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负荷计算方法及公式
目录
一、外墙和屋面传热冷负荷计算
二、外窗的温差传热冷负荷计算
三、外窗太阳辐射冷负荷计算
四、内围护结构的传热冷负荷计算
五、人体冷负荷计算
六、灯光冷负荷计算
七、设备冷负荷计算
八、渗透空气显热冷负荷计算
九、食物的显热散热冷负荷计算
十、伴随散湿过程的潜热冷负荷计算
一、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计算
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)
式中 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计算
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)
式中 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)
注：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)
式中 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）㎡
Ccl、CclN—冷负荷系数（CclN为北向冷负荷系数），无因次，按纬度取值；
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；
注：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计算
1.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。
2.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Δtτξ及其平均值Δtpj，应按"零"朝向的数据采用。
3.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、人体冷负荷计算
人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Q，按下式计算：
Qτ=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、灯光冷负荷计算
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：
1.白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯
Q=1000n1NXτ-T (6.1)
2.镇流器装在空调房间内的荧光灯
Q=1200n1NXτ-T (6.2)
3.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-T—τ-T时间照明散热的冷负荷系数。
七、设备冷负荷计算
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-T—τ-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：
1.电热设备散热量
qs=1000n1n2n3n4N (7.2)
2.电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量
qs=1000n1aN (7.3)
3.只有电动机在空调房间内的散热量
qs=1000n1a(1-η)N (7.4)
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；
η—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计算
1.渗入空气量的计算
(1) 通过外门开启渗入室内空气量G1(kg/h)，按下式估算：
G1=n1V1pw (8.1)
式中 n1—小时人流量；
V1—外门开启一次的渗入空气量，m^3/h；
pw—夏季空调室外干球温度下的空气密度，kg/m^3。
(2) 通过房间门、窗渗入空气量G2(kg/h)，按下式估算：
G2=n2V2pw (8.2)
式中 n2—每小时换气次数；
V2—房间容积，m^3。
2.渗透空气的显冷负荷Q(W)，按下式计算：
Q=0.28G(tw-tn) (8.3)
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计算
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计算
1.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。
2.渗入空气散湿量及潜热冷负荷
(1) 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)
(2) 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。
3.食物散湿量及潜热冷负荷
(1) 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。
(2) 食物散湿量形成的潜热冷负荷(W)，按下式计算：
Q=8.7n (10.6)
4.水面蒸发散湿量及潜热冷负荷
(1) 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）。
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