北京市某建筑空調冷負荷詳細計算過程.doc

1.2室內外設計的計算參數本工程的室外設計參數見表1-1。表11 室外氣象參數表（北京市） 室外氣象參數 夏季空調室外計算干球溫度332C空調計算日均溫度286 C空調室外計算濕球溫度264 C通風室外計算干球溫度300 C空調室外計算相對濕度64%室外大氣壓力9986kPa在設計計算中使用上表中的空調室外計算干球溫度為計算溫度，在計算中使用標準大氣壓為標準進行圖表的查詢。本工程的室內主要房間的設計參數見表12。表12 主要房間室內設計參數房間類型夏季新風量溫度（C）濕度（m/h人）文 印266030信訪接待266050辦公室266030活動室266040部長室266040從表中可知，各主要房間的溫濕度相同，只有新風量是由于每個房間的功能不同而不同。2.1冷負荷計算2.1.1首層文印（132室）2.1.1.1西外墻瞬變傳熱引起的冷負荷外墻和屋頂瞬變傳熱形成的逐時冷負荷可按照下列公式計算：LQ1=FK（tl,ntn） （W） （式2-1）式中：F外墻和屋頂的計算面積，（）；K外墻和屋頂的傳熱系數，（W/ K），可由中央空調設計實訓教程的表16（a）或表16（b）查到；tn室內設計溫度，（）；tl,n外墻和屋頂的冷負荷計算溫度的逐時值，（），可由中央空調設計實訓教程的表17（a）表17（g）查到。其中：根據建筑圖計算外墻面積F：F=9.93.51.823=23.85（）；查中央空調設計實訓教程表16（a）得此外墻為型，其傳熱系數K=1.19（W/ K）；查中央空調設計實訓教程表17（b）得此外墻冷負荷計算溫度的逐時值tl,n。據此計算，可得到西外墻瞬變傳熱形成的逐時冷負荷，將查得的結果和計算的結果綜合列入下表2-1中。表2-1 南外墻瞬變傳熱冷負荷表時間8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00tl,n34.634.233.933.533.232.932.832.933.133.433.9tn26tl,ntn8.68.27.97.57.26.96.86.97.17.47.9F23.85K1.19LQ1244.1232.7224.2212.9204.3195.8193195.8201.5210224.2由上表可知，南外墻的最大冷負荷為244.1 W，出現(xiàn)在8:00。2.1.1.2南外窗瞬變傳熱引起的冷負荷玻璃窗瞬變傳熱形成的逐時冷負荷按照下面的公式計算：LQ2=FK（tltn） （W） （式2-2）式中：F外玻璃窗面積，（）K玻璃窗的傳熱系數，（W/ K）,可根據室內、外表面換熱系數由中央空調設計實訓教程表111（a）或表111（b）查得，表111（a）及表111（b）中的數值，應根據窗框的結構形式，按表112加以修正； tn室內設計溫度，（）；tl玻璃窗的冷負荷溫度的逐時值，（）,可由中央空調設計實訓教程表113查到。其中：根據建筑圖計算外窗面積：F=1.823=10.8（）；玻璃窗內表面換熱系數an=8.7（W/ K），外表面換熱系數aw=20.2（W/ K）。查中央空調設計實訓教程表111（a）得：單層玻璃窗的傳熱系數K=6.09（W/ K）。根據中央空調設計實訓教程表112查得：玻璃窗傳熱系數修正值為1.0。根據中央空調設計實訓教程表113查得：玻璃窗冷負荷計算溫度的逐時值tl。據此計算，可得到玻璃窗瞬變傳熱形成的逐時冷負荷，將查得的結果和計算結果列入下表2-2中。表2-2 南外窗瞬變傳熱冷負荷時間8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00tl26.927.929.029.930.831.531.932.232.232.031.6tn26tltn0.91.933.94.85.55.96.26.26.05.6F10.8K6.09LQ259.2125197.3256.5315.7361.7388.1407.8407.8394.6368.3由上表可知，南外墻的最大冷負荷為407.8 W，出現(xiàn)在15:00和16:00。2.1.1.3透過南外窗進入室內的日射得熱引起的冷負荷透過外窗進入室內的日射得熱形成的逐時冷負荷計算公式：LQ3=FCzDj，maxCLQ （W） （式2-3）式中：F玻璃窗的凈面積，（），是窗口面積乘以有效面積系數Ca。Ca可由中央空調設計實訓教程表115查得；Cz玻璃窗的綜合遮擋系數， Cz=CsCn，Cs和Cn可分別由中央空調設計實訓教程表116和117查得；Dj，max日射得熱因數的最大值，（W/ ），可由中央空調設計實訓教程表118查得；CLQ冷負荷系數，可由中央空調設計實訓教程表119（a）表119（d）查得。表中是以北緯27.5劃線將全國分成南北兩區(qū)的。其中：根據中央空調設計實訓教程表115查得單層鋼窗有效面積系數Ca=0.85窗的有效面積F=10.80.85=9.18（）；根據中央空調設計實訓教程表116查得遮擋系數Cs=1。根據中央空調設計實訓教程表117查得遮陽系數Cn=0.6。由上述公式Cz=CsCn計算得綜合遮陽系數Cz=10.6=0.6。北京地區(qū)的緯度為北緯3948，查中央空調設計實訓教程表118得北京地區(qū)北向日射得熱因數最大值，Dj，max=260 W/ 。根據中央空調設計實訓教程表119（b）查得該區(qū)有內遮陽的玻璃窗冷負荷系數逐時值CLQ。據此計算，可得到透過外窗進入室內的日射得熱形成的逐時冷負荷，將查得的結果和計算結果列入表2-3中。表2-3 南外窗瞬變傳熱冷負荷時間8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00CLQ0. 260.40.580.720.840.80.620.450.320.240.16Dj，max260Cz0.6F9.18LQ3372.3572.8830.61031.11202.91145.7887.9644.4458.3343.7229.1由上表2-3可知，透過外窗進入室內的日射得熱形成的最大冷負荷為1202.9 W，出現(xiàn)在12:00。2.1.1.4北內墻的瞬變傳熱引起的冷負荷內墻、樓板等室內結構瞬變傳熱形成的逐時冷負荷計算公式：LQ4=FK（tlstn） （W） （式2-4）式中：F內圍護結構傳熱面積，（）；K內圍護結構的傳熱系數，（W/ K），可由中央空調設計實訓教程表16（a）或表16（b）查到；tn室內設計溫度，（）；tls相鄰非空調房間的平均計算溫度，（），用下式計算：tls = tP + tls （） （式2-5）式中：tP夏季空調室外計算日平均溫度，（）；tls相鄰非空調房間的平均計算溫度與夏季空調室外計算日平均溫度的差值。其中：查取北京地區(qū)夏季空調室外計算日平均溫度tP=28.6。根據說明選取相鄰非空調房間的平均計算溫度與夏季空調室外計算日平均溫度的差值tls=2。由上述公式2-5計算得 tls =30.6又根據建筑圖計算內墻面積：F=9.93.52=32.65（）；查中央空調設計實訓教程表16（a）得：此內墻為型，其傳熱系數K=0.7（W/ K）所以，由公式（2-4）計算的結果為：LQ4=32.650.7（30.626）=105.1（W）2.1.1.5人體散熱形成的冷負荷人體散熱形成的冷負荷計算公式：LQ5= qsnnCLQ + qLnn（W） （式2-6）式中：CLQ人體顯熱散熱冷負荷系數，由中央空調設計實訓教程表121查得；qs成年男子顯熱散熱量，（W），由中央空調設計實訓教程表122查得；n室內全部人數；qL成年男子潛熱散熱量，（W），由中央空調設計實訓教程表122查得；n群集系數，由中央空調設計實訓教程表123查得。其中：文印為極輕勞動，根據中央空調設計實訓教程表122查得室溫為26時，每人散發(fā)的顯熱和潛熱量分別為60W和74W。根據中央空調設計實訓教程表123查得：群集系數n=0.93。根據室內人員由上午8時至晚上18時共停留11個小時，查中央空調設計實訓教程表121得人體顯熱散熱冷負荷系數逐時值CLQ，見表1.4。查全國民用建筑工程設計技術措施暖通空調動力分冊P11頁表1.3.22得：一般辦公室室內人數為0.10.23人/，所以人數n =0.2（5.79.9）=11人。據此計算，可得到人體散熱形成的逐時冷負荷，將查得的結果和計算結果列入表2-4中。表2-4 人體散熱形成的瞬變傳熱冷負荷時間8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00CLQ0.860.880.890.910.920.450.360.300.250.210.19qs60qL74n11n0.93LQ5128512971303131613221033978941910886874由上表2-4可知，人體散熱形成的最大冷負荷為1322 W，出現(xiàn)在12:00。2.1.1.6照明散熱引起的冷負荷查全國民用建筑工程設計技術措施暖通空調動力分冊，辦公室的照明負荷為1823 W/ ，這里取照明負荷為20 W/ 。所以，整個房間照明散熱引起的冷負荷就用單位面積的照明負荷值與房間面積相乘，計算結果為：LQ6=20（5.79.9）=1128.6（W）2.1.1.7設備散熱引起的冷負荷設備散熱引起的冷負荷計算公式：LQ7= n1n2n3N（1）/（W） （式2-7）式中：n1安裝系數，通常取n1=0.70.9；n2負荷系數，由于計算的設備是計算機，所以取1.0；n3同時使用系數，通常取n3=0.50.8；N電動設備的安裝功率，一臺計算機的功率大約為300 W，由在人體散熱形成的冷負荷時人數計算結果為11人，按人手一臺計算為N=30011=3300（W）；電機效率，查中央空調設計實訓教程表126得=63%。所以，由公式（2-7）計算設備散熱引起的冷負荷的結果為：LQ7=0.81.00.53300（10.63）/0.63=775.2（W）2.1.1.8文印室的空調冷負荷匯總將上述計算的各項冷負荷結果匯總，具體如下表2-5所示。表2-5 文印室空調系統(tǒng)冷負荷Q 單位：W時間8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00LQ1244.1232.7224.2212.9204.3195.8193195.8201.5210224.2LQ259.2125197.3256.5315.7361.7388.1407.8407.8394.6368.3LQ3372.3572.8830.61031.11202.91145.7887.9644.4458.3343.7229.1LQ4105.1LQ5128512971303131613221033978941910886874LQ61128.6LQ7775.2Q39704236456448255054474544564198398738433705從表2-5中可以得到，文印室的最大冷負荷出現(xiàn)在12：00，其值為5054 W。文印的每平米最大冷負荷為：5054（5.79.9）=89.6（W/ ）2.1.1.9新風冷負荷一般情況下，空調房間送入的空氣是由新風和回風組成的。由于也需要進行熱濕處理，所以在房間的冷負荷計算中還要進行新風冷負荷的計算。圖2-1 新風直入式焓濕圖N室內狀態(tài)點 W室外狀態(tài)點 L新風露點狀態(tài)點 L（M）機器露點 C室內混合狀態(tài)點 tw、tn室內、外溫度 tw,s、tn,s室內、外露點溫度圖2-1是整個風機盤管加新風的空氣處理過程的焓濕圖，在現(xiàn)在的新風冷負荷計算中只用到了從W點由新風箱處理到L點的過程圖。新風冷負荷計算公式：CLW = 1.2LW（hW - hN） （式2-8）式中：LW新風量，