空調(diào)負荷計算

空調(diào)負荷計算空調(diào)負荷

※空調(diào)負荷是指空調(diào)房間冷（熱）負荷和濕負荷。空調(diào)房間冷（熱）負荷、濕負荷是確定空調(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）負荷、濕負荷的計算以室外氣象參數(shù)和室內(nèi)要求保持的空氣參數(shù)為依據(jù)。一、空調(diào)的室內(nèi)、外計算參數(shù)1、空調(diào)室外空氣的計算參數(shù)

空調(diào)的室外空氣計算參數(shù)在《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)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(shù)的取值大小將直接影響室內(nèi)空氣狀態(tài)和空調(diào)費用。因此，在空調(diào)設(shè)計中，應(yīng)選用室外空氣計算參數(shù)作為建筑物圍護結(jié)構(gòu)的溫差傳熱量和新風(fēng)負荷的計算依據(jù)。（1）設(shè)計規(guī)范中規(guī)定的計算參數(shù)是按全年少數(shù)時間不保證室內(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調(diào)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(diào)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(diào)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(diào)室外計算相對濕度。（2）夏季計算經(jīng)建筑圍護結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量時，應(yīng)按不穩(wěn)定傳熱過程計算，故必須已知夏季空調(diào)設(shè)計日平均溫度和逐時溫度。夏季空調(diào)室外空氣設(shè)計日的逐時溫度（tτ）按下列確定：式中—夏季空調(diào)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(shù)，—夏季室外空氣計算平均日較差，℃。

式中—夏季空調(diào)室外計算干球溫度，℃（3）空調(diào)系統(tǒng)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(diào)設(shè)備送熱風(fēng)，僅用供暖設(shè)備補償房間熱損失時，計算圍護結(jié)構(gòu)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(tǒng)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，℃。

☆冬季空調(diào)室外計算溫度（tw.k)可按下式確定:

☆夏季空調(diào)室外計算濕球溫度(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(yīng)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(yīng)的濕球溫度,℃

☆夏季空調(diào)室外計算日平均溫度(tw.p)可按下式確定:二、空調(diào)室內(nèi)空氣的設(shè)計參數(shù)空調(diào)房間室內(nèi)空氣設(shè)計參數(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:

室內(nèi)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(nèi)各表面的溫度等。2.綜合考慮地區(qū)、經(jīng)濟條件和節(jié)能要求等因素三、室內(nèi)空氣品質(zhì)與新風(fēng)量1、室內(nèi)空氣品質(zhì)的定義空氣中沒有已知的污染物達到公認權(quán)威機構(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%）對此沒有表示不滿。2、室內(nèi)空氣品質(zhì)的影響因素

①空調(diào)系統(tǒng)對室內(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)省運行費用,按最小新量運行,使新風(fēng)量不足;

三、室內(nèi)空氣品質(zhì)與新風(fēng)量b.空調(diào)設(shè)計中新風(fēng)量取得過小、不能滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求;c.新風(fēng)處理、輸送和擴散過程的污染，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)運行管理不當(dāng)，也可造成新風(fēng)量的不足。

②室內(nèi)污染物的影響

③室外環(huán)境的影響3、改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的措施①暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計一嚴格的運行管理與維護②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%，對于高級賓館和辦公建筑可高達40%?？照{(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：

①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1×106為基準(zhǔn)。確定常態(tài)下的每人新風(fēng)量為30m3/h。

②補充局部部排風(fēng)量當(dāng)當(dāng)空調(diào)房間間內(nèi)有局部部排風(fēng)裝置置時，為了了不使房間間產(chǎn)生負壓壓，在系統(tǒng)統(tǒng)中必須有有相應(yīng)的新新風(fēng)量來補補充排風(fēng)量量。③保證空調(diào)調(diào)房間的正正壓要求為為防止室外外空氣無組組織侵入，，影響室內(nèi)內(nèi)空調(diào)參數(shù)數(shù)，需要在在空調(diào)房間間內(nèi)保持正正壓（室內(nèi)內(nèi)空氣壓力力>房間周圍的的空氣壓力力)。即用增加加一部分新新風(fēng)量（或或排風(fēng)系統(tǒng)統(tǒng)少排掉部部分新風(fēng)））的辦法，，使室內(nèi)空空氣壓力高高于外界壓壓力，然后后再讓這部部分新風(fēng)從從空調(diào)房間間門窗縫隙隙等不嚴密密外滲透出出去。這部部分滲透空空氣量的大大小由房間間的正壓、、窗戶結(jié)構(gòu)構(gòu)形成的縫縫隙狀況所所決定。一一般情況，，空調(diào)房間間正壓可取取5~10Pa。過大的正正壓不但沒沒有必要，，還有壞處處?！羁照{(diào)系統(tǒng)的的新風(fēng)量不不應(yīng)小于總總風(fēng)量的10%，以確保衛(wèi)衛(wèi)生和安全全。新風(fēng)量可按按如下所示示的框圖來來確定。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ⅠGw1=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ⅡGw2=nxgw最小新風(fēng)量ⅢGw3=0.10G除了考慮人人員密度外外,還要充分考考慮跟圍護護結(jié)構(gòu)和裝裝飾相關(guān)的的室內(nèi)面積積,房間最小新新風(fēng)量Lw為:式中n—室內(nèi)總?cè)藬?shù)數(shù),即為人員密密度與地面面面積之積積;Rp—每人最小新新風(fēng)量指標(biāo)標(biāo),m3/(h·人);Rb—每平方米地地板所需最最小新風(fēng)量量指標(biāo)m3/(h·m2);Ab—地板面積,m2.四、空調(diào)房房間的冷負負荷和制冷冷系統(tǒng)的冷冷負荷建筑物空調(diào)調(diào)室內(nèi)冷負負荷和制冷冷系統(tǒng)負荷荷的形成過過程及組成成:瞬間得熱量輻射圍護結(jié)構(gòu)、家具等傳遞給室內(nèi)空氣

對流

潛熱室內(nèi)瞬時冷負荷(逐時冷負荷)照明散熱人體散熱室內(nèi)用電設(shè)備散熱透過玻璃窗進入室內(nèi)日射量經(jīng)玻璃窗的溫差傳熱圍護結(jié)構(gòu)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(nèi)冷負荷制冷系統(tǒng)負荷新風(fēng)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(fēng)機、水泵機械能轉(zhuǎn)變的熱量風(fēng)管、冷凍水管的傳熱量其他（1）空調(diào)房間間的冷負荷荷包括:①由于室內(nèi)外外溫差和太太陽輻射作作用，通過過建筑物圍圍護結(jié)構(gòu)傳傳入室內(nèi)的的熱量形成成的冷負荷荷；②人體散熱、、散濕形成成的冷負荷荷；③燈光照明明散熱形成成的冷負荷荷；④其他設(shè)備備散熱形成成的冷負荷荷。＊空調(diào)房間的的冷負荷是是確定空調(diào)調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)統(tǒng)風(fēng)量和空空調(diào)設(shè)備容容量的依據(jù)據(jù)。（2）制冷系統(tǒng)統(tǒng)負荷制制冷冷系統(tǒng)負荷荷等于室內(nèi)內(nèi)負荷、新新風(fēng)負荷和和其他熱量量形成的冷冷負荷之和和；也就是是說空調(diào)制制冷系統(tǒng)的的供冷能力力除了要補補償室內(nèi)的的冷負荷外外，還要補補償空調(diào)系系統(tǒng)新風(fēng)量量負荷和抵抵消冷量的的再加熱等等其他熱量量形成的冷冷負荷。＊制冷系統(tǒng)負負荷是確定定空調(diào)制冷冷設(shè)備容量量的依據(jù)。。（3）得熱量和和冷負荷：：房間的得得熱量是指指某一時刻刻由室外和和室內(nèi)熱源源進入房間間的熱量總總和。冷負負荷是指為為了維持室室溫恒定，，在某一時時刻應(yīng)從室室內(nèi)排出去去的熱量。。瞬間得熱熱量中以對對流方式傳傳遞的顯熱熱得熱和潛潛熱得熱部部分，直接接放散到房房間空氣中中，立刻構(gòu)構(gòu)成房間瞬瞬間冷負荷荷；而以輻輻射方式傳傳遞的得熱熱量，首先先被圍護結(jié)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)內(nèi)物體所吸吸收并貯存存于其中。。當(dāng)這些圍圍護結(jié)構(gòu)和和室內(nèi)物體體表面的溫溫度高于室室內(nèi)空氣溫溫度后，所所貯存的熱熱量再借助助于對流方方式逐時放放出，給予予室內(nèi)空氣氣而形成冷冷負荷。（4）在計算空空調(diào)負荷時時，必須考考慮圍護結(jié)結(jié)構(gòu)的吸熱熱、蓄熱和和放熱過程程，不同性性質(zhì)的得熱熱量所形成成的室內(nèi)逐逐時冷負荷荷是不同步步的。因此此，在確定定房間逐時時冷負荷時時，必須按按不同性質(zhì)質(zhì)的得熱分分別計算，，然后取逐逐時冷負荷荷分量之和和。四、空調(diào)冷冷負荷的計計算空調(diào)冷負荷荷的計算方方法：諧波波反應(yīng)法、、反應(yīng)系數(shù)數(shù)法、Z傳遞函系數(shù)數(shù)法和冷負負荷系數(shù)法法。我國常常采用冷負負荷系數(shù)法法和諧波反反應(yīng)法計算算空調(diào)冷負負荷。1、圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)瞬變傳熱熱形成冷負負荷的計算算方法：（1）外墻和屋屋面瞬變傳傳熱引起的的冷負荷在日射和和室外氣氣溫綜合合作用下下，外墻墻和屋面面瞬變傳傳熱引起起的逐時時冷負荷荷可按下下式計算算：式中Qc（τ）—外墻和屋屋面瞬變變傳熱引引起的逐逐時冷負負荷，W；A—外墻和屋屋面的面面積，m2；K—屋面和外外墻的傳傳熱系數(shù)數(shù)，W/（m2·℃）；根據(jù)據(jù)屋面和和外墻的的不同構(gòu)構(gòu)造和厚厚度，可可查表；；tn—室內(nèi)設(shè)計計溫度，，℃；tc（τ）—外墻和屋屋面的冷冷負荷計計算溫度度的逐時時值，℃；根據(jù)外外墻和屋屋面的不同類型型可在表表中查出出。外墻和屋屋面的冷冷負荷計計算溫度度為：相應(yīng)的冷冷負荷計計算值為為：（2）內(nèi)圍護護結(jié)構(gòu)冷冷負荷內(nèi)圍護結(jié)結(jié)構(gòu)是指指內(nèi)隔墻墻及內(nèi)樓樓板，它它們的冷冷負荷也也是通過過溫差傳傳熱（即即與鄰室室的溫差）而而產(chǎn)生的的，這部部分可視視為穩(wěn)定定傳熱，，不隨時時間而變變化，其其計算式式為：式中Ki—內(nèi)墻或內(nèi)內(nèi)樓板傳傳熱系數(shù)數(shù)，W/（m2·℃）；Ai—內(nèi)墻或內(nèi)內(nèi)樓板面面積，m2；tw·p—夏季空調(diào)調(diào)室外計計算日平平均溫度度，℃℃；Δtf—附加溫升升，取鄰鄰室平均均溫度與與室外平平均溫度度的差值值，℃℃；查下下表。鄰室散熱量/（W/m2）Δtf/℃鄰室散熱量/（W/m2）Δtf/℃很少（如辦公室、走廊）0~223~1165<233>1167（3）外玻璃璃窗瞬變變傳熱引引起的冷冷負荷在室內(nèi)外外溫差作作用下，，玻璃窗窗瞬變傳傳熱引起起的冷負負荷按下下式計算算：式中Qc（τ）—外玻璃窗窗瞬變傳傳熱引起起的冷負負荷，W；Aw——窗口面積積，m2；Kw—玻璃窗的的傳熱系系數(shù)，W/（m2·K）；可查查表；tc（τ）—玻璃窗的的冷負荷荷溫度的的逐時值值，℃；；可查表表。2、透過玻玻璃窗的的日射得得熱引起起冷負荷荷的計算算方法透過玻璃璃窗進入入室內(nèi)的的日射得得熱形成成的逐時時冷負荷荷Qc（τ）按下式式計算：：式中Qc（τ）—透過玻璃璃窗的日日射得熱熱形成的的冷負荷荷，w；Aw—窗口面積積，m2；Ca—有效面積積系數(shù)，，可查表表；Cs—窗玻璃的的遮陽系系數(shù)，可可查表；；Ci—窗內(nèi)遮陽陽設(shè)施的的遮陽系系數(shù)，可可查表；；Cz—窗玻璃的的綜合遮遮擋系數(shù)數(shù)，無因因次Dj·max—日射得熱熱因數(shù)的的最大值值，W/m2，可查表表；CLQ—窗玻璃冷冷負荷系系數(shù)，無無因次，，可查表表。3、室內(nèi)熱熱源散熱熱引起的的冷負荷荷（1）設(shè)備散散熱形成成的冷負負荷設(shè)備和用用具顯熱熱散熱形形成的冷冷負荷按按下式計計算：式中Qc（τ）—設(shè)備和用用具顯熱熱形式的的冷負荷荷，W；Qs—設(shè)備和用用具實際際顯熱散散熱量，，W；CLQ—設(shè)備和用用具顯熱熱散熱冷冷負荷系系數(shù)，可可查表；；如空調(diào)調(diào)系統(tǒng)不不連續(xù)運運行，則則CLQ=0。（2）照明散散熱形成成的冷負負荷根據(jù)照明明燈具的的類型和和安裝方方式不同同,其冷負荷荷計算式式分別如如下:白熾燈熒光燈式中Qc(τ)—燈具散熱熱形成的的冷負荷荷,W;N—照明燈具具所需功功率,KW；n1—鎮(zhèn)流器消消耗功率率系數(shù)，，當(dāng)明裝裝熒光燈燈的鎮(zhèn)流流器裝在在空調(diào)房房間內(nèi)時時，取n1=1.2；當(dāng)暗裝熒光光燈鎮(zhèn)流流器裝設(shè)設(shè)在頂棚棚內(nèi)時，，可取n1=1.0；n2—燈罩隔熱熱系數(shù),當(dāng)熒光燈燈罩上部部穿有小小孔(下部為玻玻璃板),可利用自自然通風(fēng)風(fēng)散熱于于頂棚內(nèi)時，取取n2=0.5~0.6；而熒光光燈罩無無通風(fēng)孔孔者,n2=0.6~0.8；CLQ—照明散熱熱冷負荷荷系數(shù),可查表。。（3）人體顯顯熱散熱熱形成的的冷負荷荷人體顯熱熱散熱引引起的冷冷負荷的的計算公公式：式中Qc(τ)—人體顯熱熱散熱形形成的冷冷負荷，，W；qs—不同室溫溫和勞動動性質(zhì)的的成年男男子顯熱熱散熱量量，W；n—室內(nèi)全部部人數(shù)；；φ—某些空調(diào)調(diào)建筑物物內(nèi)的群群集系數(shù)數(shù)，查表表；CLQ—人體顯熱熱散熱冷冷負荷系系數(shù)，查查表；但但應(yīng)注意意對于人人員密集集的場所所，由于于人體對對圍護結(jié)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)內(nèi)物品的的輻射換換熱量相相應(yīng)減少少，可取取CLQ=1.0。人體潛熱熱散熱引引起的冷冷負荷計計算式為為：式中Qc—人體潛熱熱散熱形形成的冷冷負荷，，W；q1—不同室溫溫和勞動動性質(zhì)的的成年男男子潛熱熱散熱量量，w。五、空調(diào)調(diào)新風(fēng)負負荷的計計算空調(diào)新風(fēng)風(fēng)負荷按按下式計計算：式中QW—新風(fēng)負荷荷，W；GW—新風(fēng)量，，kg/s；iw—室外空氣氣焓值，，kj/kg；in—室內(nèi)空氣氣焓值，，kj/kg。六、空調(diào)調(diào)濕負荷荷的計算算空調(diào)濕負負荷是指指空調(diào)房房間內(nèi)濕濕源（人人體散濕濕、敞開開水池或或槽表面面散濕、、地面積積水等））向室內(nèi)內(nèi)的散濕濕量。1、人體散散濕量人體散濕濕量按下下式計算算：式中mw—人體散濕濕量，kg/h；g—成年男子子的小時時散濕量量g/h，查表；；n—室內(nèi)全部部人數(shù)；；φ—群集系數(shù)數(shù)。2、敞開水水表面散散濕量敞開水表表面散濕濕量按下下式計算算：mw=ωA式中mw—敞開水表表面散濕濕量，kg/h；ω—敞開水表表面單位位蒸發(fā)量量，kg/（m2·h），查表表；A—蒸發(fā)表面面積，m2。計算例題題【例】:假定濟南南地區(qū)有有一頂層層空調(diào)房房間如圖圖所示.采用頂部部風(fēng)機盤盤管加新新風(fēng)系統(tǒng)統(tǒng),室內(nèi)保持持正壓,不考慮空空氣滲透透負荷.室內(nèi)設(shè)計計溫度tn=27℃℃.房間南向