空调冷负荷法、冷指标

空调房间 空调系统和制冷系统冷负荷的确定空调房间 空调系统和制冷系统冷负荷的确定 1 空调房间的冷负荷空调房间的冷负荷 规范规范 规定 空调房间的夏季冷负荷 因按各项逐时冷负荷的最大值确定 规定 空调房间的夏季冷负荷 因按各项逐时冷负荷的最大值确定 即 即 1 分项计算各项得热引起的冷负荷的逐时值 一般取分项计算各项得热引起的冷负荷的逐时值 一般取 7 00 20 00 计算 计算 结果宜列表表示 结果宜列表表示 2 将同一时刻的各项冷负荷的逐时值列表汇总 逐时相加 取其最大值作为将同一时刻的各项冷负荷的逐时值列表汇总 逐时相加 取其最大值作为 该空调房间的冷负荷 该空调房间的冷负荷 2 空调系统的冷负荷空调系统的冷负荷 1 空调系统的冷负荷 空调房间的冷负荷空调系统的冷负荷 空调房间的冷负荷 新风冷负荷新风冷负荷 风道风机温升及风风道风机温升及风 量渗漏引起的附加冷负荷量渗漏引起的附加冷负荷 其它进入空调系统的热量所形成的冷负荷其它进入空调系统的热量所形成的冷负荷 某些空调某些空调 系统因为采用了冷热量抵消的调节手段而得到的热量 系统因为采用了冷热量抵消的调节手段而得到的热量 2 当一个空调系统负担多个空调房间时 空调房间的冷负荷应按下列情况分当一个空调系统负担多个空调房间时 空调房间的冷负荷应按下列情况分 别确定 别确定 1 当空调系统末端装置不能随负荷变法而手动或自动控制时 应采用同时使 当空调系统末端装置不能随负荷变法而手动或自动控制时 应采用同时使 用的所用房间最大冷负荷的累加值 用的所用房间最大冷负荷的累加值 2 当空调系统末端装置能随负荷变法而手动或自动控制时 应将同时使用的 当空调系统末端装置能随负荷变法而手动或自动控制时 应将同时使用的 所用房间各计算时刻的冷负荷逐时列表累加 取其最大值作为该空调系统空调所用房间各计算时刻的冷负荷逐时列表累加 取其最大值作为该空调系统空调 房间的冷负荷 房间的冷负荷 3 制冷系统的冷负荷制冷系统的冷负荷 QR QA K KF K 式中 式中 QR 制冷系统的冷负荷 制冷系统的冷负荷 QR 空调系统的冷负荷空调系统的冷负荷 QA 制冷系统所负担的各空调系统冷负荷的累加值 制冷系统所负担的各空调系统冷负荷的累加值 K 同时使用系数 它反映了制冷系统所负担的各空调系统的同时使同时使用系数 它反映了制冷系统所负担的各空调系统的同时使 用率 视建筑物的使用性质 功能 规模 等级及经营管理等因素而定 取值用率 视建筑物的使用性质 功能 规模 等级及经营管理等因素而定 取值 在在 0 6 1 0 之间 之间 KF 冷负荷附加系数 它反映了制冷系统 制冷装置及冷水系统的冷冷负荷附加系数 它反映了制冷系统 制冷装置及冷水系统的冷 量损失 视系统的规模 设备类型 管道长短而定 用冷水间接冷却空气的系量损失 视系统的规模 设备类型 管道长短而定 用冷水间接冷却空气的系 统 取值为统 取值为 1 10 1 15 直接蒸发式表冷器系统 取值为 直接蒸发式表冷器系统 取值为 1 05 1 10 K 效率降低系数 它反映了设备运行一段时间后出力及传热效率的效率降低系数 它反映了设备运行一段时间后出力及传热效率的 降低 其值一般可取降低 其值一般可取 1 05 1 10 或者采用设备厂家提供的数据 如果厂家给 或者采用设备厂家提供的数据 如果厂家给 出的设备制冷量已经考虑了出力及传热效率降低的影响 则应取为出的设备制冷量已经考虑了出力及传热效率降低的影响 则应取为 1 00 4 空调工程冷负荷概算法空调工程冷负荷概算法 4 1 综合指标综合指标 1 综合指标 中央空调冷源设备的安装容量综合指标 中央空调冷源设备的安装容量 整栋建筑物的空调面积整栋建筑物的空调面积 单位 单位 W 2 综合指标是用来粗略估算制冷系统的冷负荷 即冷水机组的安装容量 综合指标是用来粗略估算制冷系统的冷负荷 即冷水机组的安装容量 4 2 分类指标分类指标 1 分类指标 空调热湿处理设备的装机容量分类指标 空调热湿处理设备的装机容量 空调设备所承担的各空调房间的空调设备所承担的各空调房间的 空调面积之和空调面积之和 单位 单位 W 2 分类指标是用来粗略估算空调系统的冷负荷 分类指标是用来粗略估算空调系统的冷负荷 4 影响分类指标取值因素 影响分类指标取值因素 1 空调房间外墙朝向的影响 分类指标取值方法 依照南 西 东 北的方 空调房间外墙朝向的影响 分类指标取值方法 依照南 西 东 北的方 向顺序由大到小取值 向顺序由大到小取值 2 空调房间外墙窗墙比的影响 分类指标取值方法 窗墙比大取大 窗墙比 空调房间外墙窗墙比的影响 分类指标取值方法 窗墙比大取大 窗墙比 小取小 小取小 3 空调房间外窗有无外遮阳的影响 分类指标取值方法 有取大 无取小 空调房间外窗有无外遮阳的影响 分类指标取值方法 有取大 无取小 4 空调房间有两面外墙时 分类指标取值宜加大 空调房间有两面外墙时 分类指标取值宜加大 10 15 空调房间位于 空调房间位于 顶层时 分类指标取值宜加大顶层时 分类指标取值宜加大 20 25 5 空调房间人员密度的影响 分类指标取值方法 分类指标取值方法 密度 空调房间人员密度的影响 分类指标取值方法 分类指标取值方法 密度 大取大 密度小取小 大取大 密度小取小 6 空调系统新风量的影响 分类指标取值方法 新风量大取值大 新风量小 空调系统新风量的影响 分类指标取值方法 新风量大取值大 新风量小 取值小 取值小 7 空调房间室内设计标准的影响 分类指标取值方法 标准高取值大 标准 空调房间室内设计标准的影响 分类指标取值方法 标准高取值大 标准 小取值小 小取值小 8 空调房间室外设计参数的影响 即地区影响 分类指标取值方法 大部 空调房间室外设计参数的影响 即地区影响 分类指标取值方法 大部 分城市可按照其处于华南 华中 华东 西南 华北 西北 东北等地区的顺分城市可按照其处于华南 华中 华东 西南 华北 西北 东北等地区的顺 序由大到小取值 序由大到小取值 4 3 概算指标应用概算指标应用 1 采用分类指标计算各空调系统的冷负荷 作为选取空气处理设备的冷量参数 采用分类指标计算各空调系统的冷负荷 作为选取空气处理设备的冷量参数 方法如下 方法如下 QA qi Ai 式中 式中 QA 空调系统的冷负荷 即空气处理设备的安装容量 单位为空调系统的冷负荷 即空气处理设备的安装容量 单位为 W qi 分类指标 单位为分类指标 单位为 W Ai 空调系统所负担的空调房间的空调面积 单位为空调系统所负担的空调房间的空调面积 单位为 2 计算冷水机组的安装容量 计算冷水机组的安装容量 QR 0 84 0 86 QA 0 84 0 86 qi Ai 式中 式中 QR 制冷系统的冷负荷 即冷水机组的安装容量 制冷系统的冷负荷 即冷水机组的安装容量 3 校核 校核 将上面计算得到的将上面计算得到的 QR 除以建筑物的总空调面积 包括楼梯间的面积 折除以建筑物的总空调面积 包括楼梯间的面积 折 算成冷负荷综合指标 校核是否适当 若折算所得综合指标偏大或偏小 可通算成冷负荷综合指标 校核是否适当 若折算所得综合指标偏大或偏小 可通 过调整分类指标解决 过调整分类指标解决 4 4 冷暖两用空调系统冬季设备负荷概算冷暖两用空调系统冬季设备负荷概算 1 空调系统末端装置冷暖两用 夏季可满足要求 冬季盘管传热面积有余 空调系统末端装置冷暖两用 夏季可满足要求 冬季盘管传热面积有余 2 南昌地区冬季空调用热源装机热负荷的概算 南昌地区冬季空调用热源装机热负荷的概算 Qh 0 6 0 8 QR 式中 式中 Qh 冬季空调用热源装机热负荷 即冬季供暖系统的负荷值 冬季空调用热源装机热负荷 即冬季供暖系统的负荷值 QR 制冷系统的冷负荷 即冷水机组的安装容量 制冷系统的冷负荷 即冷水机组的安装容量 空调冷负荷法估算冷指标空调冷负荷法估算冷指标 W m2空调面积 见下表 序号 建筑类型及 房间名称 空调建筑面积 平方米 人 建筑 负荷 人体 负荷 照明 负荷 新风量 W m2 新风 负荷 总负荷 1 客房 10607205027114 2 宴会厅 1 25301343025190360 3 小会议室 36043402592235 4 大会议室 1 540884025190358 5 健身房保龄球 535872060130272 6 舞厅 320972033119256 7 科研办公楼 54028402043151 商场 8 底层 1 0351604012130365 9 二层 1 2351284012104307 10 三层及三层以上 24080401265225 图书馆 11 阅览室 105014302527121 展览厅 12 陈列室 45831202568177 会堂 13 报告厅 235584025136269 14 公寓住宅 107014205054158 硬剧院 15 观众厅 0 530228158174447 16 休息厅 270642040216370 17 化妆室 44035502055180 体育馆 18 比赛馆 2 53565401565205 19 休息厅 57027 5204086203 20 贵宾厅 85817305068173 医院 21 高级病房 110 22 一般手术室 150 23 洁净手术室 300 24 X 光 CTB 超 150 25 餐馆 300 空调面积冷指标的确定空调面积冷指标的确定 近来看了不少有关空调的贴子 发现众网友对于空调 家庭用 面积冷指标的见解大相径 庭 在此结合本人近 10 年设计集中空调的经验 谈一谈空调冷指标的问题 空调冷指标是概略估算空调冷量的指标 由于各国气侯状况不同 有较大的差异 在此列 出几个国家的空调冷指标 我国 办公 90 120w m2 以下均同 宾馆客房 80 110 住宅 80 90 日本 办公 93 116 整体 116 151 顶层 99 128 标准层 宾馆客房 70 93 一般 52 70 节能 英国 1759W 单人间 2462W 双人间 在此举几个工程实例 1 西安东方大酒店 3 26 万平米 1163KWx2 合 70W M2 2 上海华侨饭店 1 万平米 349X3KW 合 105W M2 3 广州白天鹅宾馆 9 15 万平米 440X4USRT 美制冷吨 合 6188KW 68W M2 4 成都四川电子大厦 4 4 万平米 1163KWX2 合 53W M2 再举个贴近百姓的例子 本人家中主卧室 顶层南向 16M2 1P 单冷 本人家中客厅 北向顶层 19M2 小 1P KF23 不同空调冷负荷计算方法比较与分析不同空调冷负荷计算方法比较与分析 张世将 1 陈正顺 2 1 合肥工业大学建筑设计研究院 2 合肥工业大学建筑设计研究院 摘要 本文采用谐波反应法和冷负荷系数法两种负荷计算方法 对合肥某空调工程的夏季 冷负荷进行计算 同时采用概算指标法简要计算 并计算出该工程在其它城市下的总冷负 荷 将所得结果进行分析比较 得出几点结论 供暖通空调设计人员以参考 关键词 冷负荷计算 谐波反应法 冷负荷系数法 概算法 0 引言 对结构已确定的建筑而言 对冷 热负荷进行准确计算 设计和配置最佳的空调系统 这是最根本和最重要的降低空调系统能耗的手段 由于建筑物冷 热负荷的形成和类型比 较复杂 影响因素较多 使得大多数设计人员采用粗略估算负荷的方法 这样会导致空调 系统容量配置与建筑物的负荷相差较大 如果空调系统的容量过大 则系统的初投资 能 耗和运行费用都将上升 而如果空调系统的容量过小 则房间内温度和湿度的控制将无法 达到设计要求 空调系统一直处于运行状态 能耗和维修费用也将上升 因此 建筑物冷 热负荷的准确计算显得十分重要 它是设计和配置与建筑负荷相匹配的空调系统的基础 1 谐波反应法和冷负荷系数法介绍 谐波反应法的基本原理 1 在负荷计算中 得热量形成冷负荷的关键是得热中辐射 部分变为冷负荷的比例 因为对流部分直接变成了冷负荷 谐波反应法中辐射扰量转化为 冷负荷的过程为 辐射扰量投到板壁上 相当于引起板壁表面空气边界层温度升高 板壁 吸热后温度升高会以对流的形式向房间放热 所放出的热量即为冷负荷 冷负荷系数是建立在 Z 传递函数基础上的一种简化计算方法 2 该方法把得热计算 和负荷计算两步合并成一步 通过冷负荷系数直接从各种扰量源求得分项逐时冷负荷 冷 负荷系数可以根据某地的标准气象 室内设计参数 不同建筑类型等典型条件事先计算成 表格查用 对日射得热采用与负荷强度意义类似的冷负荷来简化计算 谐波反应法和冷负荷系数法的简化计算公式如下 1 1 外墙和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 Q W 按下式计算 Q KF t 1 式中 F 计算面积 m2 计算时刻 点钟 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 t 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 应计 算时刻 16 时间延迟为 5 作用时刻为 16 5 11 这是因为计算 16 点钟外墙内表 面由于温度波动形成的房间冷负荷是 5 小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果 式 1 为谐波反应法计算方法 冷负荷计算法外墙和屋面传热冷负荷计算为 Q KFtc tR 2 1 2 外窗的温差传热冷负荷 谐波反应法中 通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负 荷 Q 按下式计算 Q KF t 3 式中 t 计算时刻下的负荷温差 K 传热系数 冷负荷计算法外窗的传热冷负荷公式与以上相同 因为玻璃的蓄热系数可忽略不计 在计算传导得热时 可不计温度波的相位延滞 只考虑衰减度 1 3 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 Q 谐波反应 法根据不同情况分别按下列各式计算 1 3 1 当外窗无任何遮阳设施时 Q FCsCaJw 4 式中 Jw 计算时刻下太阳总辐射负荷强度 W m2 1 3 2 当外窗只有内遮阳设施时 Q FCsCaCnJw 5 1 3 3 当外窗只有外遮阳板时 Q F1Jn FJnn CsCa 6 1 3 4 当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时 Q F1Jn FJnn CsCnCa 7 式中 Jn 计算时刻下 标准玻璃窗的直射辐射照度 W m2 Jnn 计算时刻下 标准玻璃窗的散热辐射照度 W m2 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 m2 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 冷负荷系数法用一个总的公式 Q FDjmaxCLQCsCnCa 8 Djmax 最大日射得热因数 CLQ 窗玻璃冷负荷系数 1 4 内围护结构的传热冷负荷 1 4 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 3 计算 1 4 2 当邻室为通风良好的非空调房间时 通过内墙和楼板的温差传热负荷 可按式 1 计算 1 4 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 tls tn 9 式中 Q 稳态冷负荷 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 tls 邻室温升 可根据邻室散热强度采用 1 5 灯光 人员和设备得热的得热量 这三种得热在其使用期都为一常数 两种方法 计算结果一致 2 谐波反应法 冷负荷系数法和概算法计算结果比较 本文选择了合肥地区某公共建筑的一楼进行计算 空调总面积 2117 4m2 层高 4 5m 建筑朝向 正面正南方 围护结构参数 外墙 K 0 85W m2 K 外窗 K 2 49W m2 K 4 冷负荷情况分析 分别利用谐波反应法和冷负荷系数法计算 对所得结果进行统计和比较 并与概算法 进行比较 计算所得总冷负荷最大时刻出现在 16 00 表中冷负荷系数法和谐波反应法 所得的数据均取 16 00 时的值 各方法计算所得总冷负荷最大时刻均出现在 16 00 总冷负荷最大值分别为 概算 法 424kw 冷负荷系数法 252kw 谐波反应法 255kw 总的来说 冷负荷系数法和谐波反 应法计算结果相当 其中谐波反应法稍微偏大 概算法计算结果远远大于冷负荷系数法和 谐波反应法 为冷负荷系数法的 1 68 倍 谐波反应法的 1 66 倍 通过对冷负荷系数法和谐波反应法所得结果进行详细分析 可以看出 绝大部分房 间的谐波反应法所得冷负荷指标高于冷负荷系数法 且最大差值接近 30w m2 仅 4 个 房间的谐波反应法所得冷负荷指标低于冷负荷系数法 其中悬殊最大的是宴会厅的冷负荷 谐波法为 193w m2 冷负荷系数法为 224w m2 由于宴会厅在所有房间中面积最大 导 致两种方法的总冷负荷指标相当 概算法指标过大 一般为谐波法和冷负荷系数法的 1 5 倍以上 假设该工程位于其它城市 计算其总冷负荷并进行比较 选取其它典型的省会城市 纬度 40 35 40 25 30 25 用冷负荷系数法计算出总冷负荷 见表 3 可以 看出 以上计算结果东南部偏高 西北部偏低 与建筑热工分区相一致 5 结语 通过利用这两种计算方法的软件对南京地区某空调工程在相同计算参数的情况下进