空調(diào)冷負(fù)荷法、冷指標(biāo)[借鑒分析]

1、空調(diào)房間、空調(diào)系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)冷負(fù)荷的確定1 空調(diào)房間的冷負(fù)荷規(guī)范規(guī)定：空調(diào)房間的夏季冷負(fù)荷，因按各項逐時冷負(fù)荷的最大值確定，即：1. 分項計算各項得熱引起的冷負(fù)荷的逐時值，一般取7002000，計算結(jié)果宜列表表示。2. 將同一時刻的各項冷負(fù)荷的逐時值列表匯總，逐時相加，取其最大值作為該空調(diào)房間的冷負(fù)荷。2 空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷1. 空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷空調(diào)房間的冷負(fù)荷+新風(fēng)冷負(fù)荷+風(fēng)道風(fēng)機(jī)溫升及風(fēng)量滲漏引起的附加冷負(fù)荷+其它進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)的熱量所形成的冷負(fù)荷+某些空調(diào)系統(tǒng)因為采用了冷熱量抵消的調(diào)節(jié)手段而得到的熱量。2. 當(dāng)一個空調(diào)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)多個空調(diào)房間時，空調(diào)房間的冷負(fù)荷應(yīng)按下列情況分別確定：（1）當(dāng)空調(diào)

2、系統(tǒng)末端裝置不能隨負(fù)荷變法而手動或自動控制時，應(yīng)采用同時使用的所用房間最大冷負(fù)荷的累加值。（2）當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)末端裝置能隨負(fù)荷變法而手動或自動控制時，應(yīng)將同時使用的所用房間各計算時刻的冷負(fù)荷逐時列表累加，取其最大值作為該空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)房間的冷負(fù)荷。3 制冷系統(tǒng)的冷負(fù)荷QR=QA*K*KF*K 式中： QR制冷系統(tǒng)的冷負(fù)荷。 QR空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷 QA制冷系統(tǒng)所負(fù)擔(dān)的各空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷的累加值。 K同時使用系數(shù)，它反映了制冷系統(tǒng)所負(fù)擔(dān)的各空調(diào)系統(tǒng)的同時使用率，視建筑物的使用性質(zhì)、功能、規(guī)模、等級及經(jīng)營管理等因素而定。取值在0.61.0之間。 KF冷負(fù)荷附加系數(shù)，它反映了制冷系統(tǒng)、制冷裝置及冷水系統(tǒng)的冷量

3、損失，視系統(tǒng)的規(guī)模、設(shè)備類型、管道長短而定。用冷水間接冷卻空氣的系統(tǒng)，取值為1.101.15；直接蒸發(fā)式表冷器系統(tǒng)，取值為1.051.10。 K效率降低系數(shù)，它反映了設(shè)備運(yùn)行一段時間后出力及傳熱效率的降低。其值一般可取1.051.10，或者采用設(shè)備廠家提供的數(shù)據(jù)。如果廠家給出的設(shè)備制冷量已經(jīng)考慮了出力及傳熱效率降低的影響，則應(yīng)取為1.00。4 空調(diào)工程冷負(fù)荷概算法4.1 綜合指標(biāo)1. 綜合指標(biāo)中央空調(diào)冷源設(shè)備的安裝容量/整棟建筑物的空調(diào)面積 單位：W/2. 綜合指標(biāo)是用來粗略估算制冷系統(tǒng)的冷負(fù)荷，即冷水機(jī)組的安裝容量。4.2 分類指標(biāo)1. 分類指標(biāo)空調(diào)熱濕處理設(shè)備的裝機(jī)容量/空調(diào)設(shè)備所承擔(dān)的各

4、空調(diào)房間的空調(diào)面積之和 單位：W/2. 分類指標(biāo)是用來粗略估算空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷。4. 影響分類指標(biāo)取值因素：（1）空調(diào)房間外墻朝向的影響，分類指標(biāo)取值方法：依照南、西、東、北的方向順序由大到小取值。（2）空調(diào)房間外墻窗墻比的影響，分類指標(biāo)取值方法：窗墻比大取大；窗墻比小取小。（3）空調(diào)房間外窗有無外遮陽的影響，分類指標(biāo)取值方法：有取大；無取小。（4）空調(diào)房間有兩面外墻時，分類指標(biāo)取值宜加大1015；空調(diào)房間位于頂層時，分類指標(biāo)取值宜加大2025。（5）空調(diào)房間人員密度的影響，分類指標(biāo)取值方法：分類指標(biāo)取值方法：密度大取大；密度小取小。（6）空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量的影響，分類指標(biāo)取值方法：新風(fēng)量大取值大

5、；新風(fēng)量小取值小。（7）空調(diào)房間室內(nèi)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的影響，分類指標(biāo)取值方法：標(biāo)準(zhǔn)高取值大；標(biāo)準(zhǔn)小取值小。（8）空調(diào)房間室外設(shè)計參數(shù)的影響（即地區(qū)影響），分類指標(biāo)取值方法：大部分城市可按照其處于華南、華中、華東、西南、華北、西北、東北等地區(qū)的順序由大到小取值。4.3 概算指標(biāo)應(yīng)用1. 采用分類指標(biāo)計算各空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷，作為選取空氣處理設(shè)備的冷量參數(shù)。方法如下：QA=qi*Ai式中：QA空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷，即空氣處理設(shè)備的安裝容量，單位為W。 qi分類指標(biāo)，單位為W/。 Ai空調(diào)系統(tǒng)所負(fù)擔(dān)的空調(diào)房間的空調(diào)面積，單位為。2計算冷水機(jī)組的安裝容量QR=(0.840.86)QA=(0.840.86)qi*Ai

6、 式中：QR制冷系統(tǒng)的冷負(fù)荷，即冷水機(jī)組的安裝容量。3校核 將上面計算得到的QR除以建筑物的總空調(diào)面積（包括樓梯間的面積），折算成冷負(fù)荷綜合指標(biāo)，校核是否適當(dāng)。若折算所得綜合指標(biāo)偏大或偏小，可通過調(diào)整分類指標(biāo)解決。4.4 冷暖兩用空調(diào)系統(tǒng)冬季設(shè)備負(fù)荷概算1空調(diào)系統(tǒng)末端裝置冷暖兩用，夏季可滿足要求，冬季盤管傳熱面積有余。2南昌地區(qū)冬季空調(diào)用熱源裝機(jī)熱負(fù)荷的概算：Qh=(0.60.8) QR 式中：Qh冬季空調(diào)用熱源裝機(jī)熱負(fù)荷，即冬季供暖系統(tǒng)的負(fù)荷值。 QR制冷系統(tǒng)的冷負(fù)荷，即冷水機(jī)組的安裝容量?？照{(diào)冷負(fù)荷法估算冷指標(biāo)（W/m空調(diào)面積冷指標(biāo)的確定近來看了不少有關(guān)空調(diào)的貼子，發(fā)現(xiàn)眾網(wǎng)友對于空調(diào)（家庭

7、用）面積冷指標(biāo)的見解大相徑庭。在此結(jié)合本人近10年設(shè)計集中空調(diào)的經(jīng)驗，談一談空調(diào)冷指標(biāo)的問題?？照{(diào)冷指標(biāo)是概略估算空調(diào)冷量的指標(biāo)。由于各國氣侯狀況不同，有較大的差異。在此列出幾個國家的空調(diào)冷指標(biāo)：我國：辦公90120w/m2(以下均同）賓館客房80110住宅8090日本：辦公93116（整體）/116151（頂層）/99128（標(biāo)準(zhǔn)層）賓館客房7093（一般）/5270（節(jié)能）英國：1759W（單人間）/2462W（雙人間）在此舉幾個工程實(shí)例：1。西安東方大酒店：3.26萬平米，1163KWx2，合70W/M22。上海華僑飯店：1萬平米，349X3KW，合105W/M23。廣州白天鵝賓館：9.

8、15萬平米，440X4USRT（美制冷噸），合6188KW，68W/M24。成都四川電子大廈：4.4萬平米，1163KWX2，合53W/M2再舉個貼近百姓的例子：本人家中主臥室：頂層南向，16M2，1P單冷本人家中客廳：北向頂層，19M2，小1P（KF23）不同空調(diào)冷負(fù)荷計算方法比較與分析空調(diào)面積）見下表序號建筑類型及房間名稱空調(diào)建筑面積平方米/人建筑負(fù)荷人體負(fù)荷照明負(fù)荷新風(fēng)量W/m張世將1 陳正順2 （1.合肥工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計研究院；2.合肥工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計研究院）摘要：本文采用諧波反應(yīng)法和冷負(fù)荷系數(shù)法兩種負(fù)荷計算方法，對合肥某空調(diào)工程的夏季冷負(fù)荷進(jìn)行計算，同時采用概算指標(biāo)法簡要計算，并計算

9、出該工程在其它城市下的總冷負(fù)荷，將所得結(jié)果進(jìn)行分析比較，得出幾點(diǎn)結(jié)論，供暖通空調(diào)設(shè)計人員以參考。關(guān)鍵詞：冷負(fù)荷計算 諧波反應(yīng)法 冷負(fù)荷系數(shù)法 概算法 0 引言 對結(jié)構(gòu)已確定的建筑而言，對冷、熱負(fù)荷進(jìn)行準(zhǔn)確計算，設(shè)計和配置最佳的空調(diào)系統(tǒng)，這是最根本和最重要的降低空調(diào)系統(tǒng)能耗的手段。由于建筑物冷、熱負(fù)荷的形成和類型比較復(fù)雜，影響因素較多，使得大多數(shù)設(shè)計人員采用粗略估算負(fù)荷的方法，這樣會導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)容量配置與建筑物的負(fù)荷相差較大。如果空調(diào)系統(tǒng)的容量過大，則系統(tǒng)的初投資、能耗和運(yùn)行費(fèi)用都將上升；而如果空調(diào)系統(tǒng)的容量過小，則房間內(nèi)溫度和濕度的控制將無法達(dá)到設(shè)計要求，空調(diào)系統(tǒng)一直處于運(yùn)行狀態(tài)，能耗和維修費(fèi)

10、用也將上升。因此，建筑物冷、熱負(fù)荷的準(zhǔn)確計算顯得十分重要，它是設(shè)計和配置與建筑負(fù)荷相匹配的空調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 1 諧波反應(yīng)法和冷負(fù)荷系數(shù)法介紹 諧波反應(yīng)法的基本原理1：在負(fù)荷計算中，得熱量形成冷負(fù)荷的關(guān)鍵是得熱中輻射部分變?yōu)槔湄?fù)荷的比例，因為對流部分直接變成了冷負(fù)荷，諧波反應(yīng)法中輻射擾量轉(zhuǎn)化為冷負(fù)荷的過程為：輻射擾量投到板壁上，相當(dāng)于引起板壁表面空氣邊界層溫度升高，板壁吸熱后溫度升高會以對流的形式向房間放熱，所放出的熱量即為冷負(fù)荷。 冷負(fù)荷系數(shù)是建立在Z傳遞函數(shù)基礎(chǔ)上的一種簡化計算方法2。該方法把得熱計算和負(fù)荷計算兩步合并成一步，通過冷負(fù)荷系數(shù)直接從各種擾量源求得分項逐時冷負(fù)荷。冷負(fù)荷系數(shù)可以根

11、據(jù)某地的標(biāo)準(zhǔn)氣象、室內(nèi)設(shè)計參數(shù)、不同建筑類型等典型條件事先計算成表格查用。對日射得熱采用與負(fù)荷強(qiáng)度意義類似的冷負(fù)荷來簡化計算。諧波反應(yīng)法和冷負(fù)荷系數(shù)法的簡化計算公式如下。 1.1 外墻和屋面?zhèn)鳠崂湄?fù)荷計算公式 外墻或屋面?zhèn)鳠嵝纬傻挠嬎銜r刻冷負(fù)荷Q(W)，按下式計算： Q=KFt- (1) 式中F計算面積，m2；計算時刻，點(diǎn)鐘；-溫度波的作用時刻，即溫度波作用于外墻或屋面外側(cè)的時刻，點(diǎn)鐘；t-作用時刻下，通過外墻或屋面的冷負(fù)荷計算溫差，簡稱負(fù)荷溫差，。 注：例如對于延遲時間為5 小時的外墻，在確定16 點(diǎn)房間的傳熱冷負(fù)荷時，應(yīng)計算時刻=16，時間延遲為=5，作用時刻為-=16-5=11。這是因為

12、計算16點(diǎn)鐘外墻內(nèi)表面由于溫度波動形成的房間冷負(fù)荷是5 小時之前作用于外墻外表面溫度波動產(chǎn)生的結(jié)果。 式（1）為諧波反應(yīng)法計算方法。冷負(fù)荷計算法外墻和屋面?zhèn)鳠崂湄?fù)荷計算為： Q=KFtc()-tR (2) 1.2 外窗的溫差傳熱冷負(fù)荷 諧波反應(yīng)法中，通過外窗溫差傳熱形成的計算時刻冷負(fù)荷Q按下式計算： Q=KFt (3) 式中t計算時刻下的負(fù)荷溫差，； K傳熱系數(shù)。 冷負(fù)荷計算法外窗的傳熱冷負(fù)荷公式與以上相同。因為玻璃的蓄熱系數(shù)可忽略不計，在計算傳導(dǎo)得熱時，可不計溫度波的相位延滯，只考慮衰減度。 1.3 外窗太陽輻射冷負(fù)荷 透過外窗的太陽輻射形成的計算時刻冷負(fù)荷Q，諧波反應(yīng)法根據(jù)不同情況分別按下

13、列各式計算： 1.3.1 當(dāng)外窗無任何遮陽設(shè)施時 Q=FCsCaJw (4) 式中Jw計算時刻下太陽總輻射負(fù)荷強(qiáng)度，W/m2； 1.3.2 當(dāng)外窗只有內(nèi)遮陽設(shè)施時 Q=FCsCaCnJw (5) 1.3.3 當(dāng)外窗只有外遮陽板時 Q=F1Jn+FJnnCsCa (6) 1.3.4 當(dāng)窗口既有內(nèi)遮陽設(shè)施又有外遮陽板時 Q=F1Jn+FJnnCsCnCa (7) 式中Jn計算時刻下，標(biāo)準(zhǔn)玻璃窗的直射輻射照度，W/m2；Jnn計算時刻下，標(biāo)準(zhǔn)玻璃窗的散熱輻射照度，W/m2；F1窗上收太陽直射照射的面積； F外窗面積（包括窗框、即窗的墻洞面積）m2；Ca窗的有效面積系數(shù)；Cs窗玻璃的遮擋系數(shù)；Cn窗內(nèi)

14、遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù)。 冷負(fù)荷系數(shù)法用一個總的公式： Q=FDjmaxCLQCsCnCa (8) Djmax最大日射得熱因數(shù)；CLQ窗玻璃冷負(fù)荷系數(shù)。 1.4 內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱冷負(fù)荷 1.4.1 當(dāng)鄰室為通風(fēng)良好的非空調(diào)房間時，通過內(nèi)窗的溫差傳熱負(fù)荷，可按式(3)計算。 1.4.2 當(dāng)鄰室為通風(fēng)良好的非空調(diào)房間時，通過內(nèi)墻和樓板的溫差傳熱負(fù)荷，可按式(1)計算。 1.4.3 當(dāng)鄰室有一定發(fā)熱量時，通過空調(diào)房間內(nèi)窗、隔墻、樓板或內(nèi)門等內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差傳熱負(fù)荷，按下式計算： Q=KF(twp+tls-tn) (9) 式中Q穩(wěn)態(tài)冷負(fù)荷，W；twp夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算日平均溫度，；tn夏季空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)計

15、算溫度，；tls鄰室溫升，可根據(jù)鄰室散熱強(qiáng)度采用，。 1.5 燈光、人員和設(shè)備得熱的得熱量 這三種得熱在其使用期都為一常數(shù)，兩種方法計算結(jié)果一致。 2 諧波反應(yīng)法、冷負(fù)荷系數(shù)法和概算法計算結(jié)果比較 本文選擇了合肥地區(qū)某公共建筑的一樓進(jìn)行計算?？照{(diào)總面積 2117.4m2，層高4.5m，建筑朝向，正面正南方。圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)：外墻，K0.85W/m2K；外窗，K2.49W/m2K。 4冷負(fù)荷情況分析 分別利用諧波反應(yīng)法和冷負(fù)荷系數(shù)法計算，對所得結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計和比較，并與概算法進(jìn)行比較，計算所得總冷負(fù)荷最大時刻出現(xiàn)在 16：00。表中冷負(fù)荷系數(shù)法和諧波反應(yīng)法所得的數(shù)據(jù)均取16：00時的值。 各方法計算所

16、得總冷負(fù)荷最大時刻均出現(xiàn)在16：00。總冷負(fù)荷最大值分別為：概算法424kw，冷負(fù)荷系數(shù)法252kw，諧波反應(yīng)法255kw?？偟膩碚f，冷負(fù)荷系數(shù)法和諧波反應(yīng)法計算結(jié)果相當(dāng)，其中諧波反應(yīng)法稍微偏大，概算法計算結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于冷負(fù)荷系數(shù)法和諧波反應(yīng)法，為冷負(fù)荷系數(shù)法的1.68倍，諧波反應(yīng)法的1.66倍。 通過對冷負(fù)荷系數(shù)法和諧波反應(yīng)法所得結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析，可以看出：絕大部分房間的諧波反應(yīng)法所得冷負(fù)荷指標(biāo)高于冷負(fù)荷系數(shù)法，且最大差值接近30w/m2；僅4個房間的諧波反應(yīng)法所得冷負(fù)荷指標(biāo)低于冷負(fù)荷系數(shù)法，其中懸殊最大的是宴會廳的冷負(fù)荷，諧波法為193w/m2，冷負(fù)荷系數(shù)法為224w/m2，由于宴會廳在所有

17、房間中面積最大，導(dǎo)致兩種方法的總冷負(fù)荷指標(biāo)相當(dāng)；概算法指標(biāo)過大，一般為諧波法和冷負(fù)荷系數(shù)法的1.5倍以上。 假設(shè)該工程位于其它城市，計算其總冷負(fù)荷并進(jìn)行比較。選取其它典型的省會城市（緯度40、3540、2530、25），用冷負(fù)荷系數(shù)法計算出總冷負(fù)荷，見表3。可以看出，以上計算結(jié)果東南部偏高，西北部偏低，與建筑熱工分區(qū)相一致。 5結(jié)語 通過利用這兩種計算方法的軟件對南京地區(qū)某空調(diào)工程在相同計算參數(shù)的情況下進(jìn)行冷計算，同時采用概算指標(biāo)簡要計算，并將所得結(jié)果進(jìn)行分析比較，概算法遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于諧波法和冷負(fù)荷系數(shù)法，為1.6倍多，諧波法和冷負(fù)荷系數(shù)法計算結(jié)果相當(dāng)。所以在實(shí)際的負(fù)荷計算中不宜采用概算指標(biāo)，概算法

18、只能在系統(tǒng)初步方案確定時用來參考。對于各城市的計算，該結(jié)果與建筑熱工分區(qū)相符合。 根據(jù)國家規(guī)范要求，空氣調(diào)節(jié)區(qū)的空調(diào)冷負(fù)荷應(yīng)按所服務(wù)空氣調(diào)節(jié)區(qū)同時使用情況、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及調(diào)節(jié)方式，按各空氣調(diào)節(jié)區(qū)逐時冷負(fù)荷的綜合最大值或各空氣調(diào)節(jié)夏季冷負(fù)荷的累計值確定，并應(yīng)計入各項有關(guān)的附加冷負(fù)荷。一般設(shè)計人員在計算夏季冷負(fù)荷時大多利用負(fù)荷計算軟件進(jìn)行計算，這些軟件一般也按照規(guī)范中所給公式計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱、外窗日射得熱、室內(nèi)熱源散熱及新風(fēng)冷負(fù)荷等附加冷負(fù)荷，而忽略了空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的類型及調(diào)節(jié)方式對夏季冷負(fù)荷的影響。這些因素對冷負(fù)荷的影響一般只能通過人工計算，建筑物逐時空調(diào)負(fù)荷應(yīng)在軟件計算結(jié)果的基礎(chǔ)上加以人工計算調(diào)整才能更加準(zhǔn)確。3-5所以，即使軟件使用者非常準(zhǔn)確地輸入各項數(shù)據(jù)，所得結(jié)果也不一定可以作為進(jìn)一步空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)，有時仍需要考慮不同的空調(diào)系統(tǒng)對空調(diào)冷負(fù)荷的影響和特殊區(qū)域的空調(diào)冷負(fù)荷而進(jìn)一步手工計算。參考文獻(xiàn)： 1單寄平.空調(diào)負(fù)荷實(shí)用計算法M.中國建筑工業(yè)出版社.1989.2陸亞俊.暖通空調(diào)M.中國建筑工業(yè)出版社.2002.3魏大俊.軟件計算空調(diào)冷負(fù)荷中應(yīng)注意的問題J.廣東建材.2006.9:137-138.4