北京市某建筑空调冷负荷详细计算过程.doc

1.2室内外设计的计算参数本工程的室外设计参数见表1-1。表11 室外气象参数表（北京市） 室外气象参数 夏季空调室外计算干球温度332C空调计算日均温度286 C空调室外计算湿球温度264 C通风室外计算干球温度300 C空调室外计算相对湿度64%室外大气压力9986kPa在设计计算中使用上表中的空调室外计算干球温度为计算温度，在计算中使用标准大气压为标准进行图表的查询。本工程的室内主要房间的设计参数见表12。表12 主要房间室内设计参数房间类型夏季新风量温度（C）湿度（m/h人）文 印266030信访接待266050办公室266030活动室266040部长室266040从表中可知，各主要房间的温湿度相同，只有新风量是由于每个房间的功能不同而不同。2.1冷负荷计算2.1.1首层文印（132室）2.1.1.1西外墙瞬变传热引起的冷负荷外墙和屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷可按照下列公式计算：LQ1=FK（tl,ntn） （W） （式2-1）式中：F外墙和屋顶的计算面积，（）；K外墙和屋顶的传热系数，（W/ K），可由中央空调设计实训教程的表16（a）或表16（b）查到；tn室内设计温度，（）；tl,n外墙和屋顶的冷负荷计算温度的逐时值，（），可由中央空调设计实训教程的表17（a）表17（g）查到。其中：根据建筑图计算外墙面积F：F=9.93.51.823=23.85（）；查中央空调设计实训教程表16（a）得此外墙为型，其传热系数K=1.19（W/ K）；查中央空调设计实训教程表17（b）得此外墙冷负荷计算温度的逐时值tl,n。据此计算，可得到西外墙瞬变传热形成的逐时冷负荷，将查得的结果和计算的结果综合列入下表2-1中。表2-1 南外墙瞬变传热冷负荷表时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00tl,n34.634.233.933.533.232.932.832.933.133.433.9tn26tl,ntn8.68.27.97.57.26.96.86.97.17.47.9F23.85K1.19LQ1244.1232.7224.2212.9204.3195.8193195.8201.5210224.2由上表可知，南外墙的最大冷负荷为244.1 W，出现在8:00。2.1.1.2南外窗瞬变传热引起的冷负荷玻璃窗瞬变传热形成的逐时冷负荷按照下面的公式计算：LQ2=FK（tltn） （W） （式2-2）式中：F外玻璃窗面积，（）K玻璃窗的传热系数，（W/ K）,可根据室内、外表面换热系数由中央空调设计实训教程表111（a）或表111（b）查得，表111（a）及表111（b）中的数值，应根据窗框的结构形式，按表112加以修正； tn室内设计温度，（）；tl玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，（）,可由中央空调设计实训教程表113查到。其中：根据建筑图计算外窗面积：F=1.823=10.8（）；玻璃窗内表面换热系数an=8.7（W/ K），外表面换热系数aw=20.2（W/ K）。查中央空调设计实训教程表111（a）得：单层玻璃窗的传热系数K=6.09（W/ K）。根据中央空调设计实训教程表112查得：玻璃窗传热系数修正值为1.0。根据中央空调设计实训教程表113查得：玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值tl。据此计算，可得到玻璃窗瞬变传热形成的逐时冷负荷，将查得的结果和计算结果列入下表2-2中。表2-2 南外窗瞬变传热冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00tl26.927.929.029.930.831.531.932.232.232.031.6tn26tltn0.91.933.94.85.55.96.26.26.05.6F10.8K6.09LQ259.2125197.3256.5315.7361.7388.1407.8407.8394.6368.3由上表可知，南外墙的最大冷负荷为407.8 W，出现在15:00和16:00。2.1.1.3透过南外窗进入室内的日射得热引起的冷负荷透过外窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷计算公式：LQ3=FCzDj，maxCLQ （W） （式2-3）式中：F玻璃窗的净面积，（），是窗口面积乘以有效面积系数Ca。Ca可由中央空调设计实训教程表115查得；Cz玻璃窗的综合遮挡系数， Cz=CsCn，Cs和Cn可分别由中央空调设计实训教程表116和117查得；Dj，max日射得热因数的最大值，（W/ ），可由中央空调设计实训教程表118查得；CLQ冷负荷系数，可由中央空调设计实训教程表119（a）表119（d）查得。表中是以北纬27.5划线将全国分成南北两区的。其中：根据中央空调设计实训教程表115查得单层钢窗有效面积系数Ca=0.85窗的有效面积F=10.80.85=9.18（）；根据中央空调设计实训教程表116查得遮挡系数Cs=1。根据中央空调设计实训教程表117查得遮阳系数Cn=0.6。由上述公式Cz=CsCn计算得综合遮阳系数Cz=10.6=0.6。北京地区的纬度为北纬3948，查中央空调设计实训教程表118得北京地区北向日射得热因数最大值，Dj，max=260 W/ 。根据中央空调设计实训教程表119（b）查得该区有内遮阳的玻璃窗冷负荷系数逐时值CLQ。据此计算，可得到透过外窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷，将查得的结果和计算结果列入表2-3中。表2-3 南外窗瞬变传热冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00CLQ0. 260.40.580.720.840.80.620.450.320.240.16Dj，max260Cz0.6F9.18LQ3372.3572.8830.61031.11202.91145.7887.9644.4458.3343.7229.1由上表2-3可知，透过外窗进入室内的日射得热形成的最大冷负荷为1202.9 W，出现在12:00。2.1.1.4北内墙的瞬变传热引起的冷负荷内墙、楼板等室内结构瞬变传热形成的逐时冷负荷计算公式：LQ4=FK（tlstn） （W） （式2-4）式中：F内围护结构传热面积，（）；K内围护结构的传热系数，（W/ K），可由中央空调设计实训教程表16（a）或表16（b）查到；tn室内设计温度，（）；tls相邻非空调房间的平均计算温度，（），用下式计算：tls = tP + tls （） （式2-5）式中：tP夏季空调室外计算日平均温度，（）；tls相邻非空调房间的平均计算温度与夏季空调室外计算日平均温度的差值。其中：查取北京地区夏季空调室外计算日平均温度tP=28.6。根据说明选取相邻非空调房间的平均计算温度与夏季空调室外计算日平均温度的差值tls=2。由上述公式2-5计算得 tls =30.6又根据建筑图计算内墙面积：F=9.93.52=32.65（）；查中央空调设计实训教程表16（a）得：此内墙为型，其传热系数K=0.7（W/ K）所以，由公式（2-4）计算的结果为：LQ4=32.650.7（30.626）=105.1（W）2.1.1.5人体散热形成的冷负荷人体散热形成的冷负荷计算公式：LQ5= qsnnCLQ + qLnn（W） （式2-6）式中：CLQ人体显热散热冷负荷系数，由中央空调设计实训教程表121查得；qs成年男子显热散热量，（W），由中央空调设计实训教程表122查得；n室内全部人数；qL成年男子潜热散热量，（W），由中央空调设计实训教程表122查得；n群集系数，由中央空调设计实训教程表123查得。其中：文印为极轻劳动，根据中央空调设计实训教程表122查得室温为26时，每人散发的显热和潜热量分别为60W和74W。根据中央空调设计实训教程表123查得：群集系数n=0.93。根据室内人员由上午8时至晚上18时共停留11个小时，查中央空调设计实训教程表121得人体显热散热冷负荷系数逐时值CLQ，见表1.4。查全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力分册P11页表1.3.22得：一般办公室室内人数为0.10.23人/，所以人数n =0.2（5.79.9）=11人。据此计算，可得到人体散热形成的逐时冷负荷，将查得的结果和计算结果列入表2-4中。表2-4 人体散热形成的瞬变传热冷负荷时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00CLQ0.860.880.890.910.920.450.360.300.250.210.19qs60qL74n11n0.93LQ5128512971303131613221033978941910886874由上表2-4可知，人体散热形成的最大冷负荷为1322 W，出现在12:00。2.1.1.6照明散热引起的冷负荷查全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力分册，办公室的照明负荷为1823 W/ ，这里取照明负荷为20 W/ 。所以，整个房间照明散热引起的冷负荷就用单位面积的照明负荷值与房间面积相乘，计算结果为：LQ6=20（5.79.9）=1128.6（W）2.1.1.7设备散热引起的冷负荷设备散热引起的冷负荷计算公式：LQ7= n1n2n3N（1）/（W） （式2-7）式中：n1安装系数，通常取n1=0.70.9；n2负荷系数，由于计算的设备是计算机，所以取1.0；n3同时使用系数，通常取n3=0.50.8；N电动设备的安装功率，一台计算机的功率大约为300 W，由在人体散热形成的冷负荷时人数计算结果为11人，按人手一台计算为N=30011=3300（W）；电机效率，查中央空调设计实训教程表126得=63%。所以，由公式（2-7）计算设备散热引起的冷负荷的结果为：LQ7=0.81.00.53300（10.63）/0.63=775.2（W）2.1.1.8文印室的空调冷负荷汇总将上述计算的各项冷负荷结果汇总，具体如下表2-5所示。表2-5 文印室空调系统冷负荷Q 单位：W时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00LQ1244.1232.7224.2212.9204.3195.8193195.8201.5210224.2LQ259.2125197.3256.5315.7361.7388.1407.8407.8394.6368.3LQ3372.3572.8830.61031.11202.91145.7887.9644.4458.3343.7229.1LQ4105.1LQ5128512971303131613221033978941910886874LQ61128.6LQ7775.2Q39704236456448255054474544564198398738433705从表2-5中可以得到，文印室的最大冷负荷出现在12：00，其值为5054 W。文印的每平米最大冷负荷为：5054（5.79.9）=89.6（W/ ）2.1.1.9新风冷负荷一般情况下，空调房间送入的空气是由新风和回风组成的。由于也需要进行热湿处理，所以在房间的冷负荷计算中还要进行新风冷负荷的计算。图2-1 新风直入式焓湿图N室内状态点 W室外状态点 L新风露点状态点 L（M）机器露点 C室内混合状态点 tw、tn室内、外温度 tw,s、tn,s室内、外露点温度图2-1是整个风机盘管加新风的空气处理过程的焓湿图，在现在的新风冷负荷计算中只用到了从W点由新风箱处理到L点的过程图。新风冷负荷计算公式：CLW = 1.2LW（hW - hN） （式2-8）式中：LW新风量，