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新业防爆空调知识分享:空调冷负荷计算

发布日期:[2016-12-22 10:19:00]    共阅[]次

新业防爆空调  得热:进入建筑的总热量,包括导热、对流、辐射、直接空气交换;

空调负荷:维持环境空调去除(加入)的冷(热)量。

负荷的定义:

防爆空调,防爆空调室内机,防爆空调室外机,无锡市新业防爆电气有限公司

送风方式空调房间得热为例:


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室内得热量由(对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热)两大部分组成。


其中(对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热)全部成为瞬时负荷,而(对流得热、辐射得热、潜热得热、显热得热)部分得热成为瞬时冷负荷。

负荷的正确估算与取值

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注:1  负荷估算时,有两面外墙或三面外墙的空调房间的负荷应适当加大。

2 西向、东向房间的负荷应适当加大(特别是玻璃窗的面积较大时)。

建筑物的冷负荷

一. 房间得热量的组成:

a.通过围护结构传入室内的热量;

b.通过外窗进入的太阳辐射热量;

c.人体散热量;

d.照明散热量;

e.设备、器具、管道及其他热源的散热量;

f.食物或物料散热量;

g.各种散湿过程产生的潜热量;

h.渗透空气带入室内得热量。

二.空调房间的冷负荷

应根据各项得热量的种类和性质以及空气调节区的蓄热特性,分别进行计算。

通过围护结构进入的非稳态传热量、透过外窗进入的太阳辐射热量、人体散热量以及非全天使用的设备、照明灯具的散热量等形成的冷负荷,应按非稳态传热方法计算确定,不应将上述得热量的逐时值直接作为各相应时刻冷负荷的即时值。

计算围护结构传热量

外窗采用室外计算逐时温度

夏季空调室外计算逐时温度:tsh=twp+βΔtr

Δtr= (twg - twp)/ 0.52

室外温度逐时变化系数β见下表:

时刻

1

2

3

4

5

6

β

-0.35

-0.38

-0.42

-0.45

-0.47

-0.41

时刻

7

8

9

10

11

12

β

-0.28

-0.12

0.03

0.16

0.29

0.40

时刻

13

14

15

16

17

18

β

0.48

0.52

0.51

0.43

0.39

0.28

时刻

19

20

21

22

23

24

β

0.14

0.00

-0.10

-0.17

-0.23

-0.26

参见GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》,表4.1.11。

计算围护结构传热量

外墙和屋顶,采用室外计算逐时综合温度:tzs=tsh + ρJ /αw

tzs--夏季空气调节室外计算逐时综合温度,℃;

tsh--夏季空气调节室外计算逐时温度,℃;

ρ--围护结构外表面对于太阳辐射热的吸收系数,《措施》 p49;

J--围护结构所在朝向的逐时太阳总辐射照度,W/m2;

αw--围护结构外表面换热系数,W/(m2*℃);

围护结构外表面换热系数αw

室外平均风速(m/s)

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

换热系数αw

14.0

17.4

19.8

22.1

24.4

25.6

27.9

围护结构外表面对于太阳辐射热的吸收系数ρ

面层类别

表面性质

表面颜色

吸收系数ρ

石棉材料

石棉水泥板

0.65

0.72~0.87

粉刷

拉毛水泥墙面

粗糙、旧

米黄

0.65

石灰粉刷

光滑、新

白色

0.48

水刷石

粗糙、旧

浅灰

0.68

水泥粉刷墙面

光滑、新

浅蓝色

0.56

砂石粉刷


深色

0.57

金属

镀锌薄钢板

光滑、旧

灰黑

0.89

红砖墙

红色

0.7~0.77

硅酸盐砖墙

不光滑

青灰色

0.45

混凝土砌块


0.65

混凝土墙

平滑

暗灰

0.73

屋面

红褐陶瓦屋面

红褐

0.65~0.74

灰瓦屋面

浅灰

0.52

水泥屋面

素灰

0.74

石板瓦

银灰色

0.75

水泥瓦屋面


暗灰

0.69

绿豆砂保护屋面


浅黑

0.65

白石子屋面

粗糙


0.62

浅色油毛毡屋面

不光滑、新

浅黑色

0.72

黑色油毛毡屋面

不光滑、新

黑色

0.86

计算围护结构传热量

室温波动范围大于或等于±1℃,非轻型外墙采用室外计算日平均综合温度  :tzp=twp + ρJpw

tzp--夏季空气调节室外计算日平均综合温度,℃;

twp--夏季空气调节室外计算日平均温度,℃;

J p--围护结构所在朝向太阳总辐射照度的日平均值,W/m2;


计算围护结构传热量

对于隔墙、楼板等内围护结构,邻室为非空调区时,采用邻室计算平均温度:tls= twp + Δ tls

温度的差值 Δtls ,℃

邻室散热量(w/m3

Δ tls

很少(如办公室和走廊)

0~2

<23

3

23~116

5

外墙、屋面的传热形成的逐时冷负荷:CL=K F(tw1–tn

tw1--外墙或屋顶的逐时冷负荷计算温度,℃;tw1 =  tzs

室温波动范围大于或等于±1℃,非轻型外墙传热形成的冷负荷;

CL=K F( tzp – tn

外窗温差传热形成的逐时冷负荷:CL=K F( tw1– tn

tw1--外窗的逐时冷负荷计算温度,℃;tw1 =  tsh

对于邻室的夏季温差大于3℃时,计算隔墙、楼板等内围护结构传热形成的冷负荷:CL=K F ( tls – tn

舒适性空调区,夏季可不计算通过地面传热形成的冷负荷。工艺型空调区,有外墙时宜计算距外墙2m范围内的地面传热形成的冷负荷。

透过玻璃窗进入空调区的太阳辐射热形成的逐时冷负荷:CLch2=CsCnCa[ F1Jch.zdCcl.ch+(Fch-F1) Jsh.zdC(cl.ch)N]

注:公式中各项参数取值参见《措施》p84之内容。

室外空气渗入形成的显热负荷、全热负荷和湿负荷:

CLx.sh=0.279G·Cp·(tw-tn)

CLq.sh=0.279G’·(Iw-In)

通过外门开启渗入室内的空气量:G1= n · Vm· γw

Vm --外门开启一次的空气渗入量,m3/(人· h);

n --小时人流量,(人/ h);  γw--室外空气密度,kg/m3;

Vm [m3/(人·h)]

每小时通过人数

普通门

带门斗门

转门

单扇

一扇以上

单扇

一扇以上

单扇

一扇以上

100

3.0

4.75

2.50

3.50

0.80

1.00

100~700

3.0

4.75

2.50

3.50

0.70

0.90

700~1400

3.0

4.75

2.25

3.50

0.50

0.60

1400~2100

2.75

4.00

2.25

3.25

0.30

0.30

通过围护结构、门、窗缝隙渗入室内的空气量,可以按换气次数估算:G2= V ·Φ ·γw

换气次数 Φ [次/ h]

容积V

500以下

500~1000

1000~1500

1500~2000

2000~2500

2500~3000

3000以上

Φ

0.70

0.60

0.55

0.50

0.42

0.40

0.35

人体的冷负荷和散湿量:CLr=n(q1·Ccl.r+q2)·Cr

Wr=n · W · Cr

Crl---群集系数,查表

n----室内人数;

W---每个人的散湿量g/h ;查表

灯光的冷负荷:

白炽灯:CL1=N · n1· CcL.1

明装荧光灯(镇流器安装在空调房间内):CL1=(N1+N2) · n1· CcL.1

暗装荧光灯(灯管安装在顶棚的玻璃罩内):CL1=N1l·n1 · n2 · CcL.1

N--白炽灯功率,w; N1--荧光灯功率,w; N2--镇流器功率,w;

n1--同时使用系数;n2--灯罩玻璃反射、顶层通风情况的系数,灯罩上有小孔时,n2=0.5~0.6;安装,灯罩上无孔时,n2=0.6~0.8。

CcL.1---- 照明散热形成的冷负荷系数,查表《措施》p104

 


计算围护结构传热量

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

2 .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)/η

3 .电动机不在房间内,驱动设备在房间内

CLm=1000 ·n1·n2·n3 · NM · CcL.M

Nm --电动设备安装功率,kw;n 1--同时使用系数;

n 2--安装系数,一般 0.7~0.9;n 3--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。

由暴露水面或潮湿表面蒸发的水蒸气量

G = (α+0.00013v)·(Pq.b – Pq)·A·B/B’

G --散湿量,kg/h;A --敞开水面面积,m2;

Pq.b --水表面温度下的饱和空气的水蒸气分压力,Pa;

Pq --室内空气的水蒸气分压力,Pa;B--标准大气压,1.01325MPa;

v --蒸发表面的空气流速,m/s;

水温()

<30

40

50

60

70

80

90

100

α

0.00017

0.00021

0.00025

0.00028

0.00030

0.00035

0.00038

0.00045

三.空调房间的湿负荷

房间湿负荷的组成:

a.人体的散湿量

b.空气渗入带入的湿量

c.化学反应过程的散湿量

d.潮湿的表面、液面的散湿量

e.食品及其他物料的散湿量

f.其他设备的散湿量

确定房间计算冷负荷:

根据前面所述各项冷负荷的计算方法,分别逐时计算,然后逐时叠加,找到综合最大值;

新风冷负荷;

通风机、风管、水泵、冷水管及水箱温升引起的附加冷负荷。

建筑物冷负荷的估算

建筑物冷负荷可按建筑面积估算(方案设计):Q L=q L.S S

q L.S --单位面积冷负荷指标,w/m2

S --建筑物的建筑面积, m2

估算方法目前有很多,各大公司甚至也有自己的估算值。

使用时应注意估算值的不精确性。

国内冷源设备容量:旅馆为70~80W/m2,其他建筑乘以修正系数 k。

冷冻机容量估算指标修正系数 k

建筑类别

 k

建筑类别

k

备注

办公楼

1.2

商店

0.8

只营业厅空调

图书馆

0.5

体育馆

3.0

按比赛馆面积计算

大会堂

22.5

体育馆

1.5

按总建筑面积计算

医院

0.8 1.0

影剧院

1.2

电影厅

商店

1.5/全空调

影剧院

1.5 1.6

大剧院

每m2建筑面积冷负荷估算指标

建筑类别

指标(W

建筑类别

指标(W

备  注

旅馆

7081

商店

56 65

只营业厅空调

影剧院

84 98

商店

105 122

全部空调

办公楼

84 98

体育馆

209244

按比赛馆面积计算

图书馆

35 41

体育馆

105 119

按总建筑面积计算

大剧院

105130

中外合资旅馆

105 116


医院

56 81

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