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2023-08-29
空调房间热负荷计算方法
【摘要】：如果空调系统需要向室内提供热量，以补偿热损失，这时房间负荷为供热负荷，简称热负荷。2）室外空气温度：由于室内、外温差的变化而引起室内、外热量传递的变化，从而造成空调房间内热负荷的变化。8）建筑外围护对空调区域的热负荷水平也关系重大。表10-1 夏季部分不同的空调房间冷负荷概算指标
1.空调房间热负荷
为保持所要求的室内温度，必须由空调系统从房间带走的热量叫空调房间冷负荷。如果空调系统需要向室内提供热量，以补偿热损失，这时房间负荷为供热负荷，简称热负荷。
可以使用冷负荷系数法来计算空调冷负荷。下面介绍基于冷负荷系数法的一种实用方法。
2.影响空调系统热负荷的重要因素及温湿度和相关性
空调系统中的各个设备容量是按照容量冗余原则选择的，即根据空调房间内可能出现的最大热、湿负荷进行选择的，而在空调的实际运行中，空调负荷是动态变化的。
当空调系统在运行过程中的某一时刻处于稳定状态，空调房间内的空气温度保持恒定，流出和流入空调房间内的热量处于平衡状态。
由于外部的干扰作用破坏了原来的能量平衡状态，引起调节参数的变化，于是调节过程便开始，以改变对象的输入或输出的能量，使能量达到新的平衡，使调节参数回到给定值。
（1）影响空调系统负荷的部分重要因素
空调系统负荷在多种外部因素的作用下呈动态变化，这些外部因素主要有以下一些情况：
1）太阳辐射：通过空调房间的外窗进入室内的太阳辐射热，将会受到天气阴、晴变化影响。
2）室外空气温度：由于室内、外温差的变化而引起室内、外热量传递的变化，从而造成空调房间内热负荷的变化。
3）室外空气的渗透：室外空气通过空调房间的门、窗缝隙进入室内，造成对室内温度的影响。
4）新风：为了满足室内卫生需要和正压及排风等要求，而采入室外空气量的变化，即新风的使用情况直接造成室内热负荷的变化。
5）建筑环境内照明、电热及机电设备的开启、停止和投入使用数量的变化。
6）建筑环境内部工作人员数量的增减会直接影响到热负荷的水平。
7）室内湿度变化引起热负荷的变化，室内湿度变化也会导致空调系统热负荷的变化。
8）建筑外围护对空调区域的热负荷水平也关系重大。
（2）温、湿度的相关性
空调房间内温度和湿度是两个紧密关联的物理量及参数，这两个参数常常是在一个调节对象里同时进行调节的两个被调量。两个参数在调节过程中既相互制约又相互影响。如果由于某些原因使空调房间内温度升高，引起空气中水蒸气的饱和分压力发生变化，在含湿量d不变的情况下，就引起了室内相对湿度的变化（温度的升高会使相对湿度降低，温度的降低则会使相对湿度升高）。在调节过程中，对某一参数进行调节时，同时也引起另一参数的变化。
3.室内外热源形成的冷负荷
室外热源形成的负荷由“通过围护结构传热形成的冷负荷”、“透过玻璃窗进入室内的太阳光辐射形成的冷负荷”和“室内热源形成的冷负荷”三部分组成。
（1）通过围护结构（外墙和屋顶）传热形成的冷负荷
Q=KF（tu－tn）
式中 Q——在太阳辐射热和室外空气综合作用下通过外墙或屋顶形成的室内冷负荷（W）；
K——围护结构（外墙和屋顶）的传热系数［W／（m2·K）］；
F——围护结构的传热面积（m2）；
tu——冷负荷计算温度（℃）；
tn——室内空气温度（℃）。
（2）透过玻璃窗进入室内的太阳辐射形成的冷负荷
在室内、外热源的作用下，某一时刻进入空调房间的总热量叫该时刻的得热量。
1）对没有内遮阳的玻璃窗：最大冷负荷=（0.6～0.7）×最大得热量。
2）对有内遮阳的玻璃窗：最大冷负荷=（0.8～0.85）×最大得热量。
3）对设有内遮阳的玻璃窗：最大冷负荷出现时间比最大得热量出现时间推迟约1h。
（3）室内热源形成的冷负荷
1）人体散热和散湿。人体的散热量和散湿量与性别、年龄、衣着、劳动强度及环境温湿度有关。
人体散热量计算：
Q=qnn′
式中 q——不同室温和劳动性质时成年男子散热量（W）；
n——室内人数；
n′——群集系数，随人员组成而定。
人体的散湿量计算：
w=un
式中 u——不同室温和劳动性质时成年男子的散湿量（g／h）。
2）照明灯具散热：照明灯具散热量计算如下：
Q=n1n2N
式中 N——照明灯具的安装功率（kW）；
n1——镇流器消耗功率系数，对白炽灯n1=1.0，镇流器装在顶棚内的荧光灯n1=1.0，镇流器安装在空调房间内的荧光灯n1=1.2；
n2——灯罩隔热系数。
3）电热设备的散热：电热设备的散热量计算如下：
Q=n1n2n3n4N
式中 N——电热设备的安装功率（kW）；
n1——利用系数，设计最大实耗功率与安装功率之比，一般可取0.7～0.9；
n2——同时使用系数，即同时使用的安装功率与总安装功率之比，一般可取0.5～1.0；
n3——负荷系数，每小时平均实耗功率与最大实耗功率之比，一般可取0.5左右；
n4——通风保温系数，一般可取0.5。
夏季部分不同的空调房间冷负荷概算指标，见表10-1。
表10-1 夏季部分不同的空调房间冷负荷概算指标
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