鸿业负荷软件计算方法和公式.doc

鸿业负荷软件计算方法和公式.docx
1 负荷计算方法和公式
1.1 冷负荷计算依据和公式
1. 外墙和屋面传热冷负荷计算公式
外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Qτ(W)，按下式计算：
Qτ=K·F·Δtτ-ξ (1.1)
式中：
F—计算面积，㎡；
τ—计算时刻，点钟；
τ-ξ—温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻， 点钟；
Δtτ-ξ—作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，℃。

注：例如对于延迟时间为5小时的外墙,在确定16点房间的传热冷负荷时,应取计算时刻τ=16,时间延迟为ξ=5,作用时刻为τξ=16-5=11。这是因为计算16点钟外墙内表面由于温度波动形成的房间冷负荷是5小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果。
当外墙或屋顶的衰减系数β<0.2时，可用日平均冷负荷Qpj代替各计算时刻的冷负荷Qτ：
Qpj=K·F·Δtpj (1.2)
式中：
Δtpj—负荷温差的日平均值，℃。
2. 外窗的温差传热冷负荷
通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Qτ按下式计算：
Qτ=a·K·F·Δtτ (2.1)
式中：
Δtτ—计算时刻下的负荷温差，℃；
K—传热系数；
a—窗框修正系数。
3. 外窗太阳辐射冷负荷
透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷Qτ，应根据不同情况分别按下列各式计算：
[1]. 当外窗无任何遮阳设施时
 Qτ=F·Xg·Jwτ (3.1)
式中：
Xg—窗的构造修正系数；
Jwτ—计算时刻下，透过无遮阳设施玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/㎡。
[2]. 当外窗只有内遮阳设施时
Qτ=F·Xg·Xz·Jnτ (3.2)
式中：
Xz—内遮阳系数；
Jnτ—计算时刻下，透过有内遮阳设施玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/㎡。
[3]. 当外窗只有外遮阳板时
Qτ=[F1·Jwτ+(F-F1) ·Jwτ0] ·Xg (3.3)
式中：
F1—窗口受到太阳照射时的直射面积，㎡。
Jwτ0—计算时刻下，透过无遮阳设施玻璃太阳散射辐射的冷负荷强度,W/㎡。
[4]. 当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时
Qτ=[F1·Jnτ+(F-F1) ·Jnτ0] ·Xg·Xz (3.4)
式中:
Jnτ0—计算时刻下，透过有内遮阳设施窗玻璃太阳散射辐射的冷负荷强度，W/㎡。
4. 内围护结构的传热冷负荷
[1]. 相邻空间通风良好时
当相邻空间通风良好时，内墙或间层楼板由于温差传热形成的冷负荷可按下式估算：
Q=K·F·(twp-tn) (4.1)
式中：
twp—夏季空气调节室外计算日平均温度，℃；
[2]. 相邻空间有发热量时
通过空调房间内窗、隔墙、楼板或内门等内围护结构的温差传热负荷，按下式计算：
Q=K·F·(twp+Δtls-tn) (4.2)
式中：
Q—稳态冷负荷，下同，W；
tn—夏季空气调节室内计算温度，℃；
Δtls—邻室温升，可根据邻室散热强度采用，℃。
5. 人体冷负荷
人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Qτ，按下式计算：
Qτ=φ·n·q1·Xτ-τ (5.1)
式中：
φ—群体系数；
n—计算时刻空调房间内的总人数；
q1—名成年男子小时显热散热量，W；
τ—计算时刻，h；
τ—人员进入空调区的时刻，h；
τ-τ—从人员进入空调区的时刻算起到计算时刻的持续时间，h；
Xτ-τ—τ-τ时刻人体显热散热的冷负荷系数。
6. 灯光冷负荷
照明设备散热形成的计算时刻冷负荷Qτ，应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算：
白炽灯散热形成的冷负荷
Qτ=n1·N·Xτ-τ (6.1)
镇流器在空调区之外的荧光灯
Qτ=n1·N·Xτ-τ (6.2)
镇流器装在空调区之内的荧光灯
Qτ=1.2·n1·N·Xτ-τ (6.3)
暗装在空调房间吊顶玻璃罩内的荧光灯
Qτ=n0·n1·N·Xτ-τ (6.4)
式中:
N—照明设备的安装功率，W；
n0—考虑玻璃反射，顶棚内通风情况的系数，当荧光灯罩有小孔， 利用自然通风散热于顶棚内时，取为0.5-0.6，荧光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风情况取为0.6-0.8；
n1—同时使用系数，一般为0.5-0.8；
τ—计算时刻，h；
τ—开灯时刻，h；
τ-τ—从开灯时刻算起到计算时刻的时间，h；
Xτ-τ—τ-τ时刻灯具散热的冷负荷系数。
7. 设备冷负荷
热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷Qτ，按下式计算：
Qτ=qs·Xτ-τ (7.1)
式中：
τ—热源投入使用的时刻，h；
τ-τ—从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的持续时间，ｈ；
Xτ-τ—τ-τ时间设备、器具散热的冷负荷系数；
qs—热源的实际散热量，W。
[1]. 电热工艺设备散热量
qs=n1·n2·n3·n4·N (7.2)
[2]. 电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量
qs=n1·n2·n3·N/η (7.3)
[3]. 只有电动机在空调房间内的散热量
qs= n1·n2·n3·N·(1-η) /η (7.4)
[4]. 只有工艺设备在空调房间内的散热量
qs=n1·n2·n3·N (7.5)
式中:
N—设备的总安装功率，W；
η—电动机的效率；
n1—同时使用系数，一般可取0.5-1.0；
n2—安装系数，一般可取0.7-0.9；
n3—负荷系数，即小时平均实耗功率与设计最大功率之比，一般可取0.4-0.5左右；
n4—通风保温系数；
8. 渗透空气显热冷负荷
渗透空气的显冷负荷Q，按下式计算：
Q=0.28·G·(tw-tn)     (8.1)
式中：
G—单位时间渗入室内的总空气量，kg/h；
tw—夏季空调室外干球温度，℃；
tn—室内计算温度，℃。
9. 食物的显热散热冷负荷
进行餐厅冷负荷计算时，需要考虑食物的散热量。食物的显热散热形成的冷负荷，可按每位就餐客人9W考虑。
10. 散湿量与潜热冷负荷
[1]. 人体散湿和潜热冷负荷
人体散湿量按下式计算
Dτ=0.001·φ·nτ·g (10.1.1)
式:
D—散湿量，kg/h；
φ—群体系数;
nτ—计算时刻空调区的总人数；
g—一名成年男子的小时散湿量，g/h。
人体散湿形成的潜热冷负荷Qτ(W)，按下式计算：
Qτ=φ·nτ·q2 (10.1.2)
式中:
q2—一名成年男子小时潜热散热量，W。
[2]. 渗入空气散湿量及潜热冷负
渗透空气带入室内的湿量D (kg/h)，按下式计算：
D=0.001·G·(dw-dn) (10.2.1)
渗入空气形成的潜热冷负荷Q (W)，按下式计算：
Q=0.28·G·(hw-hn) (10.2.2)
式中:
dw—室外空气的含湿量，g/Kg；
dn—室内空气的含湿量，g/Kg；
hw—室外空气的焓，KJ/Kg；
hn—室内空气的焓，KJ/Kg。
[3]. 食物散湿量及潜热冷负荷
餐厅的食物散湿量Dτ(kg/h)，按下式计算：
Dτ=0.012·nτ·φ (10.3.1)
式中:
nτ—就餐总人数。
食物散湿量形成的潜热冷负荷Qτ(W)，按下式计算：
Qτ=700·Dτ (10.3.2)
[4]. 水面蒸发散湿量及潜热冷负荷
敞开水面的蒸发散湿量D (kg/h)，按下式计算：
D=(a+0.00013·v) ·(Pqb-Pq) ·A·B/B1 (10.4.1)
式中:
A—蒸发表面积，㎡；
a—不同水温下的扩散系数；
v—蒸发表面的空气流速；
Pqb—相应于水表面温度下的饱和空气的水蒸气分压力；
Pq—室内空气的水蒸气分压力；
B—标准大气压，101325Pa；
B1—当地大气压（Pa）。
水面蒸发散湿量形成的潜热冷负荷Q(W)，按下式计算：
Q= (2500-2.35·t) ·D·1000 (10.4.2)
式中：
t—水表面温度,℃。
[5]. 水流蒸发散湿量及潜热冷负荷
有水流动的地面，其表面的蒸发水分应按下式计算：
D=G·c·(t1-t2)/γ (10.5.1)
式中:
G—流动的水量，kg/h；
c—水的比热，4.1868kJ/(kg.K)；
t1—水的初温，℃；
t2—水的终温，排入下水管网时的水温，℃；
γ—水的汽化潜热，平均取2450kJ/kg。
水面蒸发散湿量形成的潜热冷负荷Q(W)，按下式计算：
Q= (2500-2.35·(t1+t2)/2) ·D·1000 (10.5.2)
[6]. 化学反应的散热量和散湿量
Q=n1·n2·G·q/3600 (10.6.1)
W=n1·n2·g·w (10.6.2)
Qq=628·W (10.6.2)
式中:
Q—化学反应的全热散热量，W；
n1—考虑不完全燃烧的系数，可取0.95；
n2—负荷系数，即每个燃烧点实际燃料消耗量与其最大燃料消耗量之比，根据工艺使用情况确定；
G—每小时燃料最大消耗量，m3/h；
q—燃料的热值，kJ/m3；
w—燃料的单位散湿量，kg/m3；
W—化学反应的散湿量，kg/h；
Qq—化学反应的潜热散热量，W。
1.2 热负荷计算依据和公式
1. 围护物的基本耗热量Qj的计算
通过供暖房间某一面围护物的温差传热量（也称围护物的基本耗热量）Qτ(W)，按下式计算：
Qj=k·F·(tn-tw) ·a (1.1)
式中：
k—该围护物的传热系数，W/(㎡·℃)；
F—该面围护物的散热面积，㎡；
tn—室内空气计算温度，℃；
tw—供暖室外计算温度，℃；
a—温差修正系数。
[1]. 外墙，屋顶的热桥计算
外墙、屋顶的传热系数当考虑梁、楼板、柱等的热桥影响时，采用外墙平均传热系数Km。按规定，取各成分面积的加权平均值。
[2]. 地面传热计算
当围护物是贴土的非保温地面时，其温差传热量Qj.d(W)用下式计算：
Qj.d=kpj.d ·Fd·(tn-tw) (1.2)
式中：
kpj.d—非保温地面的平均传热系数，W/(㎡·℃);
Fd—房间地面总面积，㎡。
2. 附加耗热量
附加耗热量按基本耗热量的百分数计算。考虑了各项附加后，某面围护物的传热耗热量Q1(W)：
Q1=Qj ·(1+βch+βf+βlang+βm)(1+βfg)(1+βjian) (2.1)
式中：
Qj—该围护物的基本耗热量，W；
βch—朝向修正；
βf—风力修正；
βlang—两面外墙修正；
βm—窗墙面积比过大修正；
βfg—房高修正；
βjian—间歇附加。
3. 通过门、窗缝隙的冷风渗透耗热量Q2(W)
Q2 = 0.28 · Cp ·V · ρw· (tn - tw) (3.1)
式中：
Cp—干空气的定压质量比热容, Cp = 1.0 Kj / (Kg·℃)；
V— 渗透空气的体积流量, m^3 / h；
ρw—室外温度下的空气密度，Kg / m^3；
tn—室内空气计算温度, ℃；
tw—室外供暖计算温度, ℃。
[1]. 缝隙法
l 忽略热压及室外风速沿房高的递增，只计入风压作用时的V的计算方法：
V = ∑（l · L · n） (3.1.1)
式中：
l—房间某朝向上的可开启门、窗缝隙的长度，m；
L—每米门窗缝隙的渗风量，m3/(m • h)；
n—渗风量的朝向修正系数。
l 考虑热压与风压的联合作用，且室外风速随高度递增时的计算方法（暖通与空调设计规范规定之方法）:
V = l1 · L0 · pow(m, b) (3.1.2)
式中：
l1—外门窗缝隙长度, m；
L0—每米门窗缝隙的基准渗风量, m^3 / h.m；
m—门窗缝隙的渗风量综合修正系数；
b—门窗缝隙渗风指数, b = 0.56 ~ 0.78 当无实测数据的时候可以取 b = 0.67。
L0 的确定:
L = a1 · pow( (v10 · v10 ·ρw / 2), b ) (3.1.3)
a1—门窗缝隙渗系数, m^3/(m * h * Pab), 注: Pab代表: Pa(帕)的b次方；
v10—基准高度冬季室外最多风向的平均风速, m/s。
m 的确定:
m = Cr·Cf·( pow(n, 1/b) + C ) · Ch (3.1.4)
式中：
Cr—热压系数；
Cf—风压差系数, m / s, 当无实测数据的时候,可取 0.7；
C—作用于门窗分析两侧的有效热压差和有效风压差之比；
Ch—高度修正系数, 可按下式计算。
Ch = 0.3·pow( h, 0.4 ) (3.1.5)
h—计算门窗的中心线的标高。
C 的确定
C=70·{(hz - h)/[Cf ·v10 ·v10 ·pow( h, 0.4)]}·[(tn' - tw)/(273+ tn')] (3.1.6)
式中：
hz—热压单独作用下, 建筑物中和界的标高, m；
tn'—建筑物内形成热压作用的竖井计算温度。
[2]. 换气次数法
V = K·Vf (3.2.1)
式中：
V—房间冷风渗透量，m3/h;
K—换气次数，1/h;
Vf —房间的净面积，m3。

单层工业厂房的门、窗缝隙冷风渗透耗热量Q2可按《实用供热空调设计手册》第二版中表5.1- 16估定
多层工业车间的外门窗缝隙渗风耗热，当车间内无其他人工通风系统工作，无天窗，无大量余热产生时，每米缝隙渗风量可按民用多层建筑渗风量计算，用缝隙法合适，计算得渗风量后，再计算其耗热。
4. 外门开启冲入冷风耗热量Q3(W)
请参考《实用供热空调设计手册》第二版P314。
5. 单层厂房的大门开启冲入冷风耗热量Q3(W)
每班开启时间等于或者小于15min的大门，采用附加率法确定其大门冲入冷风耗热
附加在大门的基本耗热量上，附加率为200% ~ 500%
每班开启时间大于15min的大门，按下面经验公式确定其大门开启冲入冷风量G（kg/s）:
G=A+(a+N·vw)·F (5.1)
式中：
G—冲入冷风量，kg/s
a—常数
N—常数，当大门尺寸为3.0m×3.0m时，N=0.25
当大门尺寸为4.0m×4.0m时，N=0.2
当大门尺寸为4.7m×5.6m时，N=0.15
vw—冬季室外平均风速，m/s
F—车间上部可能开启的排风窗或排气孔的面积，m2
多层厂房大门开启冲入冷风耗热量可按民用多层建筑外门开启冲入冷风耗热量计算，条件是车间内无机械通风造成的余压（或正或负），无天窗，无大量余热。