【暖通小课堂二十七】图解空调冷负荷计算方法

得热：进入建筑的总热量，包括导热、对流、辐射、直接空气交换；

空调负荷：维持环境空调去除（加入）的冷（热）量。

负荷的定义：

送风方式空调房间得热为例：

室内得热量由（对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热）两大部分组成。

其中（对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热）全部成为瞬时负荷，而（对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热）部分得热成为瞬时冷负荷。

负荷的正确估算与取值

注：1  负荷估算时，有两面外墙或三面外墙的空调房间的负荷应适当加大。

2 西向、东向房间的负荷应适当加大（特别是玻璃窗的面积较大时）。

建筑物的冷负荷

一. 房间得热量的组成：

a.通过围护结构传入室内的热量；

b.通过外窗进入的太阳辐射热量；

c.人体散热量；

d.照明散热量；

e.设备、器具、管道及其他热源的散热量；

f.食物或物料散热量；

g.各种散湿过程产生的潜热量；

h.渗透空气带入室内得热量。

二.空调房间的冷负荷

应根据各项得热量的种类和性质以及空气调节区的蓄热特性，分别进行计算。

通过围护结构进入的非稳态传热量、透过外窗进入的太阳辐射热量、人体散热量以及非全天使用的设备、照明灯具的散热量等形成的冷负荷，应按非稳态传热方法计算确定，不应将上述得热量的逐时值直接作为各相应时刻冷负荷的即时值。

计算围护结构传热量

外窗采用室外计算逐时温度

夏季空调室外计算逐时温度：tsh=twp+βΔtr

Δtr= (twg - twp)/ 0.52

室外温度逐时变化系数β见下表：

参见GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》，表4.1.11。

计算围护结构传热量

外墙和屋顶，采用室外计算逐时综合温度：tzs=tsh + ρJ /αw

tzs--夏季空气调节室外计算逐时综合温度，℃;

tsh--夏季空气调节室外计算逐时温度，℃;

ρ--围护结构外表面对于太阳辐射热的吸收系数，《措施》 p49;

J--围护结构所在朝向的逐时太阳总辐射照度，W/m2;

αw--围护结构外表面换热系数，W/(m2*℃);

围护结构外表面换热系数αw

计算围护结构传热量

室温波动范围大于或等于±1℃，非轻型外墙采用室外计算日平均综合温度  ：tzp=twp + ρJp /αw

tzp--夏季空气调节室外计算日平均综合温度，℃;

twp--夏季空气调节室外计算日平均温度，℃;

J p--围护结构所在朝向太阳总辐射照度的日平均值，W/m2;

计算围护结构传热量

对于隔墙、楼板等内围护结构，邻室为非空调区时，采用邻室计算平均温度：tls= twp + Δ tls

温度的差值 Δtls ，℃

外墙、屋面的传热形成的逐时冷负荷：CL=K F（tw1–tn）

tw1--外墙或屋顶的逐时冷负荷计算温度，℃;tw1 =  tzs

室温波动范围大于或等于±1℃，非轻型外墙传热形成的冷负荷；

CL=K F（ tzp – tn ）

外窗温差传热形成的逐时冷负荷：CL=K F（ tw1– tn ）

tw1--外窗的逐时冷负荷计算温度，℃;tw1 =  tsh

对于邻室的夏季温差大于3℃时，计算隔墙、楼板等内围护结构传热形成的冷负荷：CL=K F （ tls – tn ）

舒适性空调区，夏季可不计算通过地面传热形成的冷负荷。工艺型空调区，有外墙时宜计算距外墙2m范围内的地面传热形成的冷负荷。

透过玻璃窗进入空调区的太阳辐射热形成的逐时冷负荷：CLch2=CsCnCa[ F1Jch.zdCcl.ch+(Fch-F1) Jsh.zdC(cl.ch)N]

注：公式中各项参数取值参见《措施》p84之内容。

室外空气渗入形成的显热负荷、全热负荷和湿负荷：

CLx.sh=0.279G·Cp·(tw-tn)

CLq.sh=0.279G’·(Iw-In)

通过外门开启渗入室内的空气量：G1= n · Vm· γw

Vm --外门开启一次的空气渗入量，m3/(人· h);

n --小时人流量，(人/ h);  γw--室外空气密度，kg/m3;

Vm [m3/(人·h)]

通过围护结构、门、窗缝隙渗入室内的空气量，可以按换气次数估算：G2= V ·Φ ·γw

换气次数 Φ [次/ h]

人体的冷负荷和散湿量：CLr=n(q1·Ccl.r+q2)·Cr

Wr=n · W · Cr

Crl---群集系数，查表

n----室内人数;

W---每个人的散湿量，g/h ;查表

灯光的冷负荷：

白炽灯：CL1=N · n1· CcL.1

明装荧光灯(镇流器安装在空调房间内)：CL1=(N1+N2) · n1· CcL.1

暗装荧光灯(灯管安装在顶棚的玻璃罩内)：CL1=N1l·n1 · n2 · CcL.1

N--白炽灯功率，w; N1--荧光灯功率，w; N2--镇流器功率，w；

n1--同时使用系数；n2--灯罩玻璃反射、顶层通风情况的系数，灯罩上有小孔时，n2=0.5~0.6;安装，灯罩上无孔时，n2=0.6~0.8。

CcL.1---- 照明散热形成的冷负荷系数，查表《措施》p104

计算围护结构传热量

电动设备散热形成的冷负荷：

1 .电动机和驱动设备均在房间内

CLm=1000·n1·n2·n3 · NM · CcL.M /η

2 .电动机在房间内，驱动设备不在房间内

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

3 .电动机不在房间内，驱动设备在房间内

CLm=1000 ·n1·n2·n3 · NM · CcL.M

Nm --电动设备安装功率，kw;n 1--同时使用系数;

n 2--安装系数，一般 0.7~0.9;n 3--电动机负荷系数，一般 0.4~0.5 ;

CcL.M --电动设备和用具的冷负荷系数，查表;空调供冷系统不连续运行，取1.0;

食物的散热量和散湿量

食物全热取  17.4w/人；  

食物显热取  8.7w/人；

食物潜热取  8.7w/人；

食物散湿量取  11.5g/h人。

由暴露水面或潮湿表面蒸发的水蒸气量

G = (α+0.00013v)·(Pq.b – Pq)·A·B/B’

G --散湿量，kg/h;A --敞开水面面积，m2;

Pq.b --水表面温度下的饱和空气的水蒸气分压力，Pa;

Pq --室内空气的水蒸气分压力，Pa;B--标准大气压，1.01325MPa;

v --蒸发表面的空气流速，m/s;

三.空调房间的湿负荷

房间湿负荷的组成：

a.人体的散湿量

b.空气渗入带入的湿量

c.化学反应过程的散湿量

d.潮湿的表面、液面的散湿量

e.食品及其他物料的散湿量

f.其他设备的散湿量

确定房间计算冷负荷：

根据前面所述各项冷负荷的计算方法，分别逐时计算，然后逐时叠加，找到综合最大值；

新风冷负荷；

通风机、风管、水泵、冷水管及水箱温升引起的附加冷负荷。

建筑物冷负荷的估算

建筑物冷负荷可按建筑面积估算（方案设计）：Q L=q L.S S

q L.S --单位面积冷负荷指标，w/m2

S --建筑物的建筑面积， m2

估算方法目前有很多，各大公司甚至也有自己的估算值。

使用时应注意估算值的不精确性。

国内冷源设备容量：旅馆为70～80W/m2，其他建筑乘以修正系数 k。

冷冻机容量估算指标修正系数 k