如何計算冷負荷

【專家解說】：">1、冷負荷計算
（一）外墻的冷負荷計算
通過墻體、天棚的得熱量形成的冷負荷，可按下式計算：
CLQτ=KF⊿tτ-ε W
式中 K——圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，W/m2•K；
F——墻體的面積，m2；
β——衰減系數(shù)；
ν——圍護結(jié)構(gòu)外側(cè)綜合溫度的波幅與內(nèi)表面溫度波幅的比值為該墻體的傳熱衰減度；
τ——計算時間，h；
ε——圍護結(jié)構(gòu)表面受到周期為24小時諧性溫度波作用，溫度波傳到內(nèi)表面的時間延遲，h；
τ-ε——溫度波的作用時間，即溫度波作用于圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的時間，h；
⊿tε-τ——作用時刻下，圍護結(jié)構(gòu)的冷負荷計算溫差，簡稱負荷溫差。
（二）窗戶的冷負荷計算
通過窗戶進入室內(nèi)的得熱量有瞬變傳熱得熱和日射得熱量兩部分，日射得熱量又分成兩部分：直接透射到室內(nèi)的太陽輻射熱qt和被玻璃吸收的太陽輻射熱傳向室內(nèi)的熱量qα。
（a）窗戶瞬變傳熱得形成的冷負荷
本次工程窗戶為一個框二層3.0mm厚玻璃，主要計算參數(shù)K=3.5 W/m2•K。工程中用下式計算：
CLQτ=KF⊿tτ W
式中 K——窗戶傳熱系數(shù)，W/m2•K；
F——窗戶的面積，m2；
⊿tτ——計算時刻的負荷溫差，℃。
（b）窗戶日射得熱形成的冷負荷
日射得熱取決于很多因素，從太陽輻射方面來說，輻射強度、入射角均依緯度、月份、日期、時間的不同而不同。從窗戶本身來說，它隨玻璃的光學性能，是否有遮陽裝置以及窗戶結(jié)構(gòu)（鋼、木窗，單、雙層玻璃）而異。此外，還與內(nèi)外放熱系數(shù)有關(guān)。工程中用下式計算：
CLQj•τ= xg xd Cs Cn Jj•τ W
式中 xg——窗戶的有效面積系數(shù)；
xd——地點修正系數(shù)；
Jj•τ——計算時刻時，透過單位窗口面積的太陽總輻射熱形成的冷負荷，簡稱負荷，W/m2；
Cs——窗玻璃的遮擋系數(shù)；
Cn——窗內(nèi)遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù)。
（三）外門的冷負荷計算
當房間送風兩大于回風量而保持相當?shù)恼龎簳r，如形成正壓的風量大于無正壓時滲入室內(nèi)的空氣量，則可不計算由于門、窗縫隙滲入空氣的熱、濕量。如正壓風量較小，則應(yīng)計算一部分滲入空氣帶來的熱、濕量或提高正壓風量的數(shù)值。
（a）外門瞬變傳熱得形成的冷負荷
計算方法同窗戶瞬變傳熱得形成的冷負荷。
（b）外門日射得熱形成的冷負荷
計算方法同窗戶日射得熱形成的冷負荷，但一層大門一般有遮陽。
（c）熱風侵入形成的冷負荷
由于外門開啟而滲入的空氣量G按下式計算：
G=nVmγw kg/h
式中 Vm——外門開啟一次（包括出入各一次）的空氣滲入量（m2/人次•h），按下表3—9選用；
n——每小時的人流量（人次/h）；
γw——室外空氣比重（kg/m2）。
表3—9 Vm值（m2/人次•h）
每小時通過
的人數(shù) 普通門 帶門斗的門 轉(zhuǎn)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 4.0 2.25 3.25 0.30 0.30
因室外空氣進入室內(nèi)而獲得的熱量，可按下式計算：
Q=G•0.24(tw-tn) kcal/h
（四）地面的冷負荷計算
舒適性空氣調(diào)節(jié)區(qū)，夏季可不計算通過地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄摵?。工藝性空氣調(diào)節(jié)區(qū)，有外墻時，宜計算距外墻2m范圍內(nèi)的地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄摵桑孛胬溆嬎悴捎玫貛Хǎㄍ膳?
（五）內(nèi)墻、內(nèi)窗、樓板、地面的冷負荷
內(nèi)墻、內(nèi)窗、樓板等圍護結(jié)構(gòu)，當鄰室為非空氣調(diào)節(jié)房間時，其室溫基數(shù)大于3℃時，鄰室溫度采用平均溫度，其冷負荷按下式計算：
Q=KF(twp+⊿tls－tn) W
式中 Q——內(nèi)墻或樓板的冷負荷，W；
K——內(nèi)墻或樓板的傳熱系數(shù)，W/m2•℃；
F——內(nèi)墻或樓板的傳熱面積，m2；
tls——鄰室計算平均溫度與夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算日平均溫度的差值，℃。
內(nèi)墻、內(nèi)窗、樓板等其鄰室為空氣調(diào)節(jié)房間時，其室溫基數(shù)小于3℃時，不計算。
（六）室內(nèi)得熱冷負荷計算
（a）電子設(shè)備的冷負荷
電子設(shè)備發(fā)熱量按下式計算：
Q=1000n1n2n3N W
式中 Q——電子設(shè)備散熱量，W；
N——電子設(shè)備的安裝功率，kW；
n1——安裝系數(shù)。電子設(shè)備設(shè)計軸功率與安裝功率之比，一般可取0.7~0.9；
n2——負荷功率。電子設(shè)備小時的平均實耗功率與設(shè)計軸功率之比，根據(jù)設(shè)備運轉(zhuǎn)的實際情況而定。
n3——同時使用系數(shù)。房間內(nèi)電子設(shè)備同時使用的安裝功率與總功率之比。根據(jù)工藝過程的設(shè)備使用情況而定。
對于電子計算機，國外產(chǎn)品一般都給出設(shè)備發(fā)熱，可按其給出的數(shù)字計算。本次設(shè)計每臺計算機Qs=150W。
（b）照明設(shè)備
照明設(shè)備散熱量屬于穩(wěn)定得熱，一般得熱量是不隨時間變化的。
根據(jù)照明燈具的類型和安裝方式的不同，其得熱量為：
白熾燈 Q=1000N W
熒光燈 Q=1000 n1n2N W
式中 N——照明燈具所需功率，kW；
n1——鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)時，取n1=1.2；當暗裝熒光燈鎮(zhèn)流器設(shè)在頂棚內(nèi)時，可取n1=1.0；
n2——燈罩隔熱系數(shù)，當熒光燈罩上部有小孔（下部為玻璃板），可利用自然通風散熱與熒光燈頂棚內(nèi)時，取n2=0.5~0.6；而熒光燈罩無通風孔者，則視頂棚內(nèi)通風情況，n2=0.6~0.8。
（c）人體散熱
人體散熱與性別、年齡、衣著、勞動強度及周圍環(huán)境條件等多種因素有關(guān)。人體散發(fā)的潛熱量和對流熱直接形成瞬時冷負荷，而輻射散發(fā)的熱量將會形成滯后的冷負荷。實際計算中，人體散熱可以以成年男子為基礎(chǔ)，成以考慮了各類人員組成比例的系數(shù)，稱群集系數(shù)。對于不同功能的建筑物中的各類人員（成年男子、女子、兒童等）不同的組成進行修正，下表給出了一些建筑物中的群集系數(shù)，作為參考。于是人體散熱量為：
Q=qnn′ W
式中 q——不同室溫和勞動性質(zhì)時成年男子散熱量，W；
n——室內(nèi)全部人數(shù)；
n′——群集系數(shù)。
表3—11 某些空調(diào)建筑物內(nèi)的群集系數(shù)
工作場所 影劇院 百貨商店 旅店 體育館 圖書閱覽室 工廠輕勞動
群集系數(shù) 0.89 0.89 0.93 0.92 0.96 0.90
設(shè)備、照明和人體散熱得熱形成的冷負荷，在工程上可用下式簡化計算：
CLQτ=QJXε-T W
式中 Q——設(shè)備、照明和人體的得熱，W；
T——設(shè)備投入使用時刻或開燈時刻或人員進入房間時刻，h；
τ-T——從設(shè)備投入使用時刻或開燈時刻或人員進入房間時刻到計算時間的時間，h；
JXε-T（JEε-T、JLε-T、JPε-T）——τ-T時間的設(shè)備負荷強度系數(shù)，照明負荷強度系數(shù)、人體強度負荷系數(shù)。
表3—12 設(shè)備器具散熱的負荷系數(shù)JEτ－T
房間類 型 連續(xù)使用總時數(shù) 投入使用后的小時數(shù)τ－T
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

重 6
8
12
16 0.77 0.81 0.84 0.86 0.32 0.18 0.15 0.12 0.10 0.09 0.07 0.06 0.06 0.05
0.78 0.81 0.84 0.86 0.88 0.90 0.36 0.21 0.17 0.14 0.12 0.10 0.09 0.08
0.80 0.83 0.86 0.88 0.89 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.40 0.25 0.20 0.17
0.83 0.86 0.88 0.90 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.96 0.97 0.97 0.98
表3—13 照明散熱的負荷系數(shù)JLτ－T
房間類 型 連續(xù)使用總時數(shù) 投入使用后的小時數(shù)τ－T
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16


重 3
4
6
8
12
16 0.42 0.60 0.65 0.29 0.14 0.12 0.11 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.05 0.04 0.04 0.03
0.42 0.61 0.66 0.70 0.33 0.18 0.15 0.13 0.12 0.10 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.05
0.43 0.61 0.67 0.71 0.74 0.78 0.39 0.24 0.20 0.18 0.16 0.14 0.12 0.10 0.09 0.08
0.45 0.63 0.68 0.72 0.75 0.78 0.81 0.83 0.45 0.28 0.24 0.21 0.19 0.16 0.14 0.12
0.49 0.66 0.71 0.74 0.77 0.80 0.83 0.85 0.87 0.89 0.90 0.91 0.51 0.34 0.29 0.26
0.55 0.72 0.76 0.79 0.81 0.84 0.86 0.88 0.89 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.95 0.96
表3—14 人體顯熱散熱的負荷系數(shù)JPτ－T
房間類 型 連續(xù)使用總時數(shù) 投入使用后的小時數(shù)τ－T
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

重 6
8
12
16 0.73 0.77 0.80 0.83 0.34 0.20 0.17 0.14 0.12 0.11 0.09 0.08 0.07 0.06
0.74 0.78 0.81 0.83 0.85 0.87 0.38 0.23 0.20 0.17 0.15 0.13 0.11 0.10
0.76 0.80 0.82 0.85 0.87 0.88 0.90 0.91 0.92 0.93 0.43 0.28 0.24 0.20
0.80 0.83 0.85 0.87 0.89 0.90 0.92 0.93 0.94 0.95 0.95 0.96 0.96 0.97
（d）食物散熱量形成冷負荷
計算餐廳負荷時，食物散熱量形成的顯熱冷負荷，可按每位就餐人員9W考慮。計算過程如下：
已確定餐廳人數(shù)為200人。則Q=9×200=1800W
(八)濕負荷計算
（a）人體散濕量
人體散濕量應(yīng)同人體散熱量一樣考慮。計算過程如下：
查資料得，成年男子散熱散濕量為：顯熱61W/人，潛熱73W/人，109g/h•人；房間人數(shù)為20人。
Q=qnn′=109×20×0.77=0.00047kg/s
（b）水面散濕量
W=β（Pq•b－Pq）F kg/s
式中 Pq•b——相應(yīng)于水表面溫度下的飽和空氣的水蒸汽分壓力，Pa；
Pq——空氣中水蒸汽分壓力Pa；
F——蒸發(fā)水槽表面積，m2；
β——蒸發(fā)系數(shù)，kg/(N•s)，β按下式確定：
β=（α+0.00363v）10－5；
B——標準大氣壓力，其值為101325Pa；
B′——當?shù)貙嶋H大氣壓力，Pa；
α——周圍空氣溫度為15~30℃，不同水溫下的擴散系數(shù)，kg/(N•s)；
v——水面上周圍空氣流速，m/s。
表3—11 不同水溫下的擴散系數(shù)α
水溫（℃） <30 40 50 60 70 80 90 100
α kg/(N•s) 0.0043 0.0058 0.0069 0.0077 0.0088 0.0096 0.0106 0.0125
（c）食品的散濕量
餐廳的食品的散濕量可按就餐總?cè)藬?shù)每人10g/h考慮。
以207餐廳為例，計算過程如下：
已確定餐廳人數(shù)為200人。則Q=10×200=2000g/h=0.00056kg/s
熱負荷的計算和供熱基本相同 只是采用了平均溫度的計算方法