空調負荷計算

1、空調負荷 空調負荷是指空調房間冷（熱）負荷和濕負荷?？照{房間冷（熱）負荷、濕負荷是確定空調系統送風量及空調設備容量的基本依據。 室內冷（熱）負荷、濕負荷的計算以室外氣象參數和室內要求保持的空氣參數為依據。1、空調室外空氣的計算參數 空調的室外空氣計算參數在采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范中已做出明確規(guī)定。眾所周知，室外空氣計算參數的取值大小將直接影響室內空氣狀態(tài)和空調費用。因此，在空調設計中，應選用室外空氣計算參數作為建筑物圍護結構的溫差傳熱量和新風負荷的計算依據。（1）設計規(guī)范中規(guī)定的計算參數是按全年少數時間不保證室內溫濕度標準而制定的，溫濕度標準如下：采用歷年平均不保證50h的干球溫度作為夏季空

2、調室外計算干球溫度。采用歷年平均不保證50h的濕球溫度作為夏季空調室外計算濕球溫度。采用歷年平均不保證1d的日平均溫度作為冬季空調室外計算溫度。采用歷年一月份平均相對濕度的平均值作為冬季空調室外計算相對濕度。（2）夏季計算經建筑圍護結構傳入室內的熱量時，應按不穩(wěn)定 傳熱過程計算，故必須已知夏季空調設計日平均溫度和逐時溫 度。 夏季空調室外空氣設計日的逐時溫度（t）按下列確定：式中 夏季空調室外空氣計算日平均溫度,按規(guī)范,采用歷年 平均不保證5d的日平均溫度作為夏季室外空氣計算日平均 溫溫度， ； 室外空氣溫度逐時變化系數， 夏季室外空氣計算平均日較差， 。 rpwttt.pwt.rt式中 夏季

3、空調室外計算干球溫度，（3）空調系統冬季的加熱、加濕所耗費用遠小于夏季的冷卻去濕所耗費用。為了便于計算，冬季可按穩(wěn)定傳熱方法計算傳熱量，而不考慮室外氣溫的波動。若冬季不使用空調設備送熱風，僅用供暖設備補償房間熱損失時，計算圍護結構的傳熱采用采暖室外計算溫度。（4）對于規(guī)范中查不到的城市可按下述簡化統計方法，確定室外計算溫度。 采暖室外計算溫度（tw.n) 可按下式確定：式中 累年最冷月平均溫度，； 累年最低日平均溫度，。 52.0.pwgwrtttgwt.min.43. 057. 0pplnwtttplt.min.pt 冬季空調室外計算溫度（tw.k)可按下式確定: 夏季空調室外計算濕球溫度(

4、tw.g)可按下式確定: 北部地區(qū): 中部地區(qū): 南部地區(qū): 式中 與累年最熱月平均溫度和平均相對濕度相對應 的濕度溫度, 與累年極端最高溫度和最熱月相對濕度相對應 的濕球溫度, 夏季空調室外計算日平均溫度(tw.p)可按下式確定:min.7 . 03 . 0pplkwtttmax.28. 072. 0srpsswtttmax.25. 075. 0srpsswtttmax.20. 080. 0srpsswtttrpst.max. stmax.20. 080. 0tttprpw空調房間室內空氣設計參數的確定主要取決于： 1.舒適性(人體所能維持正常的散熱量和散濕量) 影響人舒適感的主要因素有:

5、室內空氣的溫度、濕度和空氣流動速度，其次是衣 著情況、空氣的新鮮程度、室內各 表面的溫度等。 2.綜合考慮地區(qū)、經濟條件和節(jié)能要求等因素1、室內空氣品質的定義 空氣中沒有已知的污染物達到公認權威機構所確定的有害濃 度指標，并處于這種空氣中的絕大多數人（80%）對此沒有表示不滿。2、室內空氣品質的影響因素 空調系統對室內空氣品質的影響 新風不足 新風入口位置不良 建筑圍護結構漏水 送風風道和空氣處理臟污 空氣分布無效 過濾器效率低下 暖通空調系統維護不良 冷凝水排放不利 新風量不足的主要原因有： a.為了節(jié)省運行費用,按最小新量運行,使新風量不足; b.空調設計中新風量取得過小、不能滿足室內空氣

6、品質的要求; c.新風處理、輸送和擴散過程的污染，惡化了新風品質，削弱新風 的稀釋作用； d.空調系統運行管理不當，也可造成新風量的不足。 室內污染物的影響 室外環(huán)境的影響3、改善室內空氣品質的措施 暖通空調系統設計一嚴格的運行管理與維護 污染源的控制4、新風量 室外新鮮空氣是保障良好的室內空氣品質的關鍵。故空調系統中引入室外新鮮空氣是必要的。由于夏季室外空氣焓值比室內空氣焓值要高，空調系統為處理 新風勢必要消耗冷量。據調查，空調過程中處理新風的能耗大致要占總能耗的25%30%，對于高級賓館和辦公建筑可高達40%。 空調處理新風所消耗的能量是十分可觀的，所以，空調系統要在滿足室內空氣品質的前提

7、下，應盡量選用較小、必要的新風量。否則，新風過多，將會增加空調制冷系統與設備的容量。 新風量確定的一般原則： 滿足衛(wèi)生要求 為保證人們身體健康，必須向空調房間送入足夠的新風。一般是以稀釋室內產生的CO2，使室內CO2濃度不超過1106為基準。確定常態(tài)下的每人新風量為30m3/h。 補充局部排風量 當空調房間內有局部排風裝置時，為了不使房間產生負壓，在系統中必須有相應的新風量來補充排風量。保證空調房間的正壓要求 為防止室外空氣無組織侵入，影響室內空調參數，需要在空調房間內保持正壓（室內空氣壓力房間周圍的空氣壓力)。即用增加一部分新風量（或排風系統少排掉部分新風）的辦法，使室內空氣壓力高于外界壓力

8、，然后再讓這部分新風從空調房間門窗縫隙等不嚴密外滲透出去。這部分滲透空氣量的大小由房間的正壓、窗戶結構形成的縫隙狀況所決定。一般情況，空調房間正壓可取510Pa。過大的正壓不但沒有必要，還有壞處。 空調系統的新風量不應小于總風量的10%，以確保衛(wèi)生和安全。新風量可按如下所示的框圖來確定。局部排風量Gp1維持正壓所需的滲透風量GO最小新風量Gw1=Gpl+Go滿足衛(wèi)生要求Gw系統總風量G最小新風量Gw=Max（Gwl,Gw2,Gw3)最小新風量Gw2=nxgw最小新風量Gw3=0.10G 除了考慮人員密度外,還要充分考慮跟圍護結構和裝飾相關的室內面積,房間最小新風量Lw為:式中 n室內總人數,即

9、為人員密度與地面面積之積; Rp每人最小新風量指標,m3/(h人); Rb每平方米地板所需最小新風量指標m3/(hm2); Ab地板面積,m2.bbpwARnRL建筑物空調室內冷負荷和制冷系統負荷的形成過程及組成:瞬間得熱量輻射圍護結構、家具等傳遞給室內空氣對流潛熱室內瞬時冷負荷(逐時冷負荷)照明散熱人體散熱室內用電設備散熱透過玻璃窗進入室內日射量經玻璃窗的溫差傳熱圍護結構不穩(wěn)定傳熱按照房時逐時負荷逐時相加取最大值即室內冷負荷制冷系統負荷新風冷負荷其他熱量形成的冷負荷室外新鮮空氣量抵消冷量的再加熱等風機、水泵機械能轉變的熱量風管、冷凍水管的傳熱量其他（1）空調房間的冷負荷包括:由于室內外溫差和

10、太陽輻射作用，通過建筑物圍護結構傳入室內的熱量形成的冷負荷；人體散熱、散濕形成的冷負荷；燈光照明散熱形成的冷負荷；其他設備散熱形成的冷負荷。 空調房間的冷負荷是確定空調送風系統風量和空調設備容量的依據。（2）制冷系統負荷 制冷系統負荷等于室內負荷、新風負荷和其他熱量形成的冷負荷之和；也就是說空調制冷系統的供冷能力除了要補償室內的冷負荷外，還要補償空調系統新風量負荷和抵消冷量的再加熱等其他熱量形成的冷負荷。 制冷系統負荷是確定空調制冷設備容量的依據。（3）得熱量和冷負荷：房間的得熱量是指某一時刻由室外和室內熱源進入房間的熱量總和。冷負荷是指為了維持室溫恒定，在某一時刻應從室內排出去的熱量。瞬間得

11、熱量中以對流方式傳遞的顯熱得熱和潛熱得熱部分，直接放散到房間空氣中，立刻構成房間瞬間冷負荷；而以輻射方式傳遞的得熱量，首先被圍護結構和室內物體所吸收并貯存于其中。當這些圍護結構和室內物體表面的溫度高于室內空氣溫度后，所貯存的熱量再借助于對流方式逐時放出，給予室內空氣而形成冷負荷。（4）在計算空調負荷時，必須考慮圍護結構的吸熱、蓄熱和放熱過程，不同性質的得熱量所形成的室內逐時冷負荷是不同步的。因此，在確定房間逐時冷負荷時，必須按不同性質的得熱分別計算，然后取逐時冷負荷分量之和。 空調冷負荷的計算方法：諧波反應法、反應系數法、Z傳遞函系數法和冷負荷系數法。我國常采用冷負荷系數法和諧波反應法計算空調

12、冷負荷。1、圍護結構瞬變傳熱形成冷負荷的計算方法：（1）外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷在日射和室外氣溫綜合作用下，外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷可按下式計算：式中 Qc（）外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷，W； A 外墻和屋面的面積，m2； K 屋面和外墻的傳熱系數，W/（m2）；根據屋面和外墻的不同構造和厚度，可查表； tn 室內設計溫度， ； tc（） 外墻和屋面的冷負荷計算溫度的逐時值， ；根據外墻和屋面的不同類型可在表中查出。外墻和屋面的冷負荷計算溫度為：相應的冷負荷計算值為：)()()(nccttAKQkktttadcc)()()()()()(nccttAKQ（2）內圍護結構冷

13、負荷 內圍護結構是指內隔墻及內樓板，它們的冷負荷也是通過溫差傳熱（即與鄰室的 溫差）而產生的，這部分可視為穩(wěn)定傳熱，不隨時間而變化，其計算式為：式中 Ki 內墻或內樓板傳熱系數，W/（m2 ）； Ai 內墻或內樓板面積，m2； tw p 夏季空調室外計算日平均溫度， ； tf 附加溫升，取鄰室平均溫度與室外平均溫度的差值， ；查下表。)(.nfpwiiictttKAQ （3）外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷在室內外溫差作用下，玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷按下式計算：式中 Qc（） 外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷，W； Aw 窗口面積，m2； Kw 玻璃窗的傳熱系數，W/（m2K）；可查表； tc （）

14、 玻璃窗的冷負荷溫度的逐時值，；可查表。2、透過玻璃窗的日射得熱引起冷負荷的計算方法透過玻璃窗進入室內的日射得熱形成的逐時冷負荷Qc（）按下式計算：式中 Qc（） 透過玻璃窗的日射得熱形成的冷負荷，w； Aw 窗口面積，m2； Ca 有效面積系數，可查表； Cs 窗玻璃的遮陽系數，可查表； Ci 窗內遮陽設施的遮陽系數，可查表； Cz 窗玻璃的綜合遮擋系數，無因次 Djmax 日射得熱因數的最大值，W/m2，可查表； CLQ 窗玻璃冷負荷系數，無因次，可查表。3、室內熱源散熱引起的冷負荷（1）設備散熱形成的冷負荷設備和用具顯熱散熱形成的冷負荷按下式計算：式中 Qc（） 設備和用具顯熱形式的冷負

15、荷，W； Qs 設備和用具實際顯熱散熱量，W； CLQ 設備和用具顯熱散熱冷負荷系數，可查表；如空調系統不連續(xù)運行，則CLQ=0。)()()(ncWWcttKAQLQjiSWacCDCCACQmax)(LQSCCQQ)( （2）照明散熱形成的冷負荷根據照明燈具的類型和安裝方式不同,其冷負荷計算式分別如下:白熾燈 熒光燈 式中 Qc() 燈具散熱形成的冷負荷,W; N照明燈具所需功率,KW； n1鎮(zhèn)流器消耗功率系數，當明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調房間內時，取n1=1.2；當 暗裝熒光燈鎮(zhèn)流器裝設在頂棚內時，可取n1=1.0； n2燈罩隔熱系數,當熒光燈罩上部穿有小孔(下部為玻璃板),可利用自然通風

16、散熱于頂棚 內時，取n2=0.50.6；而熒光燈罩無通風孔者,n2=0.60.8； CLQ照明散熱冷負荷系數,可查表。（3）人體顯熱散熱形成的冷負荷人體顯熱散熱引起的冷負荷的計算公式：式中 Qc() 人體顯熱散熱形成的冷負荷，W； qs 不同室溫和勞動性質的成年男子顯熱散熱量，W； n 室內全部人數； 某些空調建筑物內的群集系數，查表； CLQ 人體顯熱散熱冷負荷系數，查表；但應注意對于人員密集的場所，由于人體對圍護結 構和室內物品的輻射換熱量相應減少，可取CLQ=1.0。人體潛熱散熱引起的冷負荷計算式為：式中 Qc 人體潛熱散熱形成的冷負荷，W； q1 不同室溫和勞動性質的成年男子潛熱散熱量，w。LQcNCQ1000)(LQCNCnnQ21)(1000LQsCCnqQ)(nqQC1 空調新風負荷按下式計算：式中 QW新風負荷，W； GW新風量，kg/s； iw室外空氣焓值，kj/kg； in室內空