暖通空调负荷计算估算表
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第2章 热负荷、冷负荷与湿负荷计算华北电力大学-荆有印为了保持建筑物的热湿环境,在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷;相反,为了补偿房间失热需向房间供应的热量称为热负荷;为了维持房间相对湿度恒定需从房间除去的湿量称为湿负荷。
热负荷、冷负荷与湿负荷是暖通空调工程设计的基本依据,暖通空调设备容量的大小主要取决于热负荷、冷负荷与湿负荷的大小。
热负荷、冷负荷与湿负荷=f(室外气象参数,室内空气参数)2.1 室内外空气计算参数2.1.1 室外空气计算参数1. 夏季空调室外计算参数空调室外计算干球温度:取室外历年平均不保证50h 的干球温度;空调室外计算湿球温度:取室外历年平均不保证50h 的湿球温度。
空调室外计算日平均温度:取室外历年平均不保证5d 的平均温度;空调室外设计日逐时温度,按下式计算:d m o r t t t ∆+=β. (2-1)式中 m o t .—夏季空调室外计算日平均温度,℃; β—室外空气温度逐时变化系数,按表2-1确定;d t ∆—夏季空调室外计算平均日较差,℃,s o t .—夏季空调室外计算干球温度,℃。
表2-1空调室外空气计算温度:采用历年平均不保证1d 的日平均温度;空调室外空气计算相对湿度:采用历年一月份平均相对湿度的平均值。
3.冬季采暖室外计算温度和冬季通风计算温度采暖室外计算温度:取历年平均不保证5天的日平均温度; 通风室外计算温度:取累年最冷月平均温度;4.夏季通风室外计算温度和夏季通风室外计算相对湿度通风室外计算温度:取历年最热月14时的月平均温度的平均值;通风室外计算相对湿度:取历年最热月14时的月平均相对湿度的平均值。
2.1.2 室内空气计算参数1.室内空气计算参数的主要影响因素 ⑴建筑房间使用功能对舒适性的要求。
⑵地区、冷热源情况、经济条件和节能要求等因素。
2.室内空气计算参数的选择根据我国国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87)的规定: ⑴对舒适性空调和采暖夏季:温度 24-28℃ 相对湿度 40%-65%: 风速 ≯0.3m/s 。
上海市物业办公楼暖通空调负荷计算书1工程信息1.1大体参数2气象参数2.1大体参数2.2夏日参数2.3冬季参数3工程负荷统计3.1夏日负荷统计4建筑物信息4.1大体参数4.1.1物业办公楼5建筑物负荷统计5.1夏日负荷统计5.1.1物业办公楼6楼层信息6.1物业办公楼所有楼层信息6.1.1大体参数6.1.1.11楼层6.1.1.22楼层7楼层负荷统计7.1物业办公楼所有楼层负荷统计7.1.1夏日负荷统计7.1.1.11楼层7.1.1.22楼层8房间负荷统计8.1物业办公楼所有房间负荷统计8.1.1夏日负荷统计8.1.1.11001[南1]8.1.1.21002[南2,7]8.1.1.31003[南3,3]8.1.1.41004[南4]8.1.1.51005[北1]8.1.1.61006[北2,3]8.1.1.71007[北3]8.1.1.81008[北4]8.1.1.91009[北5]8.1.1.102001[南1]8.1.1.112002[南2,7]8.1.1.122003[南3,3]8.1.1.132004[南4]8.1.1.142005[北1]8.1.1.152006[北2,3]8.1.1.162007[北3]8.1.1.172020[北4]8.1.1.182020[北5]9房间详细计算9.1物业办公楼所有房间详细计算9.1.11001[南1]房间信息9.1.1.1大体参数9.1.21002[南2,7]房间信息9.1.2.1大体参数9.1.31003[南3,3]房间信息9.1.3.1大体参数9.1.41004[南4]房间信息9.1.4.1大体参数9.1.51005[北1]房间信息9.1.5.1大体参数9.1.61006[北2,3]房间信息9.1.6.1大体参数9.1.71007[北3]房间信息9.1.7.1大体参数9.1.81008[北4]房间信息9.1.8.1大体参数9.1.91009[北5]房间信息9.1.9.1大体参数9.1.102001[南1]房间信息9.1.10.1大体参数9.1.112002[南2,7]房间信息9.1.11.1大体参数9.1.122003[南3,3]房间信息9.1.12.1大体参数9.1.132004[南4]房间信息9.1.13.1大体参数9.1.142005[北1]房间信息9.1.14.1大体参数9.1.152006[北2,3]房间信息9.1.15.1大体参数9.1.162007[北3]房间信息9.1.16.1大体参数9.1.172020[北4]房间信息9.1.17.1大体参数9.1.182020[北5]房间信息9.1.18.1大体参数10负荷计算方式和公式10.1冷负荷计算依据和公式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Qτ(W),按下式计算:Qτ=K·F·Δtτ-ξ式中:F—计算面积,㎡;τ—计算时刻,点钟;τ-ξ—温度波的作历时刻,即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻,点钟;Δtτ-ξ—作历时刻下,通过外墙或屋面的冷负荷计算温差,简称负荷温差,℃。
空调负荷主要计算公式:1.人体冷负荷:由显热散热造成的冷负荷 = 群集系数 * 计算时刻空调房间的总人数* 一名成年男子小时的显热散热量 * 人体显热散热量的冷负荷系数由潜热散热造成的冷负荷 = 群集系数 * 计算时刻空调房间的总人数* 一名成年男子小时的潜热散热量 * 人体潜热散热量的冷负荷系数2.人体湿负荷:湿负荷 = 0.001 * 群集系数 * 空调房间人数 * 一名成年男子小时散湿量3.灯光冷负荷:白炽灯和镇流器在空调房间外的荧光灯的冷负荷 = 1000 * 同时使用系数* 照明设备的安装功率 * 照明散热的冷负荷系数镇流器装在空调房间内的荧光灯的冷负荷 = 1200 * 同时使用系数* 照明设备的安装功率 * 照明散热的冷负荷系数暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯的冷负荷 = 1000 * 反射通风系数* 照明设备的安装功率 * 照明散热的冷负荷系数其它冷负荷 = 1000 * 照明实际散热量 * 照明散热量的冷负荷系数4.设备冷负荷:电热设备冷负荷 = 1000 * 同时使用系数 * 利用系数 * 小时平均实耗功率与设计最大功率之比 * 通风保温系数 * 设备安装总功率 * 设备器具散热的冷负荷系数电动机和工艺设备均在空调房间内的冷负荷 = 1000 * 同时使用系数 * 输入功率系数* 设备安装总功率 * 设备器具散热的冷负荷系数只有电动机在空调房间内的冷负荷 = 1000 * 同时使用系数 * 输入功率系数 * 设备安装总功率 * ( 1 - 电动机效率 ) * 设备器具散热的冷负荷系数只有工艺设备在空调房间的冷负荷 = 1000 * 同时使用系数 * 输入功率系数 * 设备安装总功率 * 电动机效率 * 设备器具散热的冷负荷系数其它冷负荷 = 1000 * 设备散热量 * 设备散热量的冷负荷系数5.新风冷负荷:新风全冷负荷Qq = md * 新风量 * (iw - in) / 3.6其中: md -- 夏季空调室外计算干球温度下的空气密度(1.13kg/m^3)iw -- 夏季室外计算参数下的焓值(kJ/kg)in -- 室内空气的焓值(kJ/kg)6.新风湿负荷:新风湿负荷Qq = md * 新风量 * (dw - dn) *0.001 (kg/h)其中: dw -- 夏季空调室外计算参数时的含湿量(g/kg)dn -- 室内空气的含湿量(g/kg)7.渗透冷负荷: 计算方法同新风冷负荷8.渗透湿负荷: 计算方法同新风湿负荷9.外墙和屋面冷负荷:冷负荷 CL = F * K( (tl + td) * Ka - tn )其中: F -- 外墙或屋面的面积K -- 外墙或屋面的传热系数tl-- 冷负荷计算温度的逐时值td-- 温度的地点修正值单位:度Ka-- 温度的由于外表面放热系数不同引起的温度修正系数无因次 tn-- 室内设计温度10.外窗和天窗冷负荷:该冷负荷可分为三部分: 直射冷负荷散射冷负荷传热冷负荷直射冷负荷 CL = Fz * Cz * Dj max * Ccl其中:Fz -- 窗玻璃的直射面积Cz -- 窗玻璃的综合遮挡系数Dj max -- 日射得热因数的最大值Ccl -- 冷负荷系数散射冷负荷 CL = Fs * Cz * Dj max * Ccl其中:Fs -- 窗玻璃的散射面积传热冷负荷 CL = F * K( tl' - tn )11.内围护结构冷负荷: <注:内围护结构包括: 内门内窗内墙楼板>冷负荷 CL = F * K * Tls其中 Tls -- 邻室温差查找基本气象参数(项目所在地)空调负荷的计算表(样例)。
浅谈数据中心暖通设计新思考摘要:本文分析了《数据中心设计规范》实施带来的一些暖通设计参数变化,同时结合一实际数据中心设计方案的前后变化,综合分析在新规范指导下,数据中心暖通方案设计中可能遇到的一些难点及解决思路。
关键词:数据中心设计节能随着信息化时代的到来,对于网络共享、虚拟化数据处理、电子商务等方面的需求呈现爆炸式增涨趋势,与之配套的数据中心的需求井喷式增加,国内陆续新建了很多大型数据中心。
大型数据中心能耗巨大,服务于数据中心的暖通系统本身也是耗能大户,因此优化暖通系统,使其在满足使用要求的同时减少能耗具有重要意义。
同时,数据中心与高新IT技术结合紧密,暖通设计师需要适应前沿技术发展带来的设计思路的改变。
1、数据中心暖通设计参数变化在2018年之前,国内对于数据中心的暖通设计主要遵循《电子信息系统机房设计规范》GB 50174-2008(以下简称08版规范)的A级~C级的相关规定进行设计,在长期的设计中发现,大多数大型数据中心的要求均需达到A级机房要求,然而,08版规范对于数据中心尤其是A级机房设计的很多规定,不能与现阶段的IT技术、服务器发展水平、各类型使用者的需求相匹配。
因此,许多大型数据中心设计时也常参考一些国际标准,如ASHRAE(美国采暖制冷空调工程师学会)主编的《数据处理环境热指南》中1级环境等级标准[1],以及Uptime Institute(全球公认的数据中心标准组织和第三方认证机构)提出的国际等级认证体系TierI-TierIV中的TierⅢ(在线维护的机房基础设施)和TierIV(容错的机房基础设施)级别的相关标准。
2018年,《数据中心设计规范》GB 50174-2017(以下简称17版规范)替代08版规范全面实施,17版规范相较于08版规范,设计标准和国际数据中心行业现阶段使用标准接轨,以数据机房的主机房暖通环境温湿度设计参数为例,17版规范中A级~C级主机房的参数均统一采用《数据处理环境热指南》中1级环境的推荐值。
常用设计计算公式总热量:Unit:kcal/h1RT=3.5kw1P=2.324kw1kw=860kcal/h1k=4.27J1、QT=QS+QL空气冷却:QT=0.24*&*L*(h1-h2)QT-----空气的总热量 QS-----空气的显热量QL-----空气的潜热量 & -----空气的比重取1.2 kg/m3L -----室内总送风量M3/H h1 -----空气的初焓值kJ/kgH2 -----空气的终焓值kJ/kg2、显热量: Unit:kcal/hQS=Cp*&*L*(T1-T2)Cp ---空气的比热取0.24kcal/ kg T1 --空气最初的干球温度T2 -----空气最终的干球温度3、潜热量: Unit:kcal/hQL=600*&*L*(W1-W2)W1 ----空气最初水分含量kg/ kgW2 ----空气最终水分含量kg/ kg4、冷冻水量: Unit:L/SV1=Q1/4.187*(T1-T2)Q 1-----主机制冷量(KW), T1-T2 -----主机进出水温差5、冷却水量: Unit:L/SV2=Q2/4.187*(T1-T2)Q2=Q1+NQ2-----冷却热量KW T1-T2 -----主机冷却水进出水温度N -----制冷机组耗电功率KW6、电机满载电流计算: Unit:AFAL=N/1.732*U*COS@7、新风量: Unit:M3/HL0 =n*Vn -----房间换气次数 V -----房间体积8、送风量: Unit:M3/H空气冷却:L= QS/ Cp*&*(T1-T2)QS -----显热量kcal/h Cp ---空气的比热取0.24kcal/ kgT1 --空气最初的干球温度 T2 --空气最终的干球温度& -----空气的比重取1.2 kg/m39、风机功率: Unit:KWN1=L1*H1/102*n1*n2L1 -----风机风量(L/S) H1 -----风机风压(mH2O)n1 -----风机效率 n2-----传动效率,直联传动取1;皮带传动取0.910、水泵功率: Unit:KWN2=L2*H2*r/102*n3*n4L2 -----水流速(L/S) H2 -----水泵压头(mH2O)n3 -----水泵效率=0.7~0.85 n4 -----传动效率=0.9~1.0r -----液体比重(水的比重为1kg/l)11、水管管径: Unit:mmD=35.68*根号L2/ vL2 -----水流速(L/S) v -----水设计流速(m/s)12、空气加湿量: Unit:gR=LX*1.3*(h1-h2)LX -----新风量(m3/h) h1 -----室内设计温度下的焓值h2 -----室外最低状态下焓值(查焓墒图)设备风量设计:(概算)[ρ(设备功率)*860*0.8/0.29(空气比热)/5(温差)]+Q1+Q2=Q(送风量)Q1-----人的潜散所须风量Q2-----建筑所须风量照度软件计算如:300LUX高度:2.5M、2.7M、3.0M、4.0M、6.0M瓦特数(W/M2) 11.6、11.7、12.2、13.6、16.51kw=860kcal/h换气消耗量在室内的人需要每小时 30 CMH(m3/h)/人的新鲜空气.市内场所别所需的换气次数/小时住宅(客厅) : 1-3次, 住宅(寝室) : 1-2次学校(教室) : 6次, 学校(图书室) : 8次剧场: 5-8次, 办公室 : 6-10次, 医院 : 2次商场(店铺) : 6-10次, 餐厅(食堂) : 6-10次, 歌舞厅(夜总会) : 7-20次饭店(礼堂) : 6-12次, 饭店(厨房) : 20-60次, 饭店(房间) : 1-2次饭店(洗手间) : 5次室内空气计算参数: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/η2 .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)/η3 .电动机不在房间内,驱动设备在房间内CLm =1000 ·n1·n2·n3· NM· CcL.MNm--电动设备安装功率,kw;n1--同时使用系数;n2--安装系数,一般 0.7~0.9;n3--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。
1.3.5民用建筑空调冷负荷的估算,可按表1.3—4的指标确定;注:1、本表内容主要引自江苏暖通空调制冷94.3期蔡宗良:民用建筑空调冷负荷估算方法;2、中庭层高按4.5m计,若层高不同,可按每增高2m,总负荷增加20%估计;3、本表总负荷为瞬时最大负荷;4、顺序号30—34的总负荷指标系统计值,其余的均系简化计算而求得,所以与实用供热空调设计手册中国建筑工业出版社出版给出的统计值有一定偏高;1. 3.6制冷机的耗电量、耗气量和冷却水消耗量,可按表1.3—5给出的单位制冷量的消耗指标进行估算;制冷机单位制冷量的耗电、耗汽和冷却水量指标表1.3—5注:耗电量指标均根据水冷方式进行统计;1.3.7空调制冷系统中辅助设备如制冷水循环水泵、冷却水循环水泵、冷却塔风机、风冷式冷凝器风扇等的耗电量,一般可按表1.3—6的指标进行近似估算;辅助设备耗电量的估算指标表1.3—61.3.8空调建筑物的空调耗电量,随空调方式的不同而有较大的差异,通常可按表1.3—7的指标作近似的粗略估算;建筑物的空调耗电量指标表1.3—7注:本资料引自高层建筑电气工程水利电力出版社1988年;1.3.9空调机房所需占用的建筑面积,可按表1.3—8的指标估算;空调机房所占建筑面积的概略比例% 表1.3—81.3.10制冷机和水泵所需建筑面积,可按占空调机房面积的1/4—1/3考虑;1.3.11通风和空调系统的竖风道,一般可按占建筑物总面积的2%-4%估算; 1.3.12各种空调系统中各种部件所占投资的百分比,可按表1.3—9进行估算;各种部件所占总投资的百分比% 表1.3—9注:引自W.P.JoneAir cooditioning applications and deaign1980年;。
暖通负荷计算1 项目概况2 建筑2.1 建筑信息3 计算依据3.1 外墙、架空楼板或屋面3.1.1 热负荷 a) 基本耗热量:()α⨯-⨯⨯=w n j t t F K Q(5.1-1)j Q ——温差传热耗热量,WK ——外围护结构传热系数,W/(m 2·℃) F ——外围护结构面积,m 2n t ——室内设计温度,℃w t ——室外设计温度,℃α——温差修正系数b) 附加耗热量:()()()jan fg lang f ch j Q Q βββββ+⨯+⨯+++⨯=1111(5.1-3)1Q ——附加耗热量,Wch β——朝向修正系数f lang β——两面外墙修正fg β——房高附加,)4(02.0-⨯=h fg β,最大值不超过15% jan β——间歇附加3.1.2 冷负荷 a) 冷负荷()n t t F K Q -∆+⨯⨯=-εττ(20.3-1)τQ ——计算时刻冷负荷,WK ——外围护结构传热系数,W/(m 2·℃) F ——外围护结构面积,m 2T -τ——温度波的作用时刻,即温度波作用于围护结构外侧的时刻,hετ-t ——作用时刻冷负荷计算温度,℃∆——负荷温度的地点修正值,℃n t ——室内设计温度,℃3.2 外窗3.2.1 热负荷 a) 基本耗热量()α⨯-⨯⨯=w n j t t F K Q(5.1-1)j Q ——基本耗热量,WK ——外窗传热系数,W/(m 2·℃) F ——外窗面积,m 2n t ——室内设计温度,℃w t ——室外设计温度,℃α——温差修正系数b) 附加耗热量()()()()gc jan fg m lang f ch j Q Q βββββββ+⨯+⨯+⨯++++⨯=11111 (5.1-3)1Q ——附加耗热量,Wch β——朝向修正系数 f β——风力修正系数lang m β——窗墙面积比过大修正,当窗墙面积比大于1:1时,取m β=10% gc β——高层建筑外出窗的风力修正fg β——房高附加,)4(02.0-⨯=h fg β,最大值不超过15% jan β——间歇附加c) 冷风渗透耗热量()w n w p t t V C Q -⨯⨯⨯⨯=ρ278.02(5.1-4)2Q ——冷风渗透耗热量,Wp C ——空气的定压比热容,1.0056kJ/(kg·℃)w ρ——采暖室外计算温度下的空气密度,kg/m 3 V ——渗透冷空气量,m 3/h3.2.2 冷负荷a) 温差传热冷负荷()n t t F K Q -+⨯⨯⨯=δαττ(20.4-1)τQ ——计算时刻冷负荷,WK ——窗玻璃的传热系数,W/(m 2·℃) α——窗框修正系数τt ——计算时刻冷负荷温度,℃δ——地点修正系数b) 辐射形成的冷负荷i. 外窗无任何遮阳设施的辐射冷负荷ττw d g J X X F Q ⨯⨯⨯=(20.5-1)ii. 外窗只有内遮阳设施的辐射冷负荷ττn z d g J X X X F Q ⨯⨯⨯⨯=(20.5-2)iii. 外窗只有外遮阳设施的辐射冷负荷()[]d g w w X X J F F J F Q ⨯⨯⨯-+⨯=011τττ(20.5-3)iv. 外窗既有内遮阳设施又有外遮阳设施的冷负荷()[]z d g n n X X X J F F J F Q ⨯⨯⨯⨯-+⨯=011τττ(20.5-4)τQ ——计算时刻辐射冷负荷,W g X ——窗的构造修正系数d τw J ——计算时刻下,透过无遮阳设施玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/m 2z X ——内遮阳系数τn J ——计算时刻下,透过有内遮阳设施窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/m 21F ——窗口受到太阳照射时的直射面积,m 20τw J ——计算时刻下,透过无遮阳设施窗玻璃太阳散射辐射的冷负荷强度,W/m 2 0τn J ——计算时刻下,透过有内遮阳设施窗玻璃太阳散射辐射的冷负荷强度,W/m 23.3 外门3.3.1 热负荷 a) 基本耗热量()α⨯-⨯⨯=w n j t t F K Q (5.1-1)j Q ——基本耗热量,WK ——外门传热系数,W/(m 2·℃) F ——外门面积,m 2n t ——室内设计温度,℃w t ——室外设计温度,℃α——温差修正系数b) 附加耗热量()()()jan fg lang f ch j Q Q βββββ+⨯+⨯+++⨯=1111(5.1-3)1Q ——附加耗热量,Wch β——朝向修正系数 f β——风力修正系数 lang β——两面外墙修正fg β——房高附加jan β——间歇附加c) 冷风渗透耗热量()w n w p t t V C Q -⨯⨯⨯⨯=ρ278.02(5.1-4)2Q ——冷风渗透耗热量,Wp C ——空气的定压比热容,1.0056kJ/(kg·℃)w ρ——采暖室外计算温度下的空气密度,kg/m 3V ——渗透冷空气量,m 3/hd) 外门开启冲入冷风耗热量⎪⎩⎪⎨⎧'⨯=,“冲入冷风量”时基本耗热量附加”时参考表对应值,“外门33Q Q Q j (表5.1-14)()oR p o t t c M Q -⨯⨯⨯= 1000'3 (参考新风热负荷计算公式) 3.3.2 冷负荷a) 玻璃外门温差传热冷负荷()n t t F K Q -+⨯⨯⨯=δαττ(20.4-1)τQ ——计算时刻冷负荷,WK ——窗玻璃的传热系数,W/(m 2·℃) α——窗框修正系数τt ——计算时刻冷负荷温度,℃δ——地点修正系数b) 玻璃外门辐射形成的冷负荷i. 外门无任何遮阳设施的辐射冷负荷ττw d g J X X F Q ⨯⨯⨯=(20.5-1)ii. 外门只有内遮阳设施的辐射冷负荷ττn z d g J X X X F Q ⨯⨯⨯⨯=(20.5-2)iii. 外门只有外遮阳设施的辐射冷负荷()[]d g w w X X J F F J F Q ⨯⨯⨯-+⨯=011τττ(20.5-3)iv. 外门既有内遮阳设施又有外遮阳设施的冷负荷()[]z d g n n X X X J F F J F Q ⨯⨯⨯⨯-+⨯=011τττ(20.5-4)τQ ——计算时刻辐射冷负荷,W g X ——门的构造修正系数d X ——地点修正系数τw J ——计算时刻下,透过无遮阳设施玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/m 2z X ——内遮阳系数τn J ——计算时刻下,透过有内遮阳设施门玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/m 21F ——门受到太阳照射时的直射面积,m 20τw J ——计算时刻下,透过无遮阳设施门玻璃太阳散射辐射的冷负荷强度,W/m 20τn J ——计算时刻下,透过有内遮阳设施门玻璃太阳散射辐射的冷负荷强度,W/m 2c) 非玻璃外门冷负荷()n t t F K Q -∆+⨯⨯=-ξττ(20.3-1)τQ ——计算时刻冷负荷,Wξτ-t ——作用时刻冷负荷计算温度,℃∆——负荷温度的地点修正值,℃3.4 内墙、内窗、内门或中间楼板3.4.1 热负荷 a) 温差计算法t F K Q ∆⨯⨯=b) 温差修正法()α⨯-⨯⨯=w n t t F K Q(5.1-1)K ——内围护的传热系数,W/m 2·℃ F ——内围护面积,m 2 t ∆——邻室温差,℃n t ——室内设计温度,℃w t ——室外设计温度,℃α——温差修正系数c) 热负荷输出值分两种情况: i. “邻间不等温”时,Qii. “户间传热”时,温差传热概率⨯Q 3.4.2 冷负荷a) 邻室通风良好时内窗冷负荷()n t t F K Q -+⨯⨯⨯=δαττ(20.4-1)τQ ——计算时刻冷负荷,Wα——窗框修正系数K ——窗玻璃的传热系数,W/m 2·℃ F ——面积,m 2n t ——室内设计温度,℃τδ——地点修正系数b) 邻室通风良好时内墙、内门或中间楼板冷负荷()n wp t t F K Q -⨯⨯=(20.6-1)Q ——计算时刻冷负荷,Wwp t ——夏季空调室外计算日平均温度,℃c) 邻室有发热量时冷负荷()n ls wp t t t F K Q -∆+⨯⨯=(20.6-2)wp t ——夏季空调室外计算日平均温度,℃ls t ∆——邻室温升,℃3.5 地面3.5.1 热负荷 a) 地带法4321Q Q Q Q Q +++=第一地带热负荷()w n t t F K Q -⨯⨯=111 第二地带热负荷()w n t t F K Q -⨯⨯=222 第三地带热负荷()w n t t F K Q -⨯⨯=333 第四地带热负荷()w n t t F K Q -⨯⨯=4444321Q Q Q Q 、、、——分别是第一、二、三、四地带的热负荷,W4321K K K K 、、、——分别是第一、二、三、四地带的传热系数,W/m 2·℃ 4321F F F F 、、、——分别是第一、二、三、四地带的面积,m 2b) 平均传热系数法()w n pj t t F K Q -⨯⨯=(5.1-2)pj K ——地面平均传热系数,W/m 2·℃3.6 人体3.6.1 冷负荷冷负荷=(显热冷负荷+潜热冷负荷)×人员在室率 a) 显热冷负荷T X q n Q -⨯⨯⨯=ττϕ1(20.7-1)τϕ——群集系数n ——计算时刻空调区内的总人数1q ——一名成年男子小时显热散热量,Wτ——计算时刻,hT ——人员进入空调区的时间,hT X -τ——T -τ时刻人体显热散热的冷负荷系数b) 潜热冷负荷2q n Q ⨯⨯=ττϕ (20.12-2)τQ ——潜热冷负荷,Wτn ——计算时刻空调区内的总人数2q ——一名成年男子小时潜热散热量,W3.6.2 湿负荷湿负荷=人体散湿量×人员在室率 a) 人体散湿量g n D ⨯⨯⨯=ττϕ001.0(20.12-1)τD ——人体散湿量,kg/hg ——一名成年男子小时散湿量,g/h3.7 新风3.7.1 热负荷()o R p o o h t t c M Q -⨯⨯⨯= 1000. 《暖通空调》(2-26)oh Q. ——空调新风热负荷,W oM ——新风量,kg/s p c ——空气的定压比热,取1.005kJ/kg·℃R t ——冬季空调室内空气的计算温度,℃ o t ——冬季空调室外空气的计算温度,℃3.7.2 冷负荷冷负荷=新风逐时使用率⨯oc Q .()Ro o o c h h M Q -⨯⨯= 1000. 《暖通空调》(2-25)oc Q . ——空调新风冷负荷,W oM ——新风量,kg/s o h ——夏季空调室外空气的焓值,kJ/kgR h ——夏季空调室内空气的焓值,kJ/kg3.7.3 湿负荷湿负荷=新风逐时使用率⨯sh W()n w sh d d G W -⨯'⨯=001.0《全国……技术措施 暖通空调·动力》(3.2.15-3) sh W ——新风湿负荷,kg/hG '——新风量,kg/hw d ——室外空气含湿量,g/kgn d ——室内空气含湿量,g/kg3.8 照明3.8.1 冷负荷冷负荷=各种类型照明灯具冷负荷之和×照明使用率 a) 白炽灯散热形成的冷负荷T X N n Q -⨯⨯=ττ1(20.8-1)b) 镇流器在空调区之外的荧光灯散热形成的冷负荷T X N n Q -⨯⨯=ττ1(20.8-1)c) 镇流器在空调区之内的荧光灯散热形成的冷负荷T X N n Q -⨯⨯⨯=ττ12.1(20.8-2)d) 安装在空调房间吊顶玻璃罩之内的荧光灯散热形成的冷负荷T X N n n Q -⨯⨯⨯=ττ01 (20.8-3)τQ ——灯具形成的冷负荷,W1n ——同时使用系数N ——灯具的安装功率,Wτ——计算时刻,h T ——开灯时刻,hT X -τ——T -τ时刻灯具散热的冷负荷系数0n ——考虑玻璃反射及罩内通风情况的系数3.9 设备3.9.1 冷负荷冷负荷=设备显热形成冷负荷×设备使用率 a) 电热设备的散热量N n n n n q s ⨯⨯⨯⨯=4321(20.9-1)s q ——电热设备散热量,W1n ——同时使用系数 2n ——安装系数 3n ——负荷系数4n ——通风保温系数N ——电热设备总安装功率,Wb) 电动机和工艺设备均在空调区内的散热量ηNn n n q s ⨯⨯⨯=321 (20.9-2)N ——电动设备总安装功率,Wη——电动机效率c) 只有电动机在空调区内的散热量()ηη-⨯⨯⨯⨯=1321N n n n q s (20.9-3)d) 只有工艺设备在空调区内的散热量N n n n q s ⨯⨯⨯=321(20.9-4)e) 办公设备类型数量可以确定时的散热量∑=⋅=Pi i a i s q s q 1.(20.9-5)P ——设备的种类数i s ——第i 类设备的台数i a q .——第i 类设备的单台散热量,Wf) 设备显热形成的冷负荷T s X q Q -⨯=ττ(20.9-7)s q ——所有设备的显热散热量之和,WT X -τ——T -τ时刻设备、器具散热的冷负荷系数3.10渗透空气3.10.1 冷负荷a) 渗透空气形成的全热冷负荷()n w q h h G Q -⨯⨯=28.0 (20.12-4)q Q ——全热冷负荷,WG ——单位时间渗入室内的空气总量,kg/hw h ——室外空气焓值,kJ/kgn h ——室内空气焓值,kJ/kg3.10.2 湿负荷a) 渗透空气形成的湿负荷()n w d d G D -⨯⨯=001.0(20.12-3)D ——渗透空气形成的湿负荷,kg/h G ——单位时间渗入室内的空气总量,kg/hw d ——室外空气含湿量,g/kgn d ——室内空气含湿量,g/kg3.11食物3.11.1 冷负荷冷负荷=()逐时就餐率⨯+τQ Q a) 显热冷负荷ϕτ⨯⨯=n Q 9(20.11)b) 潜热冷负荷ττD Q ⨯=700(20.12-6)3.11.2 湿负荷湿负荷=逐时就餐率⨯τDττϕn D ⨯⨯=012.0(20.12-5)τn ——计算时刻就餐总人数ϕ——群集系数τn ——计算时刻的就餐总人数3.12水面蒸发3.12.1 冷负荷冷负荷=水面蒸发发生率⨯τQ a) 水面蒸发形成的潜热冷负荷ττD r Q ⨯⨯=28.0(20.12-8)3.12.2 湿负荷湿负荷=水面蒸发发生率⨯τD a) 水面蒸发散湿量g F D ⨯=ττ(20.12-7)τF ——计算时刻的蒸发表面积,m 2g ——水面的单位蒸发量,kg/(m 2·h ) r ——冷凝热,kJ/kg3.13水流3.13.1 湿负荷湿负荷水流发生率⨯G a) 水分蒸发量()γ211t t c G G -⨯⨯=《全国……技术措施 暖通空调·动力》(3.2.22)1G ——流动的水量,kg/h c ——水的比热,4.1868kJ/kg·K1t ——水的初温,℃2t ——水的终温,℃γ——水的汽化潜热,平均取2450kJ/kg3.14化学3.14.1 冷负荷冷负荷=化学反应发生率⨯Q a) 化学反应全热散热量6.321qG n n Q ⨯⨯⨯=《全国……技术措施 暖通空调·动力》(3.2.23-1)Q ——化学反应的全热散热量,W 1n ——考虑不完全燃烧的系数,可取0.952n ——负荷系数,实际燃料消耗量与最大燃料消耗量之比G ——每小时燃料最大消耗量,m 3/hq ——燃料的热值,kJ/m 33.14.2 湿负荷湿负荷=化学反应发生率⨯W a) 散湿量w G n n W ⨯⨯⨯=21《全国……技术措施 暖通空调·动力》(3.2.23-1)W ——化学反应的散湿量,kg/hw ——燃料的单位散湿量,kg/m 33.15 房间冷风渗透耗热量3.15.1 缝隙长度法计算 a) 详见外窗、外门 3.15.2 换气次数法a) 房间冷风渗透耗热量()w n t t N L c Q -⨯⨯⨯⨯⨯=ρ278.0 《简明供热设计手册》(2-21)c ——空气比热,1kj/kg·℃L ——房间容积,m 3N ——换气次数,次/hρ——室外空气密度,kg/m 3n t ——室内空气温度,℃w t ——室外空气温度,℃3.15.3 百分率法a) 房间冷风渗透耗热量f Q n Q ⨯= 《简明供热设计手册》(2-3.3)n ——百分率,%f Q ——外围护结构总热负荷,W注:未标注文献名称的公式均选自《实用供热空调设计手册》第二版3.16 参考文献[1] 陆耀庆主编.实用供热空调设计手册(第二版).北京:中国建筑工业出版社,2008 [2] 陆亚俊主编.暖通空调.北京:中国建筑工业出版社,2002[3] 建设部工程质量安全监督与行业发展司,中国建筑标准设计研究所编.全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调·动力.北京:中国计划出版社,2003.2 [4] 李岱森主编.简明供热设计手册.北京:中国建筑工业出版社,1998.12。
例题2-1试计算武汉某宾馆某客房(502客房)夏季的空调计算负荷。
已知条件:(1)客房平面尺寸如图2-2所示,层高为3500mm。
(2)屋顶:其构造如图所示。
从上到下为:①预制细石混凝土25mm,表面喷白色水泥浆;②通风层≥200mm;③卷材防水层;④水泥砂浆找平层20mm;⑤保温层,沥青膨胀珍珠岩125mm;⑥隔气层;⑦现浇钢筋混凝土板70mm;⑧内粉刷。
属于II型,传热系数K=0.48w/(㎡.k)。
(3)西外墙:外墙结构如图2-4所示。
构造如下:①水泥砂浆;②砖墙,δ=370mm;③白灰粉刷。
属于II型,传热系数K=1,50w/(㎡.k)。
(4)西外窗:双层窗,3mm厚普通玻璃;金属窗框,80%玻璃;白色帘(浅色),窗高2000mm(5)内窗:邻室包括走廊,均与客房温度相同。
(6)每间客房2人,在客房内的总小时数为16,(16:00至第二天的8:00)(7)室内压力稍大于大气压力。
(8)室内照明:荧光灯明装,200w开灯时间为晚16:00~24:00。
(9)空调设计运行时间24小时。
(10)武汉市室外气象条件:①东经114°08'北纬30°37'海拔平均海拔在23.3米②大气压力1001.7kPa:夏季:冬季大气压力1023.3kPa③室外空气计算参数,夏季:空调室外计算干球温度35.2℃,空调室外计算,湿球温度28.2℃(11)客房计算参数夏季:室内空气干球温度26℃,室内空气相对湿度≤65%;新风量:≥30m3/(人.h)。
解:按本题条件分项计算如下:1.屋顶冷负荷2.由附录2-5查的冷负荷计算温度逐时值,即可按式(2-7)算出屋顶逐时冷负荷,计算结果列于表2-16中。
武汉夏季平均风速为2.8m/s,按表2-8的公式,a0=10.46+3.95*2.8=21.52查表2-8,ka取0.98时间11:0012:013:014:015:016:017:018:019:020:021:022:023:0024:0tc (τ)35.635.636 3738.440.141.943.745.446.747.547.847.747.2Δtd 1.3 ka 0.98 kρ 0.94tc'(τ)33.9922833.9922834.3607635.2819636.5716438.1376839.7958441.45443.0200444.217644.9545645.2309245.138844.6782tR 26 K 0.48 A 28.728Qtc (τ)110.2090655110.2090655115.2901984127.9930305145.7769955167.3718101190.2369079213.1020058234.6968204251.2105021261.3727678265.1836175263.9133343257.5619182西外墙冷负荷由附录2-4查的II型外墙冷负荷计算温度,将其逐时值及计算结果列入表2-17中,计算公式同上3西外窗瞬时传热冷负荷根据i α=8.7W/(㎡*K )、0α=18,62W/(㎡*K ),由附录2-8差得W K =3.01W/(㎡*K )。
空调负荷计算一、不同窗面积下,冷负荷之分布%
二、负荷指标(估算)(仅供参考)
三、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
注:本表为最大负荷,在求建筑总冷负荷时,应考虑空调房间同时使用系数0.7-0.9 四、按建筑面积冷指标进行估算建筑面积冷指标
注:l、上述指标为总建筑面积的冷负荷指标:建筑面积的总建筑面积小于5000平米时,取上限;大于l0000平米,取下限值。
2、按上述指标确定的冷负荷,即是制冷机的容量,不必再加系数。
3、由于地区差异较大,上述指标以北京地区为准。
南方地区可按上限采取。
热负荷估算
(l)按建筑面积热指标进行估算
注:总建筑面积、大外围结构热工性能好、窗户面积小,采用较小的指标;反之采用较大的指标。
(2)窗墙比公式法:
q=(7a+1.7)W/F(tn-tw)W/m2;
说明:q—建筑物的供热指标,W/m2²。
a —外窗面积与外墙面积(包括窗之比);
W一外墙总面积(包括窗),m2²
F一总建筑面积,m2
tn一室内供暖设计温度,℃
tw一室外供暖设计温度,℃
五、建筑物冷负荷概算指标香港
六、各类建筑物锅炉负荷估算W/m3℃
七、热损失概算W/m3℃
W/m℃一每m3房间容积,室内外温差1℃时的热量W。
八、冷库冷负荷概算指标。