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一种大空间分层空调的设计方法及其应用摘要：本文探讨并应用了一种基于多区热质平衡模型的分层空调设计方法。
多区热质平衡模型包括多股射流速度重合与流量、垂直壁面换热与流动、表面热平衡、区域热质平衡等子模型。
该方法从研究多股平行非等温射流的特性以及大空间垂直温度分布特点入手，其计算条件为相应的室外计算参数、空间几何尺寸、围护结构传热特性以及内部已知散热源，计算过程包含了传导、对流和辐射的三传耦合。
通过模型的求解，可以得出相应的设计参数，如空调负荷、空调送风量、喷口的尺寸与数量等。
在稳态条件假设下，与原有的分层空调设计方法进行了比较，指出了原有方法的不足之处。
关键词：热质平衡模型分层空调稳态假设1 分层空调技术背景1.1 技术发展近年来，大空间建筑在工业和民用场合出现越来越多，分层空调技术在各类大空间建筑中应用也更加广泛。
分层空调作为一种特殊的气流方式，于20世纪60年代最早出现在美国，后又在日本、中国等开始大量应用[1]。
分层空调一般可以定义为：在大空间两侧或单侧腰部设置送风喷口，下部同侧均匀设置回风口，运用多股平行非等温射流将空间隔断为上下两部分，仅对下部空调，形成“空调区”，对上部通风形成“非空调区”。
国外学者曾对分层空调气流进行了模型试验，并试图对分层空调进行理论解析，但其结论很难应用于实际工程[2]。
20世纪80年代，中国建筑科学研究院对分层空调进行了大量的模型试验，提出了“分层空调气流组织计算方法”、“分层空调热转移负荷计算方法”等[2， 3]，成为目前国内大空间建筑分层空调设计的主要参考依据。
此后，又有人采用CFD技术、简易能量平衡模型等手段对分层空调横向隔断气流以及室内温度分布进行了研究，特别是对垂直温度分布特点的研究已成为进一步解决大空间建筑节能和良好热舒适环境的重要途径，文献[4]结合国内外研究现状，综述了近些年CFD模型、能量平衡法、实验手段等方面的重要进展。
1.2 存在问题就目前来看，关于多股平行非等温射流的理论已较为成熟，从实验、解析到数值模拟都有一些研究成果[2， 5， 6]。
高大车间空调负荷计算全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：高大车间一般指的是面积较大、高度较高的工业生产车间，这种车间通常需要配备空调系统以确保内部温度和湿度的稳定，提高工作人员的舒适度和生产效率。
而对于空调系统的设计和运行管理来说，准确计算空调负荷是非常重要的一环。
一般来说，车间空调负荷包括两部分：感热负荷和潜热负荷。
感热负荷是指车间内各种设备和人员工作所产生的热量以及外界气象条件对车间内温度的影响；而潜热负荷则是指车间内水蒸气或其他挥发性物质所带来的潜热负荷。
准确计算这两部分的负荷是确保空调系统正常运行和满足舒适度要求的前提。
对于感热负荷的计算，需要考虑车间内的照明设备、生产设备、人员活动等因素所产生的热量。
一般可以通过热平衡公式进行计算，公式如下：Q = Σ(Qs + Qp + Qr + Qm)Qs为采光设备的感热负荷，Qp为生产设备的感热负荷，Qr为人员活动的感热负荷，Qm为外部气象条件对车间内温度的影响。
通过对各项因素的具体测量和计算，可以得出车间内的感热负荷值。
对于潜热负荷的计算，需要考虑车间内水汽或其他挥发性物质的蒸发所带来的潜热。
一般可以通过水蒸发量和挥发物质的蒸发量来计算，公式如下：Qv = m × (λ + Cp × (T1 - T0))Qv为潜热负荷，m为水蒸发量或挥发物质的蒸发量，λ为水的汽化热，Cp为水的比热容，T1为水或挥发物质的温度，T0为车间内的湿度。
通过对感热负荷和潜热负荷的计算，可以得出车间空调系统需要处理的总负荷值。
根据这个负荷值，可以选择合适的空调设备，并正确设置空调系统的运行模式和参数，确保车间内的温度和湿度在可控范围内。
在实际运行中，还需要考虑空调系统的节能问题。
可以通过优化设备的布局、调整空调系统的开关机时间、增加隔热材料等方式来减少空调负荷，降低能耗。
对于高大车间空调系统的维护和保养也非常重要，及时清洁空调滤网、检查管路是否漏气等都可以有效延长设备的使用寿命。
高大空间空调负荷计算一、引言空调负荷计算是工程设计中非常重要的一环，特别是在高大空间的设计中更为关键。
准确计算空调负荷可以帮助我们选择合适的空调设备，确保室内空气质量和舒适度，同时避免能源浪费。
本文将介绍高大空间空调负荷计算的方法和注意事项。
二、高大空间特点高大空间通常具有以下特点：空间体积大、层高高、人员密集、照明设备众多、热源辐射等。
这些特点都会对空调负荷产生影响，因此需要综合考虑这些因素进行计算。
三、空调负荷计算方法1. 冷负荷计算冷负荷计算是指在夏季工作条件下，空调系统需要排除的热量。
常用的计算方法有传热负荷法、热平衡法和热辐射法等。
在高大空间中，由于空气对流不畅，需要考虑热空气上升、热辐射和热传导等因素，因此传热负荷法是比较适用的方法。
2. 热负荷计算热负荷计算是指在冬季工作条件下，空调系统需要补充的热量。
常用的计算方法有传热负荷法、热平衡法和热辐射法等。
在高大空间中，由于空气对流不畅，需要考虑导热、热辐射和热传导等因素，因此传热负荷法是比较适用的方法。
四、空调负荷计算注意事项1. 考虑空间结构在计算过程中，要充分考虑空间结构对热传导和热辐射的影响。
例如，高大空间通常具有较高的层高，导致上部空气温度较高，需要特别关注热空气上升对冷负荷的影响。
2. 考虑人员密集度人员密集度对空调负荷也有很大的影响。
人体代谢产生的热量和呼吸产生的湿气都会增加空调负荷。
因此，在计算过程中要根据人员密集度进行修正。
3. 考虑照明设备照明设备也是高大空间中的重要热源之一。
在计算过程中，要考虑照明设备的功率和使用时间，将其纳入负荷计算中。
4. 考虑热辐射由于高大空间中通常存在大量的热源，热辐射对空调负荷的影响也不容忽视。
在计算过程中，要考虑热辐射对冷负荷和热负荷的影响，并进行合理的修正。
五、结论高大空间空调负荷的准确计算对于工程设计来说至关重要。
通过综合考虑空间特点、冷负荷和热负荷等因素，可以选择合适的空调设备，确保室内空气质量和舒适度，同时避免能源浪费。
1、冷负荷计算（一）外墙的冷负荷计算通过墙体、天棚的得热量形成的冷负荷,可按下式计算：CLQτ=KF⊿tτ-ε W式中 K——围护结构传热系数,W/m2•K;F——墙体的面积，m2；β—-衰减系数；ν—-围护结构外侧综合温度的波幅与内表面温度波幅的比值为该墙体的传热衰减度；τ-—计算时间，h；ε——围护结构表面受到周期为24小时谐性温度波作用，温度波传到内表面的时间延迟，h；τ-ε——温度波的作用时间，即温度波作用于围护结构内表面的时间，h；⊿tε—τ—-作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差,简称负荷温差.(二）窗户的冷负荷计算通过窗户进入室内的得热量有瞬变传热得热和日射得热量两部分,日射得热量又分成两部分:直接透射到室内的太阳辐射热qt和被玻璃吸收的太阳辐射热传向室内的热量qα。
（a)窗户瞬变传热得形成的冷负荷本次工程窗户为一个框二层3。
0mm厚玻璃，主要计算参数K=3。
5 W/m2•K。
工程中用下式计算：CLQτ=KF⊿tτ W式中 K——窗户传热系数，W/m2•K；F-—窗户的面积，m2；⊿tτ——计算时刻的负荷温差，℃。
（b)窗户日射得热形成的冷负荷日射得热取决于很多因素，从太阳辐射方面来说，辐射强度、入射角均依纬度、月份、日期、时间的不同而不同。
从窗户本身来说，它随玻璃的光学性能，是否有遮阳装置以及窗户结构(钢、木窗，单、双层玻璃)而异。
此外，还与内外放热系数有关。
工程中用下式计算：CLQj•τ= xg xd Cs Cn Jj•τ W式中 xg——窗户的有效面积系数；xd-—地点修正系数;Jj•τ——计算时刻时,透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷，简称负荷，W/m2；Cs—-窗玻璃的遮挡系数；Cn-—窗内遮阳设施的遮阳系数.(三)外门的冷负荷计算当房间送风两大于回风量而保持相当的正压时,如形成正压的风量大于无正压时渗入室内的空气量，则可不计算由于门、窗缝隙渗入空气的热、湿量。
如正压风量较小，则应计算一部分渗入空气带来的热、湿量或提高正压风量的数值.（a）外门瞬变传热得形成的冷负荷计算方法同窗户瞬变传热得形成的冷负荷.（b)外门日射得热形成的冷负荷计算方法同窗户日射得热形成的冷负荷，但一层大门一般有遮阳。
葛洲坝高大厂房分层空调的设计和运行经验李光华 张生权 吴云翔 金 峰摘 要：本文阐述了分层空调技术的形成机理以及在国内外的发展概况，回顾了葛洲坝二江、大江电站主厂房发电机层分层空调系统的设计及安装调试过程。
通过设计回访，对所了解到的系统运行状况及实际存在的问题进行了分析和总结，对分层空调这一技术在水电站厂房的应用进行了设计后评价及展望。
关键词：葛洲坝 分层空调 设计和运行 后评价1 概述1.1分层空调的机理 随着我国经济建设的不断发展，人民生活水平的不断提高，空调技术的应用日趋广泛，空调耗能量迅速增加。
有资料显示，在我国城市中，空调用电负荷在整个用电负荷中所占的比例越来越大，而在西方发达国家，空调用电要占到整个国家发电总量的一半以上，因此空调节能的迫切性也就日益突出。
高大工业厂房，面积一般在数千乃至数万平方米以上，厂房的高度均在十米以上，对于这样的厂房，如果要进行全室空调，其空调的耗能是相当可观的。
实际上在这种高大空调厂房中，需要空调的往往仅为下部2～3米高的工作区域，因此，可以采用一种“分层空调”的方式，即利用一道空气幕，将厂房在高度上一分为二：空气幕的下方为空调区，利用合理的气流组织对其进行空气调节，从而达到并满足工艺和人员所需要的温、湿度要求；空气幕的上方（厂房上部较大的空间）为非空调区，非空调区不予空调，可根据该区热负荷强度酌情采取一般通风排热措施或者不采取任何排热措施。
实践证明，采用分层空调，与全室空调相比，可显著节省空调能量，制冷负荷节约率在14%～50%之间。
因此，在高大空调厂房中，当厂房高度H ≥10米，厂房容积V ≥1万米3，空调区高度与厂房高度之比h 1/H ≦1/2时，这种空调方式尤其值得推荐采用。
1.2分层空调技术的发展与应用早在二十世纪六、七十年代，美国、日本等发达国家就已经开始采用分层空调技术，而且节能效果显著。
七十年代初，美国堪萨斯大学的学者对分层空调的负荷和气流组织进行了研究，并用数学模型进行了解析。
分层空调在高大空间建筑中的应用【摘要】本文在相关理论指导及多年的实践工作经验基础上，通过简单论述国内外对分层空调的研究动态、分层空调应用于高大空间建筑特点、分层空调的负荷计算与气流组织形式，旨在分层空调在满足空调区域舒适性要求的同时，最大限度降低其高大空间建筑的耗能，节省运营成本，对分层空调在高大空间建筑的应用有一定的借鉴意义。
【关键词】分层空调;高大空间;气流组织;应用【Abstract】In this paper, the theory of guidance and many years of practical experience on the basis of a simple discussion of air conditioning at home and abroad to study the dynamic hierarchical, stratified air conditioning applied to architectural features large space, air conditioning load calculation hierarchical forms of organization and flow designed to meet the stratified air conditioning in the comfort of air-conditioned area requirements while minimizing energy consumption and its large space building, saving operating costs, stratified air conditioning in large space building application has a certain significance.【Key words】stratified air conditioning; large space; air distribution; applications1．前言随着我国经济的不断发展，人们对社会生活环境提出的高要求，国家对建筑节能日益重视，使得分层空调技术逐渐被广泛应用于高大空间建筑中。
高大洁净厂房分层净化空调设计发表时间：2018-10-16T10:38:11.307Z 来源：《防护工程》2018年第14期作者：孙斌辉孙敬龙马园园[导读] 近年来,高大空间建筑物在工业和国防工程中的应用逐步增多,但目前对于高大空间洁净空调技术的研究和应用都很少孙斌辉孙敬龙马园园航天建筑设计研究院有限公司摘要:近年来,高大空间建筑物在工业和国防工程中的应用逐步增多,但目前对于高大空间洁净空调技术的研究和应用都很少。
在以往的洁净空调工程设计中,对于洁净厂房多采用全空间净化的设计思路,能耗巨大。
但高大空间类型的洁净厂房,往往使用上并不要求全空间净化,只是对某一高度以下区域(简称工作区)有洁净度等级和温湿度控制要求。
洁净分层空调不仅较好地解决了非全空间净化的问题,而且在满足工艺条件的同时,缩短了工程的施工周期,大大减少了系统的循环处理风量和冷量,节约了初投资和运行费用。
因此，本文针对高大洁净厂房分层净化空调设计进行了分析。
关键词:高大洁净厂房；分层空调系统；设计1.项目建筑概况及洁净厂房特征1.1项目建筑概况某总装测试试验中心厂房,其总建筑面积为67035m2,建筑总占地面积为34207m2。
建筑为戊类厂房。
其中，装配测试净化区为该厂房较大的核心区域，主要服务于洁净环境中的大型设备组装、测试。
该区域根据产品装配、竖向起吊和产品检测的工艺需求，采用钢筋混凝土双支柱，屋顶钢网架结构形式，屋架下弦高度为23.6m，双支柱间距为1.6m，且两柱之间设斜拉杆作为柱间支撑。
墙壁及顶板采用100mm厚的金属夹芯净化壁板，地面为防静电自流平地面。
净化区平面示意见图1。
图1 净化区平面示意图1.2高大洁净厂房特征1.2.1厂房空间特征产品在高大净化空调环境中进行工作所占有效空间相对较小，对于这类型的高大空间往往不需要全室净化。
1.2.2使用时间的特征根据工艺条件，本厂房在工作班次相对集中，常常表现出明显的周期性及不均衡性。
分层空调与置换通风的数值模拟及比较摘要:随着现代生活水平的提高，人们除了对电影或文艺演出等舞台艺术的质量要求提高外，对观赏环境也提出了很高要求。
在剧场中，观众席是整个建筑的核心部分，也是空调作用的重点。
而观众席的气流组织处理，是实现人工环境要求的最主要手段。
因此，将研究重点放在剧场观众席的气流组织上。
本文选取一个剧场的简化模型，分别采用混合通风及置换通风两种通风方式。
在混和通风中采用了侧送下回的气流组织形式，置换通风中采用两种气流组织形式，使用商业软件Airpak，通过数值模拟的方法，分析研究了建筑物内的气流组织、热舒适性。
并对结果进行分析。
模拟结果较为直观的展示了不同通风方式对室内气流组织的影响。
本课题所采用的气流组织形式，是目前高大空间建筑较有代表性的几种，通过模拟的结果，可以对工程设计起到一定的借鉴作用。
关键词剧场；数值模拟；气流组热；热舒适性1.剧场空调负荷的研究在高大建筑的空调中，从高度上划分成空调区和非空调区的空调设计方法称为分层空调设计。
采用分层空调方法计算影剧院等高大空间的空调负荷可以有效地节约能耗。
分层空调的负荷由两部分组成，即空调区本身的冷负荷和非空调区冷负荷转入空调区的部分。
在满足使用要求的前提下，空调区的高度越低则空调负荷越小。
其具体计算方法多种多样，工程中使用较多的做法可以归纳为以下几种：（1）经验系数法。
这是目前各国实际工程设计最为普遍采用的做法。
我国有关技术措施[1]规定：高大空间采用分层空调时，可按全室空调逐时冷负荷的综合最大值乘以经验系数作为房间冷负荷，经验系数为0.5～0.85。
1976年美国Dean和1978年Beier及Gorton提出分层空调算法并应用于实际，采用上部非空调区得热的60％转移到空调区内与下部空调区的全部得热构成空调总负荷，还有美国设计者将上部非空调区屋顶和侧墙得热的30％和上部照明发热量的50％计入空调总负荷的方法[2]。
经验系数法较为简便，但作为经验值，比较粗糙，准确性较低。
