空調冷負荷計算公式（空調冷負荷計算）

2023-10-18 17:22:06

得熱：進入建築的總熱量，包括導熱、對流、輻射、直接空氣交換；

空調負荷：維持環境空調去除（加入）的冷（熱）量。

負荷的定義：

送風方式空調房間得熱為例：

室內得熱量由（對流得熱、輻射得熱、潛熱得熱、顯熱得熱）兩大部分組成。

註：1 負荷估算時，有兩面外牆或三面外牆的空調房間的負荷應適當加大。

2 西向、東向房間的負荷應適當加大（特別是玻璃窗的面積較大時）。

建築物的冷負荷

一. 房間得熱量的組成：

a.通過圍護結構傳入室內的熱量；

b.通過外窗進入的太陽輻射熱量；

c.人體散熱量；

d.照明散熱量；

e.設備、器具、管道及其他熱源的散熱量；

f.食物或物料散熱量；

g.各種散溼過程產生的潛熱量；

h.滲透空氣帶入室內得熱量。

二.空調房間的冷負荷

應根據各項得熱量的種類和性質以及空氣調節區的蓄熱特性，分別進行計算。

通過圍護結構進入的非穩態傳熱量、透過外窗進入的太陽輻射熱量、人體散熱量以及非全天使用的設備、照明燈具的散熱量等形成的冷負荷，應按非穩態傳熱方法計算確定，不應將上述得熱量的逐時值直接作為各相應時刻冷負荷的即時值。

計算圍護結構傳熱量

外窗採用室外計算逐時溫度

夏季空調室外計算逐時溫度：tsh=twp βΔtr

Δtr= (twg - twp)/ 0.52

室外溫度逐時變化係數β見下表：

時刻	1	2	3	4	5	6
β	-0.35	-0.38	-0.42	-0.45	-0.47	-0.41
時刻	7	8	9	10	11	12
β	-0.28	-0.12	0.03	0.16	0.29	0.40
時刻	13	14	15	16	17	18
β	0.48	0.52	0.51	0.43	0.39	0.28
時刻	19	20	21	22	23	24
β	0.14	0.00	-0.10	-0.17	-0.23	-0.26

參見GB50736-2012《民用建築供暖通風與空氣調節設計規範》，表4.1.11。

計算圍護結構傳熱量

外牆和屋頂，採用室外計算逐時綜合溫度：tzs=tsh ρJ /αw

tzs--夏季空氣調節室外計算逐時綜合溫度，℃;

tsh--夏季空氣調節室外計算逐時溫度，℃;

ρ--圍護結構外表面對於太陽輻射熱的吸收係數，《措施》 p49;

J--圍護結構所在朝向的逐時太陽總輻射照度，W/m2;

αw--圍護結構外表面換熱係數，W/(m2*℃);

圍護結構外表面換熱係數αw

室外平均風速(m/s)	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
換熱係數αw	14.0	17.4	19.8	22.1	24.4	25.6	27.9

圍護結構外表面對於太陽輻射熱的吸收係數ρ

面層類別	表面性質	表面顏色	吸收係數ρ值
石棉材料	石棉水泥板	新	淺	0.65
舊	淺	0.72~0.87
粉刷	拉毛水泥牆面	粗糙、舊	米黃	0.65
石灰粉刷	光滑、新	白色	0.48
水刷石	粗糙、舊	淺灰	0.68
薄	水泥粉刷牆面	光滑、新	淺藍色	0.56
砂石粉刷	深色	0.57
金屬	鍍鋅薄鋼板	光滑、舊	灰黑	0.89
牆	紅磚牆	舊	紅色	0.7~0.77
矽酸鹽磚牆	不光滑	青灰色	0.45
混凝土砌塊	灰	0.65
混凝土牆	平滑	暗灰	0.73
屋面	紅褐陶瓦屋面	舊	紅褐	0.65~0.74
灰瓦屋面	舊	淺灰	0.52
水泥屋面	舊	素灰	0.74
石板瓦	舊	銀灰色	0.75
水泥瓦屋面	暗灰	0.69
綠豆砂保護屋面	淺黑	0.65
白石子屋面	粗糙	0.62
淺色油毛氈屋面	不光滑、新	淺黑色	0.72
黑色油毛氈屋面	不光滑、新	黑色	0.86

計算圍護結構傳熱量

室溫波動範圍大於或等於±1℃，非輕型外牆採用室外計算日平均綜合溫度 ：tzp=twp ρJp /αw

tzp--夏季空氣調節室外計算日平均綜合溫度，℃;

twp--夏季空氣調節室外計算日平均溫度，℃;

J p--圍護結構所在朝向太陽總輻射照度的日平均值，W/m2;

計算圍護結構傳熱量

對於隔牆、樓板等內圍護結構，鄰室為非空調區時，採用鄰室計算平均溫度：tls= twp Δ tls

溫度的差值 Δtls ，℃

鄰室散熱量（w/m3）	Δ tls
很少（如辦公室和走廊）	0~2
<23	3
23~116	5

外牆、屋面的傳熱形成的逐時冷負荷：CL=K F（tw1–tn）

tw1--外牆或屋頂的逐時冷負荷計算溫度，℃;tw1 = tzs

室溫波動範圍大於或等於±1℃，非輕型外牆傳熱形成的冷負荷；

CL=K F（ tzp – tn ）

外窗溫差傳熱形成的逐時冷負荷：CL=K F（ tw1– tn ）

tw1--外窗的逐時冷負荷計算溫度，℃;tw1 = tsh

對於鄰室的夏季溫差大於3℃時，計算隔牆、樓板等內圍護結構傳熱形成的冷負荷：CL=K F （ tls – tn ）

舒適性空調區，夏季可不計算通過地面傳熱形成的冷負荷。工藝型空調區，有外牆時宜計算距外牆2m範圍內的地面傳熱形成的冷負荷。

透過玻璃窗進入空調區的太陽輻射熱形成的逐時冷負荷：CLch2=CsCnCa[ F1Jch.zdCcl.ch (Fch-F1) Jsh.zdC(cl.ch)N]

註：公式中各項參數取值參見《措施》p84之內容。

室外空氣滲入形成的顯熱負荷、全熱負荷和溼負荷：

CLx.sh=0.279G·Cp·(tw-tn)

CLq.sh=0.279G』·(Iw-In)

通過外門開啟滲入室內的空氣量：G1= n ·Vm·γw

Vm --外門開啟一次的空氣滲入量，m3/(人· h);

n --小時人流量，(人/ h); γw--室外空氣密度，kg/m3;

Vm [m3/(人·h)]

每小時通過人數	普通門	帶門鬥門	轉門
單扇	一扇以上	單扇	一扇以上	單扇	一扇以上
100	3.0	4.75	2.50	3.50	0.80	1.00
100~700	3.0	4.75	2.50	3.50	0.70	0.90
700~1400	3.0	4.75	2.25	3.50	0.50	0.60
1400~2100	2.75	4.00	2.25	3.25	0.30	0.30

通過圍護結構、門、窗縫隙滲入室內的空氣量，可以按換氣次數估算：G2= V ·Φ ·γw

換氣次數 Φ [次/ h]

容積V	500以下	500~1000	1000~1500	1500~2000	2000~2500	2500~3000	3000以上
Φ	0.70	0.60	0.55	0.50	0.42	0.40	0.35

人體的冷負荷和散溼量：CLr=n(q1·Ccl.r q2)·Cr

Wr=n · W ·Cr

Crl---群集係數，查表

n----室內人數;

W---每個人的散溼量，g/h ;查表

燈光的冷負荷：

白熾燈：CL1=N · n1· CcL.1

明裝螢光燈(鎮流器安裝在空調房間內)：CL1=(N1 N2) · n1· CcL.1

暗裝螢光燈(燈管安裝在頂棚的玻璃罩內)：CL1=N1l·n1 · n2 · CcL.1

N--白熾燈功率，w; N1--螢光燈功率，w; N2--鎮流器功率，w；

n1--同時使用係數；n2--燈罩玻璃反射、頂層通風情況的係數，燈罩上有小孔時，n2=0.5~0.6;安裝，燈罩上無孔時，n2=0.6~0.8。

CcL.1---- 照明散熱形成的冷負荷係數，查表《措施》p104

計算圍護結構傳熱量

電動設備散熱形成的冷負荷：

1 .電動機和驅動設備均在房間內

CLm=1000·n1·n2·n3 · NM · CcL.M /η

2 .電動機在房間內，驅動設備不在房間內

CLm=1000·n1·n2·n3 · NM · CcL.M (1- η)/η

3 .電動機不在房間內，驅動設備在房間內

CLm=1000 ·n1·n2·n3 · NM · CcL.M

Nm --電動設備安裝功率，kw;n 1--同時使用係數;

n 2--安裝係數，一般 0.7~0.9;n 3--電動機負荷係數，一般 0.4~0.5 ;

CcL.M --電動設備和用具的冷負荷係數，查表;空調供冷系統不連續運行，取1.0;

食物的散熱量和散溼量

食物全熱取 17.4w/人；

食物顯熱取 8.7w/人；

食物潛熱取 8.7w/人；

食物散溼量取 11.5g/h人。

由暴露水面或潮溼表面蒸發的水蒸氣量

G = (α 0.00013v)·(Pq.b – Pq)·A·B/B』

G --散溼量，kg/h;A --敞開水面面積，m2;

Pq.b --水表面溫度下的飽和空氣的水蒸氣分壓力，Pa;

Pq --室內空氣的水蒸氣分壓力，Pa;B--標準大氣壓，1.01325MPa;

v --蒸發表面的空氣流速，m/s;

水溫(℃)	<30	40	50	60	70	80	90	100
α	0.00017	0.00021	0.00025	0.00028	0.00030	0.00035	0.00038	0.00045

三.空調房間的溼負荷

房間溼負荷的組成：

a.人體的散溼量

b.空氣滲入帶入的溼量

c.化學反應過程的散溼量

d.潮溼的表面、液面的散溼量

e.食品及其他物料的散溼量

f.其他設備的散溼量

確定房間計算冷負荷：

根據前面所述各項冷負荷的計算方法，分別逐時計算，然後逐時疊加，找到綜合最大值；

新風冷負荷；

通風機、風管、水泵、冷水管及水箱溫升引起的附加冷負荷。

建築物冷負荷的估算

建築物冷負荷可按建築面積估算（方案設計）：Q L=q L.S S

q L.S --單位面積冷負荷指標，w/m2

S --建築物的建築面積， m2

估算方法目前有很多，各大公司甚至也有自己的估算值。

使用時應注意估算值的不精確性。

國內冷源設備容量：旅館為70～80W/m2，其他建築乘以修正係數 k。

冷凍機容量估算指標修正係數 k

建築類別	k 值	建築類別	k 值	備註
辦公樓	1.2	商店	0.8	只營業廳空調
圖書館	0.5	體育館	3.0	按比賽館面積計算
大會堂	2～2.5	體育館	1.5	按總建築面積計算
醫院	0.8 ～ 1.0	影劇院	1.2	電影廳
商店	1.5/全空調	影劇院	1.5 ～1.6	大劇院

每m2建築面積冷負荷估算指標

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建築類別	指標（W）	建築類別	指標（W）	備 注
旅館	70～81	商店	56 ～65	只營業廳空調
影劇院	84 ～98	商店	105 ～122	全部空調
辦公樓	84 ～98	體育館	209～244	按比賽館面積計算
圖書館	35 ～41	體育館	105 ～119	按總建築面積計算
大劇院	105～130	中外合資旅館	105 ～116	暖通南社
醫院	56 ～81

本次更新信息：2016年12月3日。nhvaca

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