空调设计负荷计算.docx

夏季冷负荷计算
围护结构冷负荷
外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷计算：
（1）
式中  ——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；
——该面围护物的传热系数，W/（㎡·℃），可根据外墙和屋面的不同构造由《暖通空调》附录2－2和附录2－3中查取；
 A—— 外墙和屋面的计算面积，㎡；
 ——室内设计温度，℃；
   ——外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，℃，根据外墙和屋面的不同类型分别在《暖通空调》附录2－4和附录2－5中查取。
外玻璃窗瞬变传热引起冷负荷
（2）
式中 ——外玻璃窗的传热系数，W/（㎡·℃），可由《暖通空调》附录2－7和2－8查得；
——外玻璃窗的计算面积，㎡；
——外窗的冷负荷温度的逐时值，℃，可由《暖通空调》附录2－10查得。
透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷
（3）
式中 ——窗口面积，㎡；
——窗玻璃的遮阳系数，由《暖通空调》附录2－13查得；
——窗内遮阳设施的遮阳系数，由附录2－14查得；
——有效面积系数，由《暖通空调》附录2－15查得；
——窗玻璃冷负荷系数，由《暖通空调》附录2－16至附录2－19查得。
人体散热形成的冷负荷
（4）
式中 ——人体显热散热形成的冷负荷，W；
——群集系数，见《暖通空调》表2－12；
——计算时刻空调房间的总人数；
——不同室温和劳动性质成年男子小时显热散热量，见《暖通空调》表 2－13；
——人体显热散热冷负荷系数，由《暖通空调》附录2－23查得。
照明散热形成的冷负荷
（5）
式中 ——灯具散热形成的冷负荷，W；
——照明灯具所需功率，kW；
——镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取 ＝1.2；当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时，可取＝1.0；
——灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部穿有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散热于顶棚内时，取为0.5～0.6，而荧光灯罩无通风孔者取为0.6～0.8；
——照明散热的冷负荷系数，见《暖通空调》附录2－22查得。
夏季湿负荷计算
人体散湿量
（6）
式中  ——计算时刻空调房间的总人数；
——群集系数，见《暖通空调》表2－12；
——成年男子的小时散湿量，g/h；
——人体散湿量，kg/s。
敞开水表面散湿量
（7）
式中 ——敞开水表面的散湿量，kg/s；
——单位水面蒸发量，kg/(m2·h)，见《暖通空调》表2－14；
A ——蒸发表面面积，m2。
夏季新风冷负荷计算
（8）
式中 ——新风量，kg/s；
——室外空气的焓值，kJ/kg；
——室内空气的焓值，kJ/kg。
下面以第三层北面最西侧的办公室为例计算夏季负荷。
已知条件：
(1) 屋顶，属于Ⅱ型，传热系数K=0.48W/(㎡.K) 。
(2) 外墙，属于Ⅱ型，传热系数K=1.50W/(㎡.K) 。
(3) 外窗，双层窗，3mm厚普通玻璃；金属窗框，80%玻璃；白色窗帘（浅色）。
(4) 内墙，邻室包括走廊，均与客房温度相同。
(5) 每间办公室四个人，在房内的总小时数是9，时间为早九点到晚五点。
(6) 室内压力稍高于室外大气压力
(7) 室内照明：荧光灯明装，2000W，开灯时间随机，按四个小时预算。
(8) 空调设计运行时间为9个小时。
(9) 上海市室外气象条件，空调室外计算干球温度为34℃，空调室外计算湿球温度为28.2℃。
(10) 客房计算参数，室内空气干球温度为26℃，空气相对湿度≤65%，新风量
≥30m³/(人.h)。
按上述条件，分项计算如下：
1.屋顶负荷
由附录2-5查的负荷计算温度逐时值，即可按（1）计算出屋顶逐时冷负荷，计算结果列于表一。
表一
屋顶冷负荷

9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00

37
36.1
35.6
35.6
36.0
37.0
38.4
40.1
41.9

0.1
ka
1.0
时间
0.94
tc（t）
34.874
34.028
33.558
33.558
33.934
34.874
36.19
37.788
39.48
#td
26
K
0.48
A
19.44
Qtc（t）
82.8050688
74.91087
70.52521
70.52521
74.03374
82.80507
95.08493
109.9962
125.7846
2.北外墙冷负荷
由附录2-4查得Ⅱ型外墙冷负荷计算温度，将其逐时值及计算结果列入表二中.
表二
北外墙冷负荷
时间
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
tc（t）
32.1
31.8
31.0
31.4
31.3
31.2
31.2
31.3
31.4
#td
1.2
ka
1.0
kp
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
0.94
t‘c（t）
31.302
29.892
29.14
29.516
29.422
29.328
29.328
29.422
29.516
tR
26
26
26
26
26
26
26
26
26
#t
5.302
3.892
3.14
3.516
3.422
3.328
3.328
3.422
3.516
K
1.5
A
9.72
Qtc（t）
77.30316
73.1916
62.22744
67.70952
66.339
64.96848
64.96848
66.339
67.70952

3.西外墙冷负荷
计算结果列入表三中
西外墙冷负荷
时间
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17：:0
tc（t）
37.30
36.80
36.30
35.90
35.50
35.20
34.90
34.80
34.80
#td
0.50
ka
1.00
kp
0.94
t‘c（t）
35.53
35.06
34.59
34.22
33.84
33.56
33.28
33.18
33.18
tR
26.00
26.00
26.00
26.00
26.00
26.00
26.00
26.00
26.00
#t
9.532
9.062
8.592
8.21
7.84
7.558
7.276
7.182
7.182
K
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
A
19.44
19.44
19.44
19.44
19.44
19.44
19.44
19.44
19.44
Qtc（t）
277.95
264.25
250.54
239.58
228.61
220.39
212.17
209.43
209.43
表三

4.北窗瞬时传热冷负荷
根据ai=8.7W/(㎡.K),ao=18.62 W/(㎡.K)，由附录2-8查得KW=3.01 W/(㎡.K).再由附录2-9查得玻璃窗传热系数的修正值，对金属框双层玻璃窗应乘1.2的修正系数。由附录2-10查出玻璃窗冷负荷计算温度tc（t），再根据公式（2）计算，计算结果列入表四中。
表四
北外窗瞬时传热冷负荷
时间
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
tc（t）
27.9
29.0
29.9
30.8
31.5
31.9
32.2
32.2
32.0
#td
1
t‘c（t）
28.9
29.0
29.9
30.8
31.5
31.9
32.2
32.2
32.0
tR
26
26
26
26
26
26
26
26
26
#t
2.9
3
3.9
4.8
5.5
5.9
6.2
6.2
6
K
3.612
A
3.24
Qtc（t）
33.938352
46.81152
57.34411
67.8767
76.06872
80.74987
84.26074
84.26074
81.92016
5.透过玻璃窗日射得热引起的冷负荷
由附录2-15查得双层玻璃有效面积系数Ca=0.75，故窗户的有效面积Aw=0.75X1.8X1.8= 2.43㎡；
由附录2-13查得遮挡系数Cs =0.86，由附录2-14查得遮阳系数Ci=0.5，综合遮阳系数为0.43.再由附录2-12查得纬度为30°时，北向日射得热因数最大值Dj，max=115W/㎡。因上海属于北纬31°2′，属于北区，故由附录2-17查得北区有内遮阳的玻璃窗冷负荷系数逐时值CLQ。用公式（3）计算逐时进入玻璃窗日射得热引起的冷负荷，列入表五中。
表五
北窗投入日射得热引起的冷负荷
时间
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
CLQ
0.65
0.75
0.81
0.83
0.83
0.79
0.71
0.6
0.61
Dj，max
117
Ccs
0.43
AW
2.43
Qc（t）
79.464645
91.68998
99.02517
101.4702
101.4702
96.58011
86.79984
73.35198
74.57451
6.人员散热引起冷负荷
办公室属极轻劳动。查表 2-13,当室温为26℃时，没人散发的显热和潜热量60.5W和73.3W，由表2-12查取群集系数φ=0.93，由附录2-23查得人体 显热散热冷负荷系数的逐时值。按式（4）计算人体显热散热逐时冷负荷，并列入表六中。人体潜热引起的冷负荷为潜热散热乘以群集系数，计算结果列入表六中。
表六
人员散热引起的冷负荷
时间
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
CLQ
0.04
0.51
0.61
0.67
0.72
0.76
0.8
0.82
0.84
qs
60.5
n
4
φ
0.93
Qc（t）
9.0024
114.7806
137.2866
150.7902
162.0432
171.0456
180.048
184.5492
189.0504
ql
73.3
Qc
82.3024
188.0806
210.5866
224.0902
235.3432
244.3456
253.348
257.8492
262.3504
7.办公室照明散热形成的冷负荷
由于明装荧光灯，镇流器装设在办公室内，故镇流器消耗功率系数n1取1.2.灯罩隔热系数n2取1.0.有附录2-22查得照明散热冷负荷系数，按照式（5）计算，将其结果列入表七中。

表七
照明散热形成的冷负荷
时间
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
CLQ
0.63
0.9
0.91
0.93
0.93
0.94
0.95
0.95
0.96
n1
1.2
n2
1
N
200
Qc（t）
181.44
259.2
262.08
267.84
267.84
270.72
273.6
273.6
276.48

由于室内压力高于大气压力，所以不需要考虑由室外空气渗透所引起的冷负荷。先将上述各项计算结果列入表八中，并逐时相加，以便求得房间内的冷负荷值。
各项逐时冷负荷汇总表
各分项逐时冷负荷汇总表
时间
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
屋顶冷负荷
82.8050688
74.91087
70.52521
70.52521
74.03374
82.80507
95.08493
109.9962
125.7846
北外墙冷负荷
77.30316
73.1916
62.22744
67.70952
66.339
64.96848
64.96848
66.339
67.70952
北外窗瞬时传热冷负荷
33.938352
46.81152
57.34411
67.8767
76.06872
80.74987
84.26074
84.26074
81.92016
北窗投入日射得热引起的冷负荷
79.464645
91.68998
99.02517
101.4702
101.4702
96.58011
86.79984
73.35198
74.57451
西外墙冷负荷
277.95
264.25
250.54
239.58
228.61
220.39
212.17
209.43
209.43
人员散热引起的冷负荷
82.3024
188.0806
210.5866
224.0902
235.3432
244.3456
253.348
257.8492
262.3504
照明散热形成的冷负荷
181.44
259.2
262.08
267.84
267.84
270.72
273.6
273.6
276.48
总计
815.20
998.13
1012.33
1039.09
1049.70
1060.56
1070.23
1074.83
1098.25
由表八可以看出。此房间在17:00时冷负荷最大，其值为1098.25W.