空調(diào)負(fù)荷計(jì)算

1、空調(diào)負(fù)荷 空調(diào)負(fù)荷是指空調(diào)房間冷（熱）負(fù)荷和濕負(fù)荷?？照{(diào)房間冷（熱）負(fù)荷、濕負(fù)荷是確定空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量及空調(diào)設(shè)備容量的基本依據(jù)。 室內(nèi)冷（熱）負(fù)荷、濕負(fù)荷的計(jì)算以室外氣象參數(shù)和室內(nèi)要求保持的空氣參數(shù)為依據(jù)。1、空調(diào)室外空氣的計(jì)算參數(shù) 空調(diào)的室外空氣計(jì)算參數(shù)在采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范中已做出明確規(guī)定。眾所周知，室外空氣計(jì)算參數(shù)的取值大小將直接影響室內(nèi)空氣狀態(tài)和空調(diào)費(fèi)用。因此，在空調(diào)設(shè)計(jì)中，應(yīng)選用室外空氣計(jì)算參數(shù)作為建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差傳熱量和新風(fēng)負(fù)荷的計(jì)算依據(jù)。（1）設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的計(jì)算參數(shù)是按全年少數(shù)時(shí)間不保證室內(nèi)溫濕度標(biāo)準(zhǔn)而制定的，溫濕度標(biāo)準(zhǔn)如下：采用歷年平均不保證50h的干球溫度作為夏季空

2、調(diào)室外計(jì)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(diào)室外計(jì)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(diào)室外計(jì)算溫度。采用歷年一月份平均相對(duì)濕度的平均值作為冬季空調(diào)室外計(jì)算相對(duì)濕度。（2）夏季計(jì)算經(jīng)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量時(shí)，應(yīng)按不穩(wěn)定 傳熱過程計(jì)算，故必須已知夏季空調(diào)設(shè)計(jì)日平均溫度和逐時(shí)溫 度。 夏季空調(diào)室外空氣設(shè)計(jì)日的逐時(shí)溫度（t）按下列確定：式中 夏季空調(diào)室外空氣計(jì)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(jì)算日平均 溫溫度， ； 室外空氣溫度逐時(shí)變化系數(shù)， 夏季室外空氣計(jì)算平均日較差， 。 rpwttt.pwt.rt式中 夏季

3、空調(diào)室外計(jì)算干球溫度，（3）空調(diào)系統(tǒng)冬季的加熱、加濕所耗費(fèi)用遠(yuǎn)小于夏季的冷卻去濕所耗費(fèi)用。為了便于計(jì)算，冬季可按穩(wěn)定傳熱方法計(jì)算傳熱量，而不考慮室外氣溫的波動(dòng)。若冬季不使用空調(diào)設(shè)備送熱風(fēng)，僅用供暖設(shè)備補(bǔ)償房間熱損失時(shí)，計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱采用采暖室外計(jì)算溫度。（4）對(duì)于規(guī)范中查不到的城市可按下述簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)方法，確定室外計(jì)算溫度。 采暖室外計(jì)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(diào)室外計(jì)算溫度（tw.k)可按下式確定: 夏季空調(diào)室外計(jì)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(duì)濕度相對(duì)應(yīng) 的濕度溫度, 與累年極端最高溫度和最熱月相對(duì)濕度相對(duì)應(yīng) 的濕球溫度, 夏季空調(diào)室外計(jì)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(diào)房間室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)參數(shù)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(nèi)空氣的溫度、濕度和空氣流動(dòng)速度，其次是衣 著情況、空氣的新鮮程度、室內(nèi)各 表面的溫度等。 2.綜合考慮地區(qū)、經(jīng)濟(jì)條件和節(jié)能要求等因素1、室內(nèi)空氣品質(zhì)的定義 空氣中沒有已知的污染物達(dá)到公認(rèn)權(quán)威機(jī)構(gòu)所確定的有害濃 度指標(biāo)，并處于這種空氣中的絕大多數(shù)人（80%）對(duì)此沒有表示不滿。2、室內(nèi)空氣品質(zhì)的影響因素 空調(diào)系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的影響 新風(fēng)不足 新風(fēng)入口位置不良 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)漏水 送風(fēng)風(fēng)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(diào)系統(tǒng)維護(hù)不良 冷凝水排放不利 新風(fēng)量不足的主要原因有： a.為了節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用,按最小新量運(yùn)行,使新風(fēng)量不足; b.空調(diào)設(shè)計(jì)中新風(fēng)量取得過小、不能滿足室內(nèi)空氣

6、品質(zhì)的要求; c.新風(fēng)處理、輸送和擴(kuò)散過程的污染，惡化了新風(fēng)品質(zhì)，削弱新風(fēng) 的稀釋作用； d.空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理不當(dāng)，也可造成新風(fēng)量的不足。 室內(nèi)污染物的影響 室外環(huán)境的影響3、改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的措施 暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一嚴(yán)格的運(yùn)行管理與維護(hù) 污染源的控制4、新風(fēng)量 室外新鮮空氣是保障良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)的關(guān)鍵。故空調(diào)系統(tǒng)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(nèi)空氣焓值要高，空調(diào)系統(tǒng)為處理 新風(fēng)勢(shì)必要消耗冷量。據(jù)調(diào)查，空調(diào)過程中處理新風(fēng)的能耗大致要占總能耗的25%30%，對(duì)于高級(jí)賓館和辦公建筑可高達(dá)40%。 空調(diào)處理新風(fēng)所消耗的能量是十分可觀的，所以，空調(diào)系統(tǒng)要在滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)的前提

7、下，應(yīng)盡量選用較小、必要的新風(fēng)量。否則，新風(fēng)過多，將會(huì)增加空調(diào)制冷系統(tǒng)與設(shè)備的容量。 新風(fēng)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(diào)房間送入足夠的新風(fēng)。一般是以稀釋室內(nèi)產(chǎn)生的CO2，使室內(nèi)CO2濃度不超過1106為基準(zhǔn)。確定常態(tài)下的每人新風(fēng)量為30m3/h。 補(bǔ)充局部排風(fēng)量 當(dāng)空調(diào)房間內(nèi)有局部排風(fēng)裝置時(shí)，為了不使房間產(chǎn)生負(fù)壓，在系統(tǒng)中必須有相應(yīng)的新風(fēng)量來補(bǔ)充排風(fēng)量。保證空調(diào)房間的正壓要求 為防止室外空氣無組織侵入，影響室內(nèi)空調(diào)參數(shù)，需要在空調(diào)房間內(nèi)保持正壓（室內(nèi)空氣壓力房間周圍的空氣壓力)。即用增加一部分新風(fēng)量（或排風(fēng)系統(tǒng)少排掉部分新風(fēng)）的辦法，使室內(nèi)空氣壓力高于外界壓力

8、，然后再讓這部分新風(fēng)從空調(diào)房間門窗縫隙等不嚴(yán)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(jié)構(gòu)形成的縫隙狀況所決定。一般情況，空調(diào)房間正壓可取510Pa。過大的正壓不但沒有必要，還有壞處。 空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量不應(yīng)小于總風(fēng)量的10%，以確保衛(wèi)生和安全。新風(fēng)量可按如下所示的框圖來確定。局部排風(fēng)量Gp1維持正壓所需的滲透風(fēng)量GO最小新風(fēng)量Gw1=Gpl+Go滿足衛(wèi)生要求Gw系統(tǒng)總風(fēng)量G最小新風(fēng)量Gw=Max（Gwl,Gw2,Gw3)最小新風(fēng)量Gw2=nxgw最小新風(fēng)量Gw3=0.10G 除了考慮人員密度外,還要充分考慮跟圍護(hù)結(jié)構(gòu)和裝飾相關(guān)的室內(nèi)面積,房間最小新風(fēng)量Lw為:式中 n室內(nèi)總?cè)藬?shù),即

9、為人員密度與地面面積之積; Rp每人最小新風(fēng)量指標(biāo),m3/(h人); Rb每平方米地板所需最小新風(fēng)量指標(biāo)m3/(hm2); Ab地板面積,m2.bbpwARnRL建筑物空調(diào)室內(nèi)冷負(fù)荷和制冷系統(tǒng)負(fù)荷的形成過程及組成:瞬間得熱量輻射圍護(hù)結(jié)構(gòu)、家具等傳遞給室內(nèi)空氣對(duì)流潛熱室內(nèi)瞬時(shí)冷負(fù)荷(逐時(shí)冷負(fù)荷)照明散熱人體散熱室內(nèi)用電設(shè)備散熱透過玻璃窗進(jìn)入室內(nèi)日射量經(jīng)玻璃窗的溫差傳熱圍護(hù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定傳熱按照房時(shí)逐時(shí)負(fù)荷逐時(shí)相加取最大值即室內(nèi)冷負(fù)荷制冷系統(tǒng)負(fù)荷新風(fēng)冷負(fù)荷其他熱量形成的冷負(fù)荷室外新鮮空氣量抵消冷量的再加熱等風(fēng)機(jī)、水泵機(jī)械能轉(zhuǎn)變的熱量風(fēng)管、冷凍水管的傳熱量其他（1）空調(diào)房間的冷負(fù)荷包括:由于室內(nèi)外溫差和

10、太陽輻射作用，通過建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量形成的冷負(fù)荷；人體散熱、散濕形成的冷負(fù)荷；燈光照明散熱形成的冷負(fù)荷；其他設(shè)備散熱形成的冷負(fù)荷。 空調(diào)房間的冷負(fù)荷是確定空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量和空調(diào)設(shè)備容量的依據(jù)。（2）制冷系統(tǒng)負(fù)荷 制冷系統(tǒng)負(fù)荷等于室內(nèi)負(fù)荷、新風(fēng)負(fù)荷和其他熱量形成的冷負(fù)荷之和；也就是說空調(diào)制冷系統(tǒng)的供冷能力除了要補(bǔ)償室內(nèi)的冷負(fù)荷外，還要補(bǔ)償空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量負(fù)荷和抵消冷量的再加熱等其他熱量形成的冷負(fù)荷。 制冷系統(tǒng)負(fù)荷是確定空調(diào)制冷設(shè)備容量的依據(jù)。（3）得熱量和冷負(fù)荷：房間的得熱量是指某一時(shí)刻由室外和室內(nèi)熱源進(jìn)入房間的熱量總和。冷負(fù)荷是指為了維持室溫恒定，在某一時(shí)刻應(yīng)從室內(nèi)排出去的熱量。瞬間得

11、熱量中以對(duì)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(gòu)成房間瞬間冷負(fù)荷；而以輻射方式傳遞的得熱量，首先被圍護(hù)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)物體所吸收并貯存于其中。當(dāng)這些圍護(hù)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)物體表面的溫度高于室內(nèi)空氣溫度后，所貯存的熱量再借助于對(duì)流方式逐時(shí)放出，給予室內(nèi)空氣而形成冷負(fù)荷。（4）在計(jì)算空調(diào)負(fù)荷時(shí)，必須考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的吸熱、蓄熱和放熱過程，不同性質(zhì)的得熱量所形成的室內(nèi)逐時(shí)冷負(fù)荷是不同步的。因此，在確定房間逐時(shí)冷負(fù)荷時(shí)，必須按不同性質(zhì)的得熱分別計(jì)算，然后取逐時(shí)冷負(fù)荷分量之和。 空調(diào)冷負(fù)荷的計(jì)算方法：諧波反應(yīng)法、反應(yīng)系數(shù)法、Z傳遞函系數(shù)法和冷負(fù)荷系數(shù)法。我國(guó)常采用冷負(fù)荷系數(shù)法和諧波反應(yīng)法計(jì)算空調(diào)

12、冷負(fù)荷。1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)瞬變傳熱形成冷負(fù)荷的計(jì)算方法：（1）外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負(fù)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(shí)冷負(fù)荷可按下式計(jì)算：式中 Qc（）外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時(shí)冷負(fù)荷，W； A 外墻和屋面的面積，m2； K 屋面和外墻的傳熱系數(shù)，W/（m2）；根據(jù)屋面和外墻的不同構(gòu)造和厚度，可查表； tn 室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度， ； tc（） 外墻和屋面的冷負(fù)荷計(jì)算溫度的逐時(shí)值， ；根據(jù)外墻和屋面的不同類型可在表中查出。外墻和屋面的冷負(fù)荷計(jì)算溫度為：相應(yīng)的冷負(fù)荷計(jì)算值為：)()()(nccttAKQkktttadcc)()()()()()(nccttAKQ（2）內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷

13、負(fù)荷 內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)是指內(nèi)隔墻及內(nèi)樓板，它們的冷負(fù)荷也是通過溫差傳熱（即與鄰室的 溫差）而產(chǎn)生的，這部分可視為穩(wěn)定傳熱，不隨時(shí)間而變化，其計(jì)算式為：式中 Ki 內(nèi)墻或內(nèi)樓板傳熱系數(shù)，W/（m2 ）； Ai 內(nèi)墻或內(nèi)樓板面積，m2； tw p 夏季空調(diào)室外計(jì)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。)(.nfpwiiictttKAQtf/tf/ （3）外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷在室內(nèi)外溫差作用下，玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷按下式計(jì)算：式中 Qc（） 外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷，W； Aw 窗口面積，m2； Kw 玻璃窗的傳熱系數(shù)，W/（m2K）；可查表；

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

15、熱形式的冷負(fù)荷，W； Qs 設(shè)備和用具實(shí)際顯熱散熱量，W； CLQ 設(shè)備和用具顯熱散熱冷負(fù)荷系數(shù)，可查表；如空調(diào)系統(tǒng)不連續(xù)運(yùn)行，則CLQ=0。)()()(ncWWcttKAQLQjiSWacCDCCACQmax)(LQSCCQQ)( （2）照明散熱形成的冷負(fù)荷根據(jù)照明燈具的類型和安裝方式不同,其冷負(fù)荷計(jì)算式分別如下:白熾燈 熒光燈 式中 Qc() 燈具散熱形成的冷負(fù)荷,W; N照明燈具所需功率,KW； n1鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當(dāng)明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時(shí)，取n1=1.2；當(dāng) 暗裝熒光燈鎮(zhèn)流器裝設(shè)在頂棚內(nèi)時(shí)，可取n1=1.0； n2燈罩隔熱系數(shù),當(dāng)熒光燈罩上部穿有小孔(下部為玻璃板),可

16、利用自然通風(fēng)散熱于頂棚 內(nèi)時(shí)，取n2=0.50.6；而熒光燈罩無通風(fēng)孔者,n2=0.60.8； CLQ照明散熱冷負(fù)荷系數(shù),可查表。（3）人體顯熱散熱形成的冷負(fù)荷人體顯熱散熱引起的冷負(fù)荷的計(jì)算公式：式中 Qc() 人體顯熱散熱形成的冷負(fù)荷，W； qs 不同室溫和勞動(dòng)性質(zhì)的成年男子顯熱散熱量，W； n 室內(nèi)全部人數(shù)； 某些空調(diào)建筑物內(nèi)的群集系數(shù)，查表； CLQ 人體顯熱散熱冷負(fù)荷系數(shù)，查表；但應(yīng)注意對(duì)于人員密集的場(chǎng)所，由于人體對(duì)圍護(hù)結(jié) 構(gòu)和室內(nèi)物品的輻射換熱量相應(yīng)減少，可取CLQ=1.0。人體潛熱散熱引起的冷負(fù)荷計(jì)算式為：式中 Qc 人體潛熱散熱形成的冷負(fù)荷，W； q1 不同室溫和勞動(dòng)性質(zhì)的成年男子潛熱散熱量，w。LQcNCQ1000)(LQCNCnnQ21)(1000LQsCCnqQ)(nqQC1 空調(diào)新風(fēng)負(fù)荷按下式計(jì)算：式中 QW新風(fēng)負(fù)荷，W； GW新風(fēng)量，kg/s； iw室外空氣焓值，kj/kg； in室內(nèi)空氣焓值，kj