發(fā)布時(shí)間:2025-11-21 14:04:13 人氣:1229
這是最常用和基礎(chǔ)的計(jì)算方法,主要為了消除顯熱,控制溫度。
公式:Q = Qs / (ρ × Cp × Δt)
其中:
Q:所需送風(fēng)量 (m3/h)
Qs:室內(nèi)總顯熱冷負(fù)荷 (kW)
包括:設(shè)備發(fā)熱、人員顯熱、照明散熱、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱等。
ρ:空氣密度 (kg/m3),標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下可取 1.2
Cp:空氣的定壓比熱容 (kJ/kg·K),可取 1.005
Δt:送風(fēng)溫差,即 室內(nèi)設(shè)定溫度 - 送風(fēng)溫度 (°C 或 K)
簡(jiǎn)化公式:
將 ρ ≈ 1.2 和 Cp ≈ 1.005 代入上式,可以得到一個(gè)工程上非常實(shí)用的簡(jiǎn)化公式:Q ≈ 3000 × Qs / Δt
(單位:Q-m3/h, Qs-kW, Δt-°C)
關(guān)鍵參數(shù) Δt(送風(fēng)溫差)的選取:
對(duì)于常規(guī)舒適性空調(diào),Δt 可能達(dá)到 8~10°C。
對(duì)于恒溫恒濕精度要求高的環(huán)境,Δt 必須取得較小,通常為 3~6°C。
原因:過(guò)大的送風(fēng)溫差會(huì)導(dǎo)致送風(fēng)溫度過(guò)低,可能使室溫分布不均、控制精度下降,甚至導(dǎo)致風(fēng)口結(jié)露。同時(shí),為了達(dá)到較小的 Δt,就需要更大的風(fēng)量。
這個(gè)計(jì)算是為了消除濕負(fù)荷,控制濕度。在某些濕負(fù)荷較大的場(chǎng)合(如人員密集、有產(chǎn)濕工藝),此方法計(jì)算出的風(fēng)量可能更大。
公式:Q = W / (ρ × Δd)
其中:
Q:所需送風(fēng)量 (m3/h)
W:室內(nèi)總濕負(fù)荷 (kg/h 或 g/s,注意單位統(tǒng)一)
ρ:空氣密度 (kg/m3),取 1.2
Δd:送風(fēng)含濕量差,即 室內(nèi)空氣含濕量 - 送風(fēng)空氣含濕量 (g/kg 干空氣 或 kg/kg 干空氣,注意單位統(tǒng)一)
簡(jiǎn)化思路:
通常,我們更習(xí)慣于使用焓濕圖來(lái)計(jì)算。潛熱冷負(fù)荷 Ql (kW) 與濕負(fù)荷 W (kg/s) 的關(guān)系為:Ql = W × hfg (其中 hfg 是水的汽化潛熱,約等于 2501 kJ/kg)。
因此,公式可以轉(zhuǎn)化為:Q = Ql / (ρ × Δh)
其中 Δh 是送風(fēng)焓差。但在實(shí)際工程中,直接使用含濕量差 Δd 更為直觀。
舉例: 計(jì)算一個(gè)恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室的送風(fēng)量。
房間要求:溫度 23±1°C,濕度 50±5%RH
室內(nèi)顯熱冷負(fù)荷 Qs = 10 kW
室內(nèi)濕負(fù)荷 W = 1.5 kg/h (0.000417 kg/s)
室內(nèi)空氣狀態(tài) (23°C, 50%):查焓濕圖得,含濕量 d? ≈ 8.8 g/kg 干空氣
送風(fēng)狀態(tài)設(shè)定:送風(fēng)溫度 18°C(即 Δt = 5°C),假設(shè)機(jī)器露點(diǎn)為 12°C(相對(duì)濕度約90%,含濕量 d? ≈ 8.0 g/kg 干空氣)
步驟1:按顯熱冷負(fù)荷計(jì)算風(fēng)量
使用簡(jiǎn)化公式:Q? ≈ 3000 × Qs / Δt = 3000 × 10 / 5 = 6,000 m3/h
步驟2:按濕負(fù)荷計(jì)算風(fēng)量Δd = d? - d? = 8.8 - 8.0 = 0.8 g/kg = 0.0008 kg/kgQ? = W / (ρ × Δd) = 0.000417 kg/s / (1.2 kg/m3 × 0.0008 kg/kg)Q? ≈ 0.434 m3/s × 3600 ≈ 1,562 m3/h
步驟3:比較并確定設(shè)計(jì)風(fēng)量
Q? = 6,000 m3/h
Q? = 1,562 m3/h
比較發(fā)現(xiàn),由顯熱冷負(fù)荷計(jì)算出的風(fēng)量 Q? 遠(yuǎn)大于由濕負(fù)荷計(jì)算出的風(fēng)量 Q?。因此,該房間的設(shè)計(jì)送風(fēng)量應(yīng)由溫度控制需求決定,最終確定為 6,000 m3/h。
結(jié)論: 在此例中,溫度控制是主導(dǎo)因素。
雖然恒溫恒濕風(fēng)量主要由負(fù)荷決定,但為了保證房間的氣流組織均勻、溫濕度穩(wěn)定,其換氣次數(shù)通常遠(yuǎn)高于普通舒適性空調(diào)。
公式:n = Q / V
n:換氣次數(shù) (次/h)
Q:計(jì)算出的送風(fēng)量 (m3/h)
V:房間容積 (m3)
恒溫恒濕環(huán)境的典型換氣次數(shù)范圍:
對(duì)于精度要求為 ±1°C, ±5%RH 的環(huán)境,換氣次數(shù)通常在 15 - 30 次/h。
對(duì)于精度要求更高(如 ±0.5°C, ±2%RH)的環(huán)境,換氣次數(shù)可能達(dá)到 30 - 50 次/h 甚至更高。
在上例中,如果房間面積為 30 m2,層高 3m,則容積 V=90 m3。
換氣次數(shù) n = 6000 / 90 ≈ 67 次/h。這個(gè)值非常高,完全滿足高精度恒溫恒濕環(huán)境對(duì)氣流組織的要求。
恒溫恒濕風(fēng)量計(jì)算的核心邏輯是:
首要計(jì)算:根據(jù) Q ≈ 3000 × Qs / Δt 計(jì)算滿足顯熱冷負(fù)荷的風(fēng)量。
必要校核:根據(jù) Q = W / (ρ × Δd) 校核是否滿足除濕要求,并取兩者中的較大值。
最終驗(yàn)證:計(jì)算換氣次數(shù) n,確保其落在恒溫恒濕工程推薦的合理范圍內(nèi)(通常 >15次/h),以保證控制精度和均勻性。
