空调冷负荷计算公式(空调冷负荷计算)(1)

得热:进入建筑的总热量,包括导热、对流、辐射、直接空气交换;

空调负荷:维持环境空调去除(加入)的冷(热)量。

负荷的定义:

空调冷负荷计算公式(空调冷负荷计算)(2)

送风方式空调房间得热为例:

空调冷负荷计算公式(空调冷负荷计算)(3)

室内得热量由(对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热)两大部分组成。

注:1 负荷估算时,有两面外墙或三面外墙的空调房间的负荷应适当加大。

2 西向、东向房间的负荷应适当加大(特别是玻璃窗的面积较大时)。

建筑物的冷负荷

一. 房间得热量的组成:

a.通过围护结构传入室内的热量;

b.通过外窗进入的太阳辐射热量;

c.人体散热量;

d.照明散热量;

e.设备、器具、管道及其他热源的散热量;

f.食物或物料散热量;

g.各种散湿过程产生的潜热量;

h.渗透空气带入室内得热量。

二.空调房间的冷负荷

应根据各项得热量的种类和性质以及空气调节区的蓄热特性,分别进行计算。

通过围护结构进入的非稳态传热量、透过外窗进入的太阳辐射热量、人体散热量以及非全天使用的设备、照明灯具的散热量等形成的冷负荷,应按非稳态传热方法计算确定,不应将上述得热量的逐时值直接作为各相应时刻冷负荷的即时值。

计算围护结构传热量

外窗采用室外计算逐时温度

夏季空调室外计算逐时温度:tsh=twp βΔtr

Δtr= (twg - twp)/ 0.52

室外温度逐时变化系数β见下表:

时刻123456
β-0.35-0.38-0.42-0.45-0.47-0.41
时刻789101112
β-0.28-0.120.030.160.290.40
时刻131415161718
β0.480.520.510.430.390.28
时刻192021222324
β0.140.00-0.10-0.17-0.23-0.26

参见GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》,表4.1.11。

计算围护结构传热量

外墙和屋顶,采用室外计算逐时综合温度:tzs=tsh ρJ /αw

tzs--夏季空气调节室外计算逐时综合温度,℃;

tsh--夏季空气调节室外计算逐时温度,℃;

ρ--围护结构外表面对于太阳辐射热的吸收系数,《措施》 p49;

J--围护结构所在朝向的逐时太阳总辐射照度,W/m2;

αw--围护结构外表面换热系数,W/(m2*℃);

围护结构外表面换热系数αw

室外平均风速(m/s)1.01.52.02.53.03.54.0
换热系数αw14.017.419.822.124.425.627.9

围护结构外表面对于太阳辐射热的吸收系数ρ

面层类别表面性质表面颜色吸收系数ρ值
石棉材料石棉水泥板0.65
0.72~0.87
粉刷拉毛水泥墙面粗糙、旧米黄0.65
石灰粉刷光滑、新白色0.48
水刷石粗糙、旧浅灰0.68
水泥粉刷墙面光滑、新浅蓝色0.56
砂石粉刷深色0.57
金属镀锌薄钢板光滑、旧灰黑0.89
红砖墙红色0.7~0.77
硅酸盐砖墙不光滑青灰色0.45
混凝土砌块0.65
混凝土墙平滑暗灰0.73
屋面红褐陶瓦屋面红褐0.65~0.74
灰瓦屋面浅灰0.52
水泥屋面素灰0.74
石板瓦银灰色0.75
水泥瓦屋面暗灰0.69
绿豆砂保护屋面浅黑0.65
白石子屋面粗糙0.62
浅色油毛毡屋面不光滑、新浅黑色0.72
黑色油毛毡屋面不光滑、新黑色0.86

计算围护结构传热量

室温波动范围大于或等于±1℃,非轻型外墙采用室外计算日平均综合温度 :tzp=twp ρJp /αw

tzp--夏季空气调节室外计算日平均综合温度,℃;

twp--夏季空气调节室外计算日平均温度,℃;

J p--围护结构所在朝向太阳总辐射照度的日平均值,W/m2;

计算围护结构传热量

对于隔墙、楼板等内围护结构,邻室为非空调区时,采用邻室计算平均温度:tls= twp Δ tls

温度的差值 Δtls ,℃

邻室散热量(w/m3)Δ tls
很少(如办公室和走廊)0~2
<233
23~1165

外墙、屋面的传热形成的逐时冷负荷:CL=K F(tw1–tn)

tw1--外墙或屋顶的逐时冷负荷计算温度,℃;tw1 = tzs

室温波动范围大于或等于±1℃,非轻型外墙传热形成的冷负荷;

CL=K F( tzp – tn )

外窗温差传热形成的逐时冷负荷:CL=K F( tw1– tn )

tw1--外窗的逐时冷负荷计算温度,℃;tw1 = tsh

对于邻室的夏季温差大于3℃时,计算隔墙、楼板等内围护结构传热形成的冷负荷:CL=K F ( tls – tn )

舒适性空调区,夏季可不计算通过地面传热形成的冷负荷。工艺型空调区,有外墙时宜计算距外墙2m范围内的地面传热形成的冷负荷。

透过玻璃窗进入空调区的太阳辐射热形成的逐时冷负荷:CLch2=CsCnCa[ F1Jch.zdCcl.ch (Fch-F1) Jsh.zdC(cl.ch)N]

注:公式中各项参数取值参见《措施》p84之内容。

室外空气渗入形成的显热负荷、全热负荷和湿负荷:

CLx.sh=0.279G·Cp·(tw-tn)

CLq.sh=0.279G’·(Iw-In)

通过外门开启渗入室内的空气量:G1= n ·Vm·γw

Vm --外门开启一次的空气渗入量,m3/(人· h);

n --小时人流量,(人/ h); γw--室外空气密度,kg/m3;

Vm [m3/(人·h)]

每小时通过人数普通门带门斗门转门
单扇一扇以上单扇一扇以上单扇一扇以上
1003.04.752.503.500.801.00
100~7003.04.752.503.500.700.90
700~14003.04.752.253.500.500.60
1400~21002.754.002.253.250.300.30

通过围护结构、门、窗缝隙渗入室内的空气量,可以按换气次数估算:G2= V ·Φ ·γw

换气次数 Φ [次/ h]

容积V500以下500~10001000~15001500~20002000~25002500~30003000以上
Φ0.700.600.550.500.420.400.35

人体的冷负荷和散湿量:CLr=n(q1·Ccl.r q2)·Cr

Wr=n · W ·Cr

Crl---群集系数,查表

n----室内人数;

W---每个人的散湿量,g/h ;查表

灯光的冷负荷:

白炽灯:CL1=N · n1· CcL.1

明装荧光灯(镇流器安装在空调房间内):CL1=(N1 N2) · n1· CcL.1

暗装荧光灯(灯管安装在顶棚的玻璃罩内):CL1=N1l·n1 · n2 · CcL.1

N--白炽灯功率,w; N1--荧光灯功率,w; N2--镇流器功率,w;

n1--同时使用系数;n2--灯罩玻璃反射、顶层通风情况的系数,灯罩上有小孔时,n2=0.5~0.6;安装,灯罩上无孔时,n2=0.6~0.8。

CcL.1---- 照明散热形成的冷负荷系数,查表《措施》p104

计算围护结构传热量

电动设备散热形成的冷负荷:

1 .电动机和驱动设备均在房间内

CLm=1000·n1·n2·n3 · NM · CcL.M /η

2 .电动机在房间内,驱动设备不在房间内

CLm=1000·n1·n2·n3 · NM · CcL.M (1- η)/η

3 .电动机不在房间内,驱动设备在房间内

CLm=1000 ·n1·n2·n3 · NM · CcL.M

Nm --电动设备安装功率,kw;n 1--同时使用系数;

n 2--安装系数,一般 0.7~0.9;n 3--电动机负荷系数,一般 0.4~0.5 ;

CcL.M --电动设备和用具的冷负荷系数,查表;空调供冷系统不连续运行,取1.0;

食物的散热量和散湿量

食物全热取 17.4w/人;

食物显热取 8.7w/人;

食物潜热取 8.7w/人;

食物散湿量取 11.5g/h人。

由暴露水面或潮湿表面蒸发的水蒸气量

G = (α 0.00013v)·(Pq.b – Pq)·A·B/B’

G --散湿量,kg/h;A --敞开水面面积,m2;

Pq.b --水表面温度下的饱和空气的水蒸气分压力,Pa;

Pq --室内空气的水蒸气分压力,Pa;B--标准大气压,1.01325MPa;

v --蒸发表面的空气流速,m/s;

水温(℃)<30405060708090100
α0.000170.000210.000250.000280.000300.000350.000380.00045

三.空调房间的湿负荷

房间湿负荷的组成:

a.人体的散湿量

b.空气渗入带入的湿量

c.化学反应过程的散湿量

d.潮湿的表面、液面的散湿量

e.食品及其他物料的散湿量

f.其他设备的散湿量

确定房间计算冷负荷:

根据前面所述各项冷负荷的计算方法,分别逐时计算,然后逐时叠加,找到综合最大值;

新风冷负荷;

通风机、风管、水泵、冷水管及水箱温升引起的附加冷负荷。

建筑物冷负荷的估算

建筑物冷负荷可按建筑面积估算(方案设计):Q L=q L.S S

q L.S --单位面积冷负荷指标,w/m2

S --建筑物的建筑面积, m2

估算方法目前有很多,各大公司甚至也有自己的估算值。

使用时应注意估算值的不精确性。

国内冷源设备容量:旅馆为70~80W/m2,其他建筑乘以修正系数 k。

冷冻机容量估算指标修正系数 k

建筑类别k 值建筑类别k 值备注
办公楼1.2商店0.8只营业厅空调
图书馆0.5体育馆3.0按比赛馆面积计算
大会堂2~2.5体育馆1.5按总建筑面积计算
医院0.8 ~ 1.0影剧院1.2电影厅
商店1.5/全空调影剧院1.5 ~1.6大剧院

每m2建筑面积冷负荷估算指标

建筑类别指标(W)建筑类别指标(W)备 注
旅馆70~81商店56 ~65只营业厅空调
影剧院84 ~98商店105 ~122全部空调
办公楼84 ~98体育馆209~244按比赛馆面积计算
图书馆35 ~41体育馆105 ~119按总建筑面积计算
大剧院105~130中外合资旅馆105 ~116暖通南社
医院56 ~81

空调冷负荷计算公式(空调冷负荷计算)(4)

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本次更新信息:2016年12月3日。nhvaca

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