2.3.2 照明散热形成的冷负荷
当电压一定是时,室内照明散热是不随时间变化的稳定散热量,但照明散热仍以对流与辐射两种方式进行散热,因此,照明散热形成的冷负荷采用冷负荷系数法计算。
根据照明灯具的类型和安装方式的不同,其冷负荷计算式分别为:
白炽灯: Qc(?)?1000NCLQ 荧光灯: Qc(?)?1000n1n2NCLQ
式中 Qc(τ)—灯具散热形成逐时的冷负荷,W; N——-照明灯具所需功率,kW;
n1——镇流器消耗功率系数,当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内 时,取n1=1.2;当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时,可取 n1=1.0;
n2——灯罩隔热系数,当荧光灯上部穿有小孔(下部为玻璃板),可
利用自然通风散热与顶棚内时,取n2=0.5~0.6;而荧光灯罩 无通风孔时,取n2=0.6~0.8;
CLQ——照明散热冷负荷系数,计算时应注意其值为开灯时刻算起到计算时刻的时间,可由设计手册查得。
2.3.3 设备散热形成的冷负荷
设备和用具显热形成的冷负荷按下式计算:
·?(2-14) (2-15)
?Qc(?)?QsCLQ
式中 Qc(τ)—设备和用具显热形成的冷负荷,W Qs——设备和用具的实际显热散热量,W;
··??(2-16)
CLQ——设备和用具显热散热冷负荷系数,可由设计手册查得。 设备和用具的实际显热散热量按以下方法计算:
①电动设备
当工艺设备及其电动机都放在室内时:
Qs?1000n1n2n3N/?
?(2-17)
当只有工艺设备在室内,而电动机不在室内时:
Qs?1000n1n2n3N
?(2-18)
当工艺设备不在室内,而只有电动机在室内时:
Qs?1000n1n2n3?1???N
(2-19)
式中 N——电动设备的安装功率,kW; η——电动机效率,可由产品样本查得;
n1——利用系数,是电动机最大实效功率与安装功率之比,一般可取 0.7~0.9;
n2——电动机负荷系数,定义为电动机每小时平均实耗功率与机器设 计时最大实耗功率之比,对普通机床取0.5左右; n3——同时使用系数,定义为室内电动机同时使用的安装功率与总安 装功率之比,一般取0.5~0.8。
②电热设备散热量
对于无保温密闭罩的电热设备,按下式计算:
Qs?1000n1n2n3n4N
?(2-20)
式中 n4——考虑排风带走热量的系数,一般取0.5; 其他符号意义同前
③办公及电器设备的散热量
当办公设备的类型和数量无法事先确定时,可按下式计算散热量
Qs?qfA
?(2-21)
式中 qf——电器设备的功率密度,W/㎡,可查相关手册得 A——空调区面积,㎡
2.4冬季建筑的热负荷
对于民用建筑,冬季热负荷包括两项:围护结构的耗热量和由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量。
2.4.1 围护结构的耗热量
《规范》规定,围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量两部分。 2.4.1.1 围护结构的基本耗热量 围护结构的基本耗热量可按下式计算:
?Qj?AjKj(tR?to,w)a
式中 Qj——j部分维护结构的基本耗热量,W; Aj——j部分围护结构的表面积,㎡;
Kj——j部分围护结构的传热系数,W/(m2·℃); tR——冬季室内计算温度,℃; to,w——空调室外计算温度,℃;
ɑ——围护结构的温差修正系数,可查得。 2.4.1.2 围护结构附加耗热量
①朝向修正率
?(2-22)
不同朝向的围护结构,受到的太阳辐射热量是不同的;同时,不同的朝向,风的速度和频率也不同。因此,《规范》规定对不同的垂直外围护结构进行修正。修正率如表2-5。
朝向修正率 表2-5
朝向 北、东北、西北朝向 东、西朝向 东南、西南朝向 南向 ②风力附加率
修正值 0~10% -5% -10%~-15% -15%~-30% 《规范》规定在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物以及城镇、厂区内特别高的建筑物,垂直的外围护结构热负荷附加5%~10%。
③外门附加率
为加热开启外门时侵入的冷空气,对于短时间开启无热风幕的外门,可以用外门的基本耗热量乘上按表2-6中查出的相应的附加率。阳台门不考虑外门附加率。
外门附加率(%) 表2-6
建筑物性质
公共建筑或生产厂的主要出入口
民用建筑或工厂辅助建筑,当期楼层为n时 有两个门斗的三层外门 有门斗的双层外门 无门斗的单层外门
④高度附加率
附加率 500%
60n 80n 65n
当民用建筑和工业企业辅助建筑的房间净高超过4m时,每增加1m,附加率为2%,但最大附加率不超过15%。高度附加率应加在基本耗热量和其他附加耗热量的总和上。
2.4..2 门窗缝隙渗入冷空气的耗热量
有空调的房间内通常保持正压,因而在一般情况下,不计算门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量。
2.5湿负荷
湿负荷是指空调房间的湿源向室内的散湿量,也就是为维持室内含湿量恒定需从房间除去的湿量。因为一般的民用建筑中只有人体散湿,所以一般只计算人体散湿量作为湿负荷。
人体散湿量可按下式计算:
mw?0.278n?g?10?6
?(2-23)
式中 mw——人体散湿量,kg/s;
g——成年男子的小时散湿量,g/h,可查得。 n,φ——同式(2-11)
2.6新风负荷
空调系统中引入新风是保障良好室内品质的关键。在夏季室外空气焓值和气温高于室内时,空调系统为处理新风势必消耗冷量。而冬季室外气温比室内低且含湿量也低时,空调系统为加热、加湿新风势必消耗能量。据调查,空调工程中处理新风的能耗要占到总能耗的25%~30%,对于高级丙谷胺和办公建筑可高达40%。可见,空调处理新风所消耗的能量是十分可观的。所以,在满足空气品质的前提下,尽量选用较小的新风量。否则,空调制冷系统与设备的容量将增大。
?夏季,空调新风冷负荷按下式计算:
Qc,o?Mo(ho?hR)
式中 Qc,o——夏季新风冷负荷,kW; Mo——新风量,kg/s; ho——室外空气的焓值,kJ/kg; hR——室内空气的焓值,kJ/kg。 冬季,空调新风热负荷按下式计算:
????(2-24)
Qh,o?Mocp(tR?to)
式中 Qh,o——空调新风热负荷,kW;
cp——空气的定压比热,kJ/(kg·℃),取1.005kJ/(kg·℃); to——冬季空调室外空气计算温度,℃; tR——冬季空调室内空气计算温度,℃。
???(2-25)
二、计算实例
以办公室101为例进行计算,过程如下: 已知条件:
a. 西外墙:传热系数K=1.97W/(㎡.℃),III型墙,A=22.8㎡ b. 南外窗:传热系数K=3W/(㎡.℃),A=3.6㎡ c. 南外墙:传热系数K=1.97W/(㎡.℃),A=10.8㎡ d. 室内人员:6人 e. 照明:225.72W f. 设备:410.4W 1.夏季室内的冷负荷
解:按已知条件,分项计算如下:
⑴西外墙冷负荷
由表查得冷负荷计算温度逐时值,即可按式(2-5)算出西外墙逐时冷负荷,计算结果列于表2-7中。
西外墙冷负荷 表2-7