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空调冷负荷计算公式

空调冷负荷计算公式

 

一.基本气象参数:

1。

地理位置:

天津市天津

2。

台站位置:

北纬39.100东经117.160

3。

夏季大气压:

1004。

80kPa

4.夏季室外计算干球温度:

33.40℃

夏季空调日平均:

29.20℃

夏季计算日较差:

8.10℃

5。

夏季室外湿球温度:

26.90℃

6。

夏季室外平均风速:

2。

60m/s

 

一、      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=KFΔtτ-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τξ=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=KFΔtpj      (1.2)

式中Δtpj-负荷温差的日平均值,℃。

 

二、      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=KFΔtτ(2.1)

式中 Δtτ—计算时刻下的负荷温差,℃;

K-传热系数。

 

三、      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=FCsCaJwτ(3。

1)

式中Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/㎡;

 

2.      当外窗只有内遮阳设施时

Qτ=FCsCaCnJwτ(3。

2)

式中 Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/㎡;

 

3.      当外窗只有外遮阳板时

    Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCa(3.3)

 

注:

对于北纬27度以南地区的南窗,可不考虑外遮阳板的作用,直接按式(3.1)计算。

 

4。

      当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时

Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCnCa(3.4)

 

式中 Jnτ计算时刻下,标准玻璃窗的直射辐射照度,W/㎡;

     Jnnτ计算时刻下,标准玻璃窗的散热辐射照度,W/㎡;

     F1窗上收太阳直射照射的面积;

     F外窗面积(包括窗框、即窗的墙洞面积)㎡;

     Ca窗的有效面积系数;

     Cs窗玻璃的遮挡系数;

     Cn窗内遮阳设施的遮阳系数;

 

注:

对于北纬27度以南地区的南窗,可不考虑外遮阳板的作用,直接按式(3.2)计算。

 

四、      内围护结构的传热冷负荷

 

1.      当邻室为通风良好的非空调房间时,通过内窗的温差传热负荷,可按式(2.1)计算.

 

2。

      当邻室为通风良好的非空调房间时,通过内墙和楼板的温差传热负荷,可按式(1。

1)计算,或按式(1.2)估算。

此时负荷温差Δtτ-ξ及其平均值Δtpj,应按"零"朝向的数据采用.

 

3.      当邻室有一定发热量时,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=KF(twp+Δtls-tn)(4。

1)

式中Q—稳态冷负荷,下同,W;

     twp—夏季空气调节室外计算日平均温度,℃;

     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,℃。

 

五、      人体冷负荷

 

人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Qxτ,按下式计算:

   Qxτ=nq1CclrCr(5.1)

式中Cr群体系数;

n计算时刻空调房间内的总人数;

q1一名成年男子小时显热散热量,W;

Cclr人体显热散热冷负荷系数。

 

六、      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:

 

1.      白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯

     Q=1000n1NXτ—T(6.1)

 

2。

      镇流器装在空调房间内的荧光灯

     Q=1200n1NXτ—T(6.2)

 

3.      暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯

     Q=1000n0NXτ—T(6。

3)

 

式中N照明设备的安装功率,kW;

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;

     T开灯时刻,点钟;

     τ—T从开灯时刻算起到计算时刻的时间,h;

     Xτ—Tτ—T时间照明散热的冷负荷系数。

 

七、      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=qsXτ-T(7。

1)

式中T热源投入使用的时刻,点钟;

   τ—T从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间,h;

     Xτ—Tτ-T时间设备、器具散热的冷负荷系数;

     qs热源的实际散热量,W。

电热、电动设备散热量的计算方法如下:

1.      电热设备散热量

     qs=1000n1n2n3n4N(7.2)

2。

      电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量

     qs=1000n1aN(7.3)

3.      只有电动机在空调房间内的散热量

     qs=1000n1a(1-η)N(7.4)

4。

      只有工艺设备在空调房间内的散热量

qs=1000n1aηN(7。

5)

 

式中N设备的总安装功率,kW;

     h电动机的效率;

     n1同时使用系数,一般可取0。

5—1.0;

     n2利用系数,一般可取0.7-0.9;

  n3小时平均实耗功率与设计最大功率之比,一般可取0.5左右;

     n4通风保温系数;

     a输入功率系数。

 

八、      渗透空气显热冷负荷

 

渗透空气的显冷负荷Qx(W),按下式计算:

     Qx=0.28G(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,℃。

 

九、      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8.7W考虑.

 

十、      伴随散湿过程的潜热冷负荷

 

1。

      人体散湿和潜热冷负荷

(1)   人体散湿量按下式计算

D=0.001φng(10.1)

式中D散湿量,kg/h;

 g一名成年男子的小时散湿量,g/h。

 

(2)   人体散湿形成的潜热冷负荷Q(W),按下式计算:

     Q=φnq2(10。

2)

式中q2一名成年男子小时潜热散热量,W;

     Φ群体系数.

   

2.      渗入空气散湿量及潜热冷负

(1)   渗透空气带入室内的湿量(kg/h),按下式计算:

    D=0。

001G(dw—dn)(10.3)

  

(2)   渗入空气形成的潜热冷负荷(W),按下式计算:

    Q=0。

28G(iw—in)(10.4)

 

式中dw室外空气的含湿量,g/Kg;

    dn室内空气的含湿量,g/Kg;

    iw室外空气的焓,KJ/Kg;

    in室内空气的焓,KJ/Kg。

 

3。

      食物散湿量及潜热冷负荷

(1)   餐厅的食物散湿量(kg/h),按下式计算:

    D=0。

0115n(10。

5)

式中n就餐总人数。

 

(2)   食物散湿量形成的潜热冷负荷(W),按下式计算:

    Q=8.7n(10.6)

 

4。

      水面蒸发散湿量及潜热冷负荷

(1)   敞开水面的蒸发散湿量(kg/h),按下式计算:

    D=(a+0.00013v)(Pqb-Pq)AB/B1(10.7)

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)。

二。

主要计算公式:

1.人体冷负荷:

由显热散热造成的冷负荷=群集系数*计算时刻空调房间的总人数

*一名成年男子小时的显热散热量*人体显热散热量的冷负荷系数

由潜热散热造成的冷负荷=群集系数*计算时刻空调房间的总人数

*一名成年男子小时的潜热散热量*人体潜热散热量的冷负荷系数

2。

人体湿负荷:

湿负荷=0.001*群集系数*空调房间人数*一名成年男子小时散湿量

3。

灯光冷负荷:

白炽灯和镇流器在空调房间外的荧光灯的冷负荷=1000*同时使用系数

*照明设备的安装功率*照明散热的冷负荷系数

镇流器装在空调房间内的荧光灯的冷负荷=1200*同时使用系数

*照明设备的安装功率*照明散热的冷负荷系数

暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯的冷负荷=1000*反射通风系数

*照明设备的安装功率*照明散热的冷负荷系数

其它冷负荷=1000*照明实际散热量*照明散热量的冷负荷系数

4。

设备冷负荷:

电热设备冷负荷=1000*同时使用系数*利用系数*小时平均实耗功率与设计最大功率之比

*通风保温系数*设备安装总功率*设备器具散热的冷负荷系数

电动机和工艺设备均在空调房间内的冷负荷=1000*同时使用系数*输入功率系数

*设备安装总功率*设备器具散热的冷负荷系数

只有电动机在空调房间内的冷负荷=1000*同时使用系数*输入功率系数*设备安装总功率

*(1—电动机效率)*设备器具散热的冷负荷系数

只有工艺设备在空调房间的冷负荷=1000*同时使用系数*输入功率系数*设备安装总功率

*电动机效率*设备器具散热的冷负荷系数

其它冷负荷=1000*设备散热量*设备散热量的冷负荷系数

5。

新风冷负荷:

新风全冷负荷Qq=md*新风量*(iw—in)/3.6

其中:

md—-夏季空调室外计算干球温度下的空气密度(1。

13kg/m^3)

iw——夏季室外计算参数下的焓值(kJ/kg)

in—-室内空气的焓值(kJ/kg)

6。

新风湿负荷:

新风湿负荷Qq=md*新风量*(dw—dn)*0。

001(kg/h)

其中:

dw--夏季空调室外计算参数时的含湿量(g/kg)

dn——室内空气的含湿量(g/kg)

7.渗透冷负荷:

计算方法同新风冷负荷

8。

渗透湿负荷:

计算方法同新风湿负荷

9。

外墙和屋面冷负荷:

冷负荷CL=F*K((tl+td)*Ka-tn)

其中:

F—-外墙或屋面的面积

K—-外墙或屋面的传热系数

tl--冷负荷计算温度的逐时值

td--温度的地点修正值,单位:

Ka—-温度的由于外表面放热系数不同引起的温度修正系数,无因次

tn-—室内设计温度

10。

外窗和天窗冷负荷:

该冷负荷可分为三部分:

直射冷负荷,散射冷负荷,传热冷负荷

直射冷负荷CL=Fz*Cz*Dj,max*Ccl

其中:

Fz-—窗玻璃的直射面积

Cz--窗玻璃的综合遮挡系数

Dj,max--日射得热因数的最大值

Ccl——冷负荷系数

散射冷负荷CL=Fs*Cz*Dj,max*Ccl

其中:

Fs—-窗玻璃的散射面积

传热冷负荷CL=F*K(tl’-tn)

11.内围护结构冷负荷:

<注:

内围护结构包括:

内门,内窗,内墙,楼板〉

冷负荷CL=F*K*Tls

其中Tls-—邻室温差

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