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、1603、夏季大气压: 1004、80 kPa4、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: 2.60 m/s一、外墙与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。
这就是因为计算16点钟外墙内表面由于温度波动形成的房间冷负荷就是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,通过内墙与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,应根据灯具的种类与安装情况分别按下列各式计算:1、白只灯与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-T τ-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-T τ-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、电动机与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、人体散湿与潜热冷负荷(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与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:白炽灯与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与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、外墙与屋面冷负荷: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:度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、外窗与天窗冷负荷: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。