再談空調(diào)冷負荷的工程計算方法

侯慶華

（廣東技術(shù)師范學(xué)院 天河學(xué)院，廣東 廣州 510540）

0 引 言

（1）計算方法過于簡單，冷負荷指標(biāo)取值無可靠依據(jù)。

（2）冷負荷指標(biāo)未考慮到不同地區(qū)、建筑朝向及設(shè)計參數(shù)等影響冷負荷大小的各種因素。

1 空調(diào)冷負荷與設(shè)備冷量

在空調(diào)系統(tǒng)工程設(shè)計中，制冷系統(tǒng)冷負荷是制冷機組選型的重要依據(jù)，空調(diào)系統(tǒng)冷負荷是空調(diào)機組選型的重要依據(jù)，空調(diào)系統(tǒng)冷負荷是由一個或多個區(qū)域的空調(diào)區(qū)域冷負荷構(gòu)成?？照{(diào)區(qū)域冷負荷，有些教科書上稱為空調(diào)房間冷負荷，本文稱為空調(diào)冷負荷。冷負荷的分類與構(gòu)成如圖1所示。

圖1 冷負荷的分類

從圖1中可以看出，空調(diào)冷負荷包括室內(nèi)冷負荷和新風(fēng)負荷。需要指出的是，有些教科書上將室內(nèi)冷負荷（余熱）稱為空調(diào)冷負荷，或者將空調(diào)冷負荷稱為設(shè)備冷量。室內(nèi)冷負荷即空調(diào)房間（區(qū)域）的余熱，與新風(fēng)負荷組成空調(diào)冷負荷；設(shè)備冷量是在額定工況下的設(shè)備運行參數(shù)，設(shè)備冷量與計算負荷的差值是反映空調(diào)設(shè)計人員設(shè)計水平的指標(biāo)之一。

2 冷負荷工程計算的基準條件和修正系數(shù)

空調(diào)冷負荷是由圍護結(jié)構(gòu)冷負荷、人體冷負荷、照明及設(shè)備冷負荷、新風(fēng)冷負荷等組成?？照{(diào)冷負荷的工程計算方法是基于冷負荷系數(shù)法而得出的。

2.1 圍護結(jié)構(gòu)冷負荷

圍護結(jié)構(gòu)冷負荷計算的基準條件：室內(nèi)設(shè)計溫度，墻體傳熱系數(shù)，屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，屋面外表面放熱系數(shù)，單層鋁合金標(biāo)準玻璃窗（100%為玻璃），窗的玻璃傳熱系數(shù)，窗的有效面積系數(shù)，窗的遮擋系數(shù)，窗的遮陽系數(shù)。

計算公式為CLQ1＝q1F1k。

處在三角形DEK的P9，是一種高成本低功能的價值理想狀態(tài)，表明高校高成本的資源投入獲得了與之相匹配的低功能的產(chǎn)出，與二區(qū)的P4相比，屬于低級別“理想狀態(tài)”。處于此狀態(tài)的高校迫切要做的就是努力爭取更多的資源投入，激發(fā)更強的內(nèi)部活力，以期獲得更多的功能產(chǎn)出，走向更高一級的理想狀態(tài)。

式中，CLQ1為圍護結(jié)構(gòu)冷負荷，W；q1為單位面積冷負荷指標(biāo)，W／m2，查表1；F1為圍護結(jié)構(gòu)（外墻或屋頂）的面積，m2；k為修正系數(shù)。

唐敬年在《空調(diào)冷負荷的幾種計算方法及其計算結(jié)果》文中指出，逐時圍護結(jié)構(gòu)負荷在13時和18時出現(xiàn)拐點，在17時30分達到峰值。因此，以13時至18時的平均值作為圍護結(jié)構(gòu)負荷的基準值。

影響圍護結(jié)構(gòu)冷負荷的因素很多，如所在位置、建筑形狀、建筑面積、結(jié)構(gòu)類型及遮陽措施等，但“體型系數(shù)”和“窗墻比”是影響建筑冷負荷的主要因素。盡管體型系數(shù)相等，但建筑冷負荷可能差異很大；同理，盡管窗墻比相等，不同朝向的圍護結(jié)構(gòu)冷負荷亦可能差異很大。因此，F(xiàn)以外墻（屋頂）的面積作為計算基準。

表1 不同窗墻比對應(yīng)的單位面積冷負荷指標(biāo)

2.2 人體冷負荷

人體冷負荷的大小與人員密度和新風(fēng)量標(biāo)準有關(guān)。由于人員可能會在近似不同時刻進入室內(nèi)，因此，將人體負荷在不同時刻近似為相等，即按穩(wěn)態(tài)的熱量來計算人體負荷。人體冷負荷計算的基準條件：成年男子在空調(diào)區(qū)域內(nèi)做輕度勞動。

計算公式為CLQ2＝235nm。

式中，CLQ2為人體負荷，W；235為一個成年男子做輕度勞動的全熱散熱量，W／人；n為人數(shù)；m為群集系數(shù)，查有關(guān)設(shè)計手冊。

2.3 照明及設(shè)備冷負荷

照明及設(shè)備冷負荷可參閱有關(guān)設(shè)計手冊。照明冷負荷CLQ3按照明燈具功率取值，電動設(shè)備冷負荷需要系數(shù)法或利用系數(shù)法［1］計算。

需要系數(shù)法求得的是30 min的最大負荷P，P＝ΣKxPe，利用系數(shù)法求得用電設(shè)備組在最大負荷工作班內(nèi)的平均功率P，P＝ΣKlPe

式中，P為電動設(shè)備冷負荷；Kx、Kl為需要系數(shù)、利用系數(shù)，查文獻［1］；Pe為電動設(shè)備的功率。

照明功率密度、設(shè)備功率密度可查《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準》。

2.4 新風(fēng)冷負荷

新風(fēng)冷負荷的大小取決于室內(nèi)外空氣的濕球溫度和新風(fēng)量的大小。由于室外空氣的濕球溫度是逐時變化的，因此，新風(fēng)冷負荷也是逐時變化的。只有當(dāng)新風(fēng)冷負荷最大值出現(xiàn)的時間與室內(nèi)冷負荷最大值出現(xiàn)的時間相同時，上述計算方法才是正確的，否則就會造成空調(diào)設(shè)計冷負荷偏大［2］。新風(fēng)冷負荷計算的基準條件：室內(nèi)設(shè)計溫度，室內(nèi)設(shè)計相對濕度φ＝70%，取13時至18時的平均值作為基準計算值。

計算公式為 CLQ4＝7.761qVka。其中，qv＝qVPn＝qvpρpF4。

式中，CLQ4為新風(fēng)負荷，W；7.761為1 m3／h的新風(fēng)量對應(yīng)的基準冷負荷7.776 W；qv為新風(fēng)量；ka為地區(qū)修正系數(shù)，查表2；qvp為每人的新風(fēng)量標(biāo)準，m3／h·P；n為室內(nèi)設(shè)計人數(shù)；ρp為人員密度，人／m2；F4為建筑面積，m2。

計算公式中的人員密度及新風(fēng)量等指標(biāo)，可參考《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準》。

2.5 修正系數(shù)

根據(jù)對哈爾濱、沈陽、北京、濟南、西安、上海、南京、福州、廣州等九個代表城市的空調(diào)冷負荷進行計算分析，圍護結(jié)構(gòu)冷負荷的修正系數(shù)考慮設(shè)計溫度、地區(qū)、朝向的影響，即修正系數(shù)k＝。新風(fēng)冷負荷考慮地區(qū)的影響，修正系數(shù)見表2和表3。

表2 地區(qū)修正系數(shù)

表3 朝向修正系數(shù)

3 計算舉例

圍護結(jié)構(gòu)冷負荷：CLQ＝485.9＋1 750.7＝2 236.6（W）。

與文獻中的計算結(jié)果為2 124 W相比較，誤差為5%。

4 結(jié)束語

冷負荷工程計算方法的計算結(jié)果雖然比冷負荷系數(shù)法計算的結(jié)果大5%，但仍能滿足實際工程的準確度要求。與傳統(tǒng)冷負荷法相比，冷負荷工程計算方法具有計算過程簡單、有效節(jié)省時間等特點，能減輕前期設(shè)計工作量，并且能保證計算準確度。

空調(diào)冷負荷的工程計算方法與設(shè)計師的經(jīng)驗有非常大的關(guān)系，而且冷負荷計算與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟水平、建筑物功能定位、空調(diào)產(chǎn)品質(zhì)量等相關(guān)。隨著計算機的普及，設(shè)計師堅持用輔助軟件進行空調(diào)冷負荷詳細計算應(yīng)該給予充分肯定。

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