通风与空气调节：冷负荷计算成果

计算空调冷负荷的方法有两种：即冷负荷系数法和谐波反应法，冷负荷系数法是工程中计算空调冷负荷的一种简化计算法，下面介绍冷负荷系数法的计算方法。

2.1　外墙和屋面、地面瞬变传热引起的冷负荷

在日射和室外气温的综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，可按下式计算：

式中：QCT，——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；

　　　K——外墙和屋面的传热系数，W/（m2·℃），根据外墙和屋面的不同构造和厚度分别在附录表6、7中查出；

　　　F——外墙和屋面的面积；

　　　tL，T——外墙和屋面的冷负荷计算温度的逐时值，℃，根据外墙和屋面的不同类型在附录表8中查出；

　　　tn——室内设计温度，℃。

应用公式（8-7）计算时，应注意外墙和屋顶的逐时冷负荷计算温度值是以北京地区气象参数数据为依据计算出来的。所采用的外表面放热系数αw为18.6 W/（m2·K）；内表面放热系数αn为8.7 W/（m2·K），外墙和屋面吸收系数ρ为 0.90。为了使上述的逐时冷负荷计算温度适用于我国其他的地区和条件，需要对他们进行修正，可用下式计算：

式中：td——地点修正值，见附录表9；

　　　Kα——外表面放热系数修正值，见表8.5；

　　　Kρ——外表面吸收系数修正值，见表8.6。

表8.5　外表面放热系数修正值

表8.6　吸收系数修正值

舒适性空气调节区，夏季可不计算通过地面传热形成的冷负荷，工艺性空气调节区，有外墙时，宜计算据外墙2m范围内的地面传热形成的冷负荷。

2.2　外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷

在室内外温差作用下，由玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷计算式与上式相同，即：

式中：Qτ——外玻璃窗的瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；

　　　F——窗洞的面积，m2；

　　　tL，τ——玻璃窗的逐时冷负荷计算温度，℃；

　　　——修正后的玻璃窗的逐时冷负荷计算温度，℃，用公式（8.10）计算。

式中：Kd——外玻璃窗的传热系数，W/m2·℃.当窗框情况不同时，按表8.8修正；有内遮阳设施时，单层玻璃窗K应减小25%，双层玻璃窗K应减小15%；

　　　td——玻璃窗的地点修正系数。

表8.7　玻璃窗冷负荷计算温度

表8.8　玻璃窗传热系数的修正值

2.3　透过玻璃窗日射得热引起的冷负荷

无外遮阳玻璃窗的日射得热引起的逐时冷负荷，按下式计算：

式中：Qf，τ——透过玻璃窗的日射得热引起的逐时冷负荷，W；

　　　F——玻璃窗的净面积，m2，等于窗洞面积乘以有效面积系数Ca，见表8.9；

　　　Cs——窗玻璃的遮挡系数，见表8.10；

　　　Cn——窗内遮阳系数，见表8.11；

　　　Dj，max——不同纬度带各朝向七月份日射得热因素的最大值W/m2，见表8.12；

　　　CL——冷负荷系数，附录表13。

表8.9　窗的有效面积系数

表8.10　窗玻璃的遮阳系数

表8.11　窗内遮阳设施的遮阳系数

表8.12　各纬度带的日射得热因素最大值

2.4　隔墙、楼板等内围护结构传热形成的逐时冷负荷

当空调房间与邻室的温差大于3℃时，需要考虑由内围护结构的温差传热对空调房间形成的瞬时冷负荷，可按稳定传热的公式计算：(www.xing528.com)

式中：Q——内墙、楼板等内围护结构传热形成的瞬时冷负荷，W；

　　　K——内围护结构的传热系数，（W/m2·℃）；

　　　F——内围护结构的传热面积，m2；

　　　tn——空调室内设计温度，℃；

　　　tls——相邻非空调房间的平均计算温度，℃，可用式（8-13）计算。

式中：twp——夏季空调室外计算日平均温度，℃；

　　　Δtls——邻室计算平均温度与夏季空调室外计算日平均温度的差值，℃，可按表8.13选取。

2.5　照明得热引起的逐时冷负荷

室内热源包括照明散热、设备散热和人体散热等。照明设备散热量一般属于稳定得热，只要电压稳定，这一得热量是不随时间变化的。照明设备所散发的热量由辐射和对流两部分组成，照明散热的对流成分直接与室内空气换热成为瞬时冷负荷。其辐射成分则首先被室内围护结构和家具所吸收，并蓄存于其中，当它们受热温度高于室内空气温度后，才以对流方式与室内空气进行换热。因而，照明散热形成冷负荷的机理与日射透过窗玻璃形成冷负荷的机理是相同的，也可用相应的冷负荷系数来简化计算。

表8.13　温度的差值

2.5.1　照明得热量

由于照明灯具类型和安装方式不同，其得热量也不同。其中：

式中：P——照明灯具的功率，W；

　　　n1——镇流器消耗功率系数，明装时n1=1.2，暗装荧光灯的镇流器在顶棚内时，n1=1.0；

　　　n2——灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部穿有小孔（下部为玻璃板）可利用自然通风散热于顶棚内时，n2=0.5～0.6；而荧光灯罩无通风孔时，则根据顶棚内通风情况取n2=0.6～0.8。

2.5.2　照明得热引起的逐时冷负荷

照明得热引起的逐时冷负荷用下式计算：

式中：Q——照明得热量，W；

　　　CL——照明冷负荷系数，见附录表14。

2.6　人体散热引起的冷负荷

人体的散热量与性别、人体劳动强度、服装、室内外境、年龄等因素有关。在人体散发的总热量中，辐射成分占40%，对流成分占20%，其余40%则作为潜热成分散出。人体的潜热和对流散热可以作为瞬时冷负荷，而辐射散热与照明散热情况类似，形成滞后冷负荷。

成年男子在不同情况下的散热量，成年女子和儿童分别按男子的85%和75%计算。考虑到人体散热还与人员群集的场所有关，综合考虑以上因素，人体散热的冷负荷按下式计算：

式中：Qs——人体散热引起的冷负荷，W；

　　　n2——群集系数，见表9.14；

　　　n1——室内全部人数，人；

　　　qr——成年男子潜热散热量，W/人，见附录表15；

　　　Qr——人体显热散热冷负荷系数，见附录表16；

　　　qs——不同室温和劳动性质时成年男子显热散热量，W／人，见附录表15。

表8.14　某些工作场所的群集系数

2.7　设备散热引起的冷负荷

空调房间的设备、用具及其它散热表面所散发的热量包括显热和潜热两部分。对既散发显热又散发潜热的设备或用具等.其潜热散热量作为瞬时冷负荷。而其显热散热量也包括对流散热和辐射散热，它与照明和人体的显热散热一样，对流散热形成瞬时冷负荷，辐射散热形成滞后冷负荷。

设备和用具散热引起的冷负荷按下式计算：

当电动机与工艺设备均设在室内时，得热量为：

当工艺设备均设在室内时，得热量为：

当电动机与工艺设备均设在室内时，得热量为：

式中：P——电动机额定功率，W；

　　　η——电动机效率；

　　　n1——电动机容量利用系数（安装系数），即最大实际耗功率与安装功率之比，反映了电动机额定功率的利用程度，一般为0.7～0.9；

　　　n2——同时使用系数，即室内电动机同时使用的安装功率与总安装功率之比，一般为0.5～0.8；

　　　n3——负荷系数，每小时的平均消耗功率与设计最大实际耗功率之比，反映了平均负荷达到最大负荷的程度，一般为0.5，精密机床可取0.15～0.4。