暖通空调的冷负荷指标

常见空调负荷计算方式有：谐波反应法、冷负荷系数法和冷负荷指标估算法。

谐波反应法：在负荷计算中，得热量形成冷负荷的关键是得热中辐射部分变成冷负荷的比例，应为对流部分直接变成了冷负荷，谐波反应中辐射扰热量转化为冷负荷的过程如下图所示：

辐射扰热量投到板壁上，相当于引起板壁表面空气边界层温度升高，板壁吸热后温度升高会以对流的形式向房间放热，所放出的热量即为冷负荷。

冷负荷系数法：冷负荷系数法是建立在Z传递函数基础上的一种简化计算方法。该方法把得热计算和负荷计算两步合并成一步，通过冷负荷系数直接从各种扰量源求得分项逐时冷负荷。

1、冷负荷系数法确定空调房间各项冷负荷。

（1）维护结构瞬变传热形成的冷负荷；外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷；内墙、楼板等室内维护结构传热形成的冷负荷。

（2）透过玻璃进入室内的日射得热形成的冷负荷。

（3）室内热源散热形成的冷负荷。

照明散热形成的冷负荷；人体散热形成的冷负荷；ƒ设备和用具的散热量引起的冷负荷；空调房间的夏季冷负荷，应按各项逐时冷负荷的综合最大值确定。如果空调系统中新风直接送入房间处理（新风不承担室内空气负荷时），则空调房间冷负荷还应包括新风负荷。

冷负荷指为了维持室内设定的温度，在某一时刻必须由空调系统从房间带走的热量，或者某一时刻需要向房间供应的冷量。房间的得热量是指通过维护结构进入房间的，以及房间内部散出的各种热量。

它由两部分组成：一是由于太阳辐射进入房间的热量和室内外空气温差经维护结构传人房间的热量；另一部分是人体、照明、各种工艺设备和电器设备散入房间的热量。根据性质的不同，房间得热量可以分为潜热和显热两类，而显热又包括对流热和辐射热两种成分。

空调系统依靠送风带走室内的热量，只能是对流热。这就是负荷。而上述得热量含有辐射成分不能被送风所吸收。这部分辐射通过被辐射的围护结构的蓄热一放热效应才能转化为对流成分。

这种转化必然产生峰值的削减和时间的延迟，其结果使的得热曲线变成负荷曲线时被延迟被削平。负荷峰值小于得热峰值。也就是说得热和负荷是两个不同的概念，得热含有辐射成分。

根据本工程的设计特点，故空调房间冷负荷包括以下几个部分：①外围护结构的瞬变传热（外墙，窗，屋顶，地面，玻璃幕墙）；②窗的日射得热；③人员散热；④照明散热和其他散热。若邻室为非空调房间，则需考虑内维护结构的传热问题。各部分计算方法具体介绍如下：

1. 内围护结构冷负荷：

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而产生的冷负荷可按上式计算；当邻室与空调区的夏季温差大于3℃时应按下式计算通过空调房间隔墙、楼板、内窗等内围护结构的温差传热而产生的冷负荷。

式中：CL——内墙传热引起的逐时冷负荷，（W）；

F ——内墙的面积，（㎡)；

K——内墙的传热系数，(w/㎡·℃)；

tls——邻室计算平均温度，（℃）；

——邻室计算平均温度与夏季空气调节室外计算温度的差值，（℃）。

2. 外墙冷负荷:

根据已知外墙体的构造，查《空调冷负荷专刊》表3-1（外墙结构类型表）中查得本设计中此类外墙体做法属于与Ⅲ型，k=0.7w/㎡·℃。再由表3-3（外墙冷负荷计算温度表）查得Ⅲ型的逐时值。可按下式计算：

式中：CL——外墙墙传热引起的逐时冷负荷，（W）；

F ——外墙的面积，（㎡)；

K ——外墙的传热系数，(w/㎡·℃)；

——外墙的冷负荷计算温度的逐时值（℃）；

tn ——夏季空气调节室内计算温度（℃）。

3. 屋顶瞬变传热引起的冷负荷：

根据已知屋面的构造，查《空调冷负荷专刊》表3-2（屋面结构类型表）中查得本设计中此类屋面做法Ⅳ型，k=0.45w/㎡·℃。再由表3-4（屋面冷负荷计算温度表）查得Ⅳ型的逐时值。可按下式计算：

式中：CL——屋顶瞬变传热引起的逐时冷负荷（W）；

F ——屋顶的面积(㎡)；

K ——屋顶的传热系数(w/㎡·℃)；

——屋顶的冷负荷计算温度的逐时值（℃）；

tn ——夏季空气调节室内计算温度（℃）。

4. 玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷：

在室内外温差作用下，玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷的计算公式

式中：CL——玻璃窗瞬变传热引起的逐时冷负荷（W）；

F——玻璃窗的面积(㎡)；

K——玻璃窗的传热系数(w/㎡·℃)；

——玻璃窗的冷负荷计算温度的逐时值（℃）；

tn ——夏季空气调节室内计算温度（℃）。

查《空调冷负荷专刊》P74表3-10（玻璃窗传热系数的修正值）可知本设计中修正值取1.2。由表3-11（玻璃窗冷负荷计算温度tl'表）可查得窗玻璃的逐时冷负荷计算温度tl值, 可计算出玻璃窗瞬变传热引起的逐时冷负荷。

5. 透过玻璃窗进入的日射得热引起的冷负荷：

透过无外遮阳玻璃窗进入室内的日照得热形成的冷负荷CL可按下式计算：

（2-7）

式中：CL——透过玻璃窗的日照的热形成的逐时冷负荷，千卡/小时（kcal/h）；

Cz——窗玻璃的综合遮挡系数，无因次。

Cz=Cs×Cn 其中Cs为玻璃窗的遮挡系数，Cn为窗内遮阳设施的遮阳系数，由《空调技术冷负荷计算方法专刊》表2-2，由于每个窗户均为双层3mm厚普通玻璃，查得Cs=0.86，又知内遮阳为白布帘，查表2-3可知Cn=0.50，因而Cz = Cs×Cn= 0.86×0.50 =0.43。

F——窗玻璃的净面积。查《空调冷负荷专刊》P7表2-4可知双层钢窗的有效面积系数为Ca=0.75，以得出窗玻璃净面积F带入式中F=×Ca （ Ca为有效面积系数）。

Dj.max——日热照得热因数的最大值，千卡/米2·小时 ；由于重庆市所处的纬度为30°，属于30°纬度带查《空调技术冷负荷计算方法专刊》表2—1得各个方向日热照得热因数的最大值Dj.max见下表；

朝向

纬度

S

SE

E

NE

N

NW

W

SW

300

149

322

463

357

99

357

463

322

又因杭州地处北纬27º30´以北，属北区，各朝向值可由表2-6（北区有内遮阳玻璃窗冷负荷系数表）查得。综合考虑本工程负荷计算的复杂，先计算各朝向单位面积透过玻璃窗进入的日射得热引起逐时冷负荷如表所示。

1、冷负荷计算

（一）外墙的冷负荷计算

通过墙体、天棚的得热量形成的冷负荷，可按下式计算：

CLQτ=KF⊿tτ-εW

式中K——围护结构传热系数，W/m2•K；

F——墙体的面积，m2；

β——衰减系数；

ν——围护结构外侧综合温度的波幅与内表面温度波幅的比值为该墙体的传热衰减度；

τ——计算时间，h；

ε——围护结构表面受到周期为24小时谐性温度波作用，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；

⊿tε-τ——作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差。

（二）窗户的冷负荷计算

通过窗户进入室内的得热量有瞬变传热得热和日射得热量两部分，日射得热量又分成两部分：直接透射到室内的太阳辐射热qt和被玻璃吸收的太阳辐射热传向室内的热量qα。

（a）窗户瞬变传热得形成的冷负荷

本次工程窗户为一个框二层3.0mm厚玻璃，主要计算参数K=3.5 W/m2•K。工程中用下式计算：

CLQτ=KF⊿tτW

式中K——窗户传热系数，W/m2•K；

F——窗户的面积，m2；

⊿tτ——计算时刻的负荷温差，℃。

（b）窗户日射得热形成的冷负荷

日射得热取决于很多因素，从太阳辐射方面来说，辐射强度、入射角均依纬度、月份、日期、时间的不同而不同。从窗户本身来说，它随玻璃的光学性能，是否有遮阳装置以及窗户结构（钢、木窗，单、双层玻璃）而

空调负荷计算及室内、外机的选定：选择合适的室内外机，不仅能保证制冷制热效果与空调价格的最优比，同时更有利于节能省电及延长空调使用寿命等。

确定室内的冷/热负荷值：选择安装家用中央空调，首先要计算出室内的冷/热负荷值，大致了解房间制冷/热一般需要多少的热量。建议宁可多估算，也不要少算，因为少计算了会影响室内空调制冷/热效果。

建议按照房间中央空调功能可参考如下负荷标准：

客厅： 200~280W/㎡

餐厅： 200~240W/㎡

主卧室：200~220W/㎡

次卧室：180~220W/㎡

注：不同地区空调负荷选择差异较大。

根据建筑面积估算室内外机容量，我们以面积为85平方米的2房2厅为例：

A：各房间中央空调室内机容量的确定：

客厅(24㎡)——24㎡*240W/㎡=5760W≈2HP

餐厅(15㎡)——15㎡*240W/㎡=3600W≈1.5HP

主卧室(15㎡)——15㎡*220W/㎡=3300W≈1.2HP

次卧室(14㎡)——14㎡*220W/m㎡=3080W≈1HP

B：室外机容量的确定：

室内机总容量=2HP+1.5HP+1.2HP+1HP=5.7P

考虑到家用中央空调室内机一般很少同时全部开启，因此中央空调室内机与室外机可以按照1.0~1.2:1进行超配。

所以中央空调室外机容量为5.7/1.2=4.75HP，即室外机容量选择140左右为宜。

幼儿园的配置要低是因为孩子需要户外体能训练，室内室外温差不宜太大，室内温控在22度-25度，孩子不出汗即可，配置低投入成本会下降，合理配置幼儿园空调可以有效控制成本。

中央空调，分体空调，水暖机组，地源热泵。中央空调：整体运行费用偏低，不占用地面空间，但是前期投入较大。分体空调：比较灵活，前期投入比较低，按开设班级采购运行，能耗会相对大，外机悬挂影响外观，需要独立设置空调机位。水暖机组，地源热泵：适度高，运行成本低，前期投资较大，自建幼儿园及大型幼儿园可以适当考虑。

如果还考虑制热要分情况 。如果是机组制热要考虑到180-200W一平米.，如果是集中供热就考虑到80-100W就可以，也就是说只考虑冷负荷就可以了。