除了这个原因，是不是还有原因？ 有吗？有吗？有吗？ ... ...... ............. ........................ ................................................ 有！ 那就是控制系统， 对于末端的VAVBOX我们一般采用变风量压力无关型的控制系统，也即当某个房间达到最大负荷的时候，该房间的VAVBOX的阀门开到最大值，而此时其他房间没有到达最大值，那么相关的VAVBOX的阀门关小，以满足房间的负荷要求。 即各个房间的负荷可以通过各自的风管阀门的开大关小来进行负荷控制 这还不是全部！星空体育！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！ 同样对于AHU，在AHU的水系统上的电动两通阀门，也可以通过开大和关小来调整AHU所要求的负荷， 当某一台AHU达到最大负荷需求的时候，别的AHU不一定在最大负荷，此时电动两通阀则进行计算后关小到某一开度，满足非最大负荷时候的要求。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 正是因为 1.各个房间的峰值出现时间不一样 2.风管系统上安装了变风量控制阀门，水管上安装了变水量控制阀门 上述两个原因导致了VAV系统的各个层级的负荷可以按照我上述的流程进行计算和选型，如果上述的两个条件有一个不成立，那么就不能这样计算和选型。 特别是第二个条件 在稍后的 文章二----------建筑峰值负荷的讨论2------定风量系统各层级负荷分析 这两篇文章中，我会说明上述的第二个条件如果不成立，那么所有系统的峰值负荷的计算不类似于VAV变风量系统 后注：本文主要侧重于分析VAV系统的各个层级的负荷计算方法，有一些设计项目在VAV的设计中完全采用了所有房间峰值相加的方法，从安全性角度而言是可以保障的，但是作为初投资的选型设计则属于不节能计算方法。 一般性而言，变风量系统的最高层级，即冷热源的负荷是所有房间的峰值负荷的总和的85%-95%左右。 关注本人专栏和讲座，会有不少收获哦！！！ 本人还刚刚注册一个一个微信公众号----建筑暖通小识 如果有新的文章发表，会和知乎同步的。欢迎关注哦！！！建筑设施管理建筑工程行当项目甲方那些事暖通专业学生的求学与择业