冷负荷计算方法.docx
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冷负荷计算方法
冷负荷计算方法
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(1.1)
式中:
F—计算面积,㎡;
τ—计算时刻,点钟;
τ-ξ—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;
Δtτ-ξ—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,应取计算时刻τ=16,时间延迟为ξ=5,作用时刻为τ。
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。
当外墙或屋顶的衰减系数β<0.2时,可用日平均冷负荷Qpj代替各计算时刻的冷负荷Qτ:
Qpj=K·F·Δtpj(1.2)
式中:
Xz—内遮阳系数;
Jnτ—计算时刻下,透过有内遮阳设施玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/㎡。
[1].当外窗只有外遮阳板时
Qτ=[F1·Jwτ+(F-F1)·Jwτ0]·Xg(3.3)
式中:
F1—窗口受到太阳照射时的直射面积,㎡。
Jwτ0—计算时刻下,透过无遮阳设施玻璃太阳散射辐射的冷负荷强度,W/㎡。
[2].当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时
Qτ=[F1·Jnτ+(F-F1)·Jnτ0]·Xg·Xz(3.4)
式中:
Jnτ0—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/㎡。
2.内围护结构的传热冷负荷
[1].相邻空间通风良好时
当相邻空间通风良好时,内墙或间层楼板由于温差传热形成的冷负荷可按下式估算:
Q=K·F·(twp-tn)(4.1)
式中:
twp—夏季空气调节室外计算日平均温度,℃;
[2].相邻空间有发热量时
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=K·F·(twp+Δtls-tn)(4.2)
式中:
Q—稳态冷负荷,下同,W;
tn—夏季空气调节室内计算温度,℃;
Δtls—邻室温升,可根据邻室散热强度采用,℃。
3.人体冷负荷
人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Qτ,按下式计算:
Qτ=φ·n·q1·Xτ-τ(5.1)
式中:
φ—群体系数;
n—计算时刻空调房间内的总人数;
q1—名成年男子小时显热散热量,W;
τ—计算时刻,h;
τ—人员进入空调区的时刻,h;
τ-τ—从人员进入空调区的时刻算起到计算时刻的持续时间,h;
Xτ-τ—τ-τ时刻人体显热散热的冷负荷系数。
4.灯光冷负荷
照明设备散热形成的计算时刻冷负荷Qτ,应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算:
白炽灯散热形成的冷负荷
Qτ=n1·N·Xτ-τ(6.1)
镇流器在空调区之外的荧光灯
Qτ=n1·N·Xτ-τ(6.2)
镇流器装在空调区之内的荧光灯
Qτ=1.2·n1·N·Xτ-τ(6.3)
暗装在空调房间吊顶玻璃罩内的荧光灯
Qτ=n0·n1·N·Xτ-τ(6.4)
式中:
N—照明设备的安装功率,W;
n0—考虑玻璃反射,顶棚内通风情况的系数,当荧光灯罩有小孔,利用自然通风散热于顶棚内时,取为0.5-0.6,荧光灯罩无通风孔时,视顶棚内通风情况取为0.6-0.8;
n1—同时使用系数,一般为0.5-0.8;
τ—计算时刻,h;
τ—开灯时刻,h;
τ-τ—从开灯时刻算起到计算时刻的时间,h;
Xτ-τ—τ-τ时刻灯具散热的冷负荷系数。
5.设备冷负荷
热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷Qτ,按下式计算:
Qτ=qs·Xτ-τ(7.1)
式中:
τ—热源投入使用的时刻,h;
τ-τ—从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的持续时间,h;
Xτ-τ—τ-τ时间设备、器具散热的冷负荷系数;
qs—热源的实际散热量,W。
[1].电热工艺设备散热量
qs=n1·n2·n3·n4·N(7.2)
[2].电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量
qs=n1·n2·n3·N/η(7.3)
[3].只有电动机在空调房间内的散热量
qs=n1·n2·n3·N·(1-η)/η(7.4)
[4].只有工艺设备在空调房间内的散热量
qs=n1·n2·n3·N(7.5)
式中:
N—设备的总安装功率,W;
η—电动机的效率;
n1—同时使用系数,一般可取0.5-1.0;
n2—安装系数,一般可取0.7-0.9;
n3—负荷系数,即小时平均实耗功率与设计最大功率之比,一般可取0.4-0.5左右;
n4—通风保温系数;
6.渗透空气显热冷负荷
渗透空气的显冷负荷Q,按下式计算:
Q=0.28·G·(tw-tn) (8.1)
式中:
G—单位时间渗入室内的总空气量,kg/h;
tw—夏季空调室外干球温度,℃;
tn—室内计算温度,℃。
7.食物的显热散热冷负荷
进行餐厅冷负荷计算时,需要考虑食物的散热量。
食物的显热散热形成的冷负荷,可按每位就餐客人9W考虑。
8.散湿量与潜热冷负荷
[1].人体散湿和潜热冷负荷
人体散湿量按下式计算
Dτ=0.001·φ·nτ·g(10.1.1)
式:
D—散湿量,kg/h;
φ—群体系数;
nτ—计算时刻空调区的总人数;
g—一名成年男子的小时散湿量,g/h。
人体散湿形成的潜热冷负荷Qτ(W),按下式计算:
Qτ=φ·nτ·q2(10.1.2)
式中:
q2—一名成年男子小时潜热散热量,W。
[2].渗入空气散湿量及潜热冷负
渗透空气带入室内的湿量D(kg/h),按下式计算:
D=0.001·G·(dw-dn)(10.2.1)
渗入空气形成的潜热冷负荷Q(W),按下式计算:
Q=0.28·G·(hw-hn)(10.2.2)
式中:
dw—室外空气的含湿量,g/Kg;
dn—室内空气的含湿量,g/Kg;
hw—室外空气的焓,KJ/Kg;
hn—室内空气的焓,KJ/Kg。
[3].食物散湿量及潜热冷负荷
餐厅的食物散湿量Dτ(kg/h),按下式计算:
Dτ=0.012·nτ·φ(10.3.1)
式中:
nτ—就餐总人数。
食物散湿量形成的潜热冷负荷Qτ(W),按下式计算:
Qτ=700·Dτ(10.3.2)
[4].水面蒸发散湿量及潜热冷负荷
敞开水面的蒸发散湿量D(kg/h),按下式计算:
D=(a+0.00013·v)·(Pqb-Pq)·A·B/B1(10.4.1)
式中:
A—蒸发表面积,㎡;
a—不同水温下的扩散系数;
v—蒸发表面的空气流速;
Pqb—相应于水表面温度下的饱和空气的水蒸气分压力;
Pq—室内空气的水蒸气分压力;
B—标准大气压,101325Pa;
B1—当地大气压(Pa)。
水面蒸发散湿量形成的潜热冷负荷Q(W),按下式计算:
Q=(2500-2.35·t)·D·1000(10.4.2)
式中:
t—水表面温度,℃。
[5].水流蒸发散湿量及潜热冷负荷
有水流动的地面,其表面的蒸发水分应按下式计算:
D=G·c·(t1-t2)/γ(10.5.1)
式中:
G—流动的水量,kg/h;
c—水的比热,4.1868kJ/(kg.K);
t1—水的初温,℃;
t2—水的终温,排入下水管网时的水温,℃;
γ—水的汽化潜热,平均取2450kJ/kg。
水面蒸发散湿量形成的潜热冷负荷Q(W),按下式计算:
Q=(2500-2.35·(t1+t2)/2)·D·1000(10.5.2)
[6].化学反应的散热量和散湿量
Q=n1·n2·G·q/3600(10.6.1)
W=n1·n2·g·w(10.6.2)
Qq=628·W(10.6.2)
式中:
Q—化学反应的全热散热量,W;
n1—考虑不完全燃烧的系数,可取0.95;
n2—负荷系数,即每个燃烧点实际燃料消耗量与其最大燃料消耗量之比,根据工艺使用情况确定;
G—每小时燃料最大消耗量,m3/h;
q—燃料的热值,kJ/m3;
w—燃料的单位散湿量,kg/m3;
W—化学反应的散湿量,kg/h;
Qq—化学反应的潜热散热量,W。
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