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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=KFΔtτ-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τξ=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。

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=KFΔtpj 

(1.2)

式中Δtpj—负荷温差的日平均值,℃。

二、 

外窗的温差传热冷负荷

通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Qτ按下式计算:

Qτ=KFΔtτ(2.1)

Δtτ—计算时刻下的负荷温差,℃;

K—传热系数。

三、 

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Qτ,应根据不同情况分别按下列各式计算:

1. 

当外窗无任何遮阳设施时

Qτ=FCsCaJwτ(3.1)

式中Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/㎡;

2. 

当外窗只有内遮阳设施时

Qτ=FCsCaCnJwτ(3.2)

Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/㎡;

3. 

当外窗只有外遮阳板时

Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCa(3.3)

对于北纬27度以南地区的南窗,可不考虑外遮阳板的作用,直接按式(3.1)计算。

4. 

当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时

Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCnCa(3.4)

Jnτ计算时刻下,标准玻璃窗的直射辐射照度,W/㎡;

Jnnτ计算时刻下,标准玻璃窗的散热辐射照度,W/㎡;

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)㎡;

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;

对于北纬27度以南地区的南窗,可不考虑外遮阳板的作用,直接按式(3.2)计算。

四、 

内围护结构的传热冷负荷

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(2.1)计算。

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(1.1)计算,或按式(1.2)估算。

此时负荷温差Δtτ-ξ及其平均值Δtpj,应按"

零"

朝向的数据采用。

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+Δtls-tn)(4.1)

式中Q—稳态冷负荷,下同,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,℃;

Δtls—邻室温升,可根据邻室散热强度采用,℃。

五、 

人体冷负荷

人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Qxτ,按下式计算:

Qxτ=nq1CclrCr(5.1)

式中Cr群体系数;

n计算时刻空调房间内的总人数;

q1一名成年男子小时显热散热量,W;

Cclr人体显热散热冷负荷系数。

六、 

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:

白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯

Q=1000n1NXτ-T(6.1)

镇流器装在空调房间内的荧光灯

Q=1200n1NXτ-T(6.2)

暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯

Q=1000n0NXτ-T(6.3)

式中N照明设备的安装功率,kW;

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;

T开灯时刻,点钟;

τ-T从开灯时刻算起到计算时刻的时间,h;

Xτ-Tτ-T时间照明散热的冷负荷系数。

七、 

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=qsXτ-T(7.1)

式中T热源投入使用的时刻,点钟;

τ-T从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间,h;

Xτ-Tτ-T时间设备、器具散热的冷负荷系数;

qs热源的实际散热量,W。

电热、电动设备散热量的计算方法如下:

电热设备散热量

qs=1000n1n2n3n4N(7.2)

电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量

qs=1000n1aN(7.3)

只有电动机在空调房间内的散热量

qs=1000n1a(1-η)N(7.4)

只有工艺设备在空调房间内的散热量

qs=1000n1aηN(7.5)

式中N设备的总安装功率,kW;

h电动机的效率;

n1同时使用系数,一般可取0.5-1.0;

n2利用系数,一般可取0.7-0.9;

n3小时平均实耗功率与设计最大功率之比,一般可取0.5左右;

 

n4通风保温系数;

a输入功率系数。

八、 

渗透空气显热冷负荷

渗透空气的显冷负荷Qx(W),按下式计算:

Qx=0.28G(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,℃。

九、 

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8.7W考虑。

十、 

伴随散湿过程的潜热冷负荷

人体散湿和潜热冷负荷

(1) 

人体散湿量按下式计算

D=0.001φng(10.1)

式中D散湿量,kg/h;

g一名成年男子的小时散湿量,g/h。

(2) 

人体散湿形成的潜热冷负荷Q(W),按下式计算:

Q=φnq2(10.2)

式中q2一名成年男子小时潜热散热量,W;

Φ群体系数。

渗入空气散湿量及潜热冷负

渗透空气带入室内的湿量(kg/h),按下式计算:

D=0.001G(dw-dn)(10.3)

渗入空气形成的潜热冷负荷(W),按下式计算:

Q=0.28G(iw-in)(10.4)

式中dw室外空气的含湿量,g/Kg;

dn室内空气的含湿量,g/Kg;

iw室外空气的焓,KJ/Kg;

in室内空气的焓,KJ/Kg。

食物散湿量及潜热冷负荷

餐厅的食物散湿量(kg/h),按下式计算:

D=0.0115n(10.5)

式中n就餐总人数。

食物散湿量形成的潜热冷负荷(W),按下式计算:

Q=8.7n(10.6)

水面蒸发散湿量及潜热冷负荷

敞开水面的蒸发散湿量(kg/h),按下式计算:

D=(a+0.00013v)(Pqb-Pq)AB/B1(10.7)

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)。

二.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

暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯的冷负荷=1000*反射通风系数

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)

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