冷负荷计算

第三章冷负荷计算
第一节围护结构冷负荷计算
在空调工程设计中，存在两中冷负荷计算的计算方法：一为谐波反应法（负荷温差法），一为冷负荷系数法。

冷负荷系数法是在传递函数的基础上为便于在工程中进行手算而建立起来的一种简化计算法。

通过冷负荷温度与冷负荷系数直接从各种扰量值求得各分项逐时冷负荷。

谐波反应法（负荷温差法）计算的冷负荷的形成包括两个过程：一是由于外扰（室外综合温度）形成室内得热量的过程（既内扰量）。

此一过程考虑外扰的周期性以及围护结构对外扰量的衰减和延迟性。

二是内扰量形成冷负荷的过程。

此一过程是将该热扰量分成对流和辐射两个成分。

前者是瞬时冷负荷的一部分，后者则要考虑房间总体蓄热作用后才化为瞬时冷负荷。

两部分叠加即得各计算时刻的冷负荷。

本设计才用谐波反应法的工程简化计算方法进行冷负荷计算。

一．外墙和屋顶冷负荷计算
参考文献【4】，计算公式2–58：
CLQτ=KFΔtτ-ε
式中：τ—计算时间h。

ε—围护结构表面受到周期为24小时谐波作用，温度波传到内表面的时间延迟h.。

τ-ε—温度波的作用时间，即温度波作用于围护结构内表面的时间h。

K—围护结构传热系数W/m2K
F—围护结构的面积m2
现以第一层商场为例进行围护结构冷负荷的计算。

由第二章可知道外墙的夏季热工指标，K=1.49W/m2K，衰减系数β=0.15，衰减度ν=38.6 ，延时时间ε=12.7h。

从附录2–11查得扰量作用时刻τ-ε时的重庆市各个朝向围护结构负荷温差的逐时值Δtτ-ε，即可按上面的公式算出外围护结构的逐时冷负荷，计算结果列入表3–1中。

二．外窗冷负荷计算
外窗的冷负荷包括瞬变得热形成的冷负荷和日射得热形成的冷负荷，现分开计算。

1.窗户瞬变得热形成的冷负荷，查参考文献【4】
公式2–60 CLQ c•τ =KFΔtτ
式中：Δtτ计算时刻的负荷温差℃，查附录2–12。

将第一层商场各个朝向窗户的瞬变得热形成的冷负荷计算结果列入表3–2中
第一层商场外墙冷负荷计算表表3–1
一层商场外窗瞬变得热形成的冷负荷计算表表3–2
2．窗户日射得热形成的冷负荷，查参考文献【4】
公式2–61 CLQ jτ=x g x d C n C s FJ jτ
式中：x g—窗户的有效面积系数，对于单层玻璃钢窗，x g取0.85。

X d—地点修正系数，查附录2–13。

Cn—窗玻璃的遮挡系数，查附录2–7，取1.0
Cs—窗内遮阳设施的遮阳系数，查附录2–8，对于浅色窗帘，Cs取0.5。

将第一层各个朝向窗户的日射得热形成的冷负荷计算结果列入表3–3中。

一层窗户日射得热形成的冷负荷计算表表3–3
一层窗户冷负荷总合表表3–4
三．内墙冷负荷计算
查参考文献【5】，对于内墙、内窗、楼板等围护结构，当邻室为非空调房间时，邻室温度采用邻室平均温度，其冷负荷计算如下：
Q=KF( t wp+Δt lτ-t n)
式中：t wp夏季室外空调平均温度，这里取32.5℃。

Δt lτ邻室平均温度与夏季空调室外计算日平均温度的差值，查表2–28
取Δt lτ=2℃。

一层商场内墙面积为：609.2㎡
所以 Q=1.49×609.2×（32.5＋2-27）
=6807 W
第二节其他冷负荷计算
对于民用高层建筑，空调房间的其它冷负荷主要包括人体散热形成的冷负荷和照明以及新风冷负荷，参考文献【6】，对这两种冷负荷进行估算，查表2–32，民用建筑空调冷负荷的估算指标。

查得各类房间的人口密度和冷负荷估算指标如下表3–5所示：
民用建筑空调冷负荷的估算指标（W/㎡）表3–5
根据上表对一层其他冷负荷进行估算，一层的空调面积为：2139㎡，所一人体散热形成的冷负荷为：Q=160×1069=171120 W
照明冷负荷：Q=40×2139=85560 W
第三节空调冷负荷总汇
参考文献【5】，空调房间、空调建筑物及空调系统的计算冷负荷。

1．房间的计算冷负荷确定方法
将上述的各项冷负荷按各不同的计算时刻累加，得出房间冷负荷的逐时值，然后取其中的最大值。

对于稳定传热形成的冷负荷、估算冷负荷均以各时刻的逐时值进行累加。

2．建筑冷负荷的计算冷负荷确定方法按照下列情况分别确定。

（1）．当空调系统末端装置不能随负荷变化而自动控制时，应采用同时使用的所有房间最大冷负荷的累加值；
（2）．当空调系统末端装置能随负荷变化而自动控制时，应将同时使用的所有房间各计算时刻冷负荷累加，得出建筑物冷负荷的时间序列，然后从中取最大值；
由于本设计的空调系统末端装置采用能随负荷变化而自动控制，所以建筑冷负荷采用第二种计算方法。

3．空调系统计算冷负荷的确定方法。

空调系统的计算冷负荷，应由以下各项组成：
（1）．建筑物的计算冷负荷；
（2）．新风计算冷负荷；
（3）．风系统通过送回风管和送风机产生的温升引起的附加冷负荷；
（4）．供冷装置的附加冷负荷；
（5）．水系统通过水管、水泵、水箱产生的附加冷负荷。

一层空调房间的计算冷负荷见下表3–6：
一层商场的计算冷负荷表3–6
同理可以计算出其他各层空调房间的空调冷负荷，结果见表3–7至表3–13。

第四节新风量及新风冷负荷的确定
查参考文献【1】，对于民用舒适性空调，按照表5–2选取新风量，选择指标见下表
新风冷负荷计算：
计算公式：Q=L·ρ·C·（tw-tn）/3600 kw
式中：L—新风量。

m3/h
ρ—密度。

取ρ=1.2 k g/ m3
c—空气定压热比容。

取c=1.01k j/k g
tw—室外空调计算温度。

36.5℃
tn—室内温度℃。

将新风量和新风负荷计算结果列入下表3–14。

新风量和新风负荷计算表表3–14
续表
第五节建筑冷负荷总和
根据以上计算得出一至九室内冷负荷总和为1765124w，出现时刻为17:00，根据表3–13可以得出新风冷负荷总和为：168490w，因此整个建筑空调冷负荷为1933614w，约为1934kw。

建筑冷负荷估算，参考文献【8】，民用建筑空调冷负荷估算指标，可以知道该建筑各层冷负荷的负荷估算指标，再根据其空调面积，就可以得出估算冷负荷。

结果如下表3–15。

冷负荷估算表表3–15
总估算冷负荷为：1872080（w），合计：1872（kw）。