第二部分 设计计算书
1.空调房间冷负荷计算及汇总
在设计中,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。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 分成对流和辐射两种成分。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。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。本设计采用冷负荷系数法计算冷负荷。
2.2 围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法
2.2.1 外墙瞬时传热引起的冷负荷
在日射和室外的气温综合作用下,外墙瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算:
CL?KF(t'wl-tNx) (1-1)
(twl?td)k?k? (1-2) twl?式中:
CL——外墙瞬变传热引起的逐时冷负荷,W;
F——外墙的面积,m2;
K——外墙传热系数,取2.25W/(m2?℃) ; tNx——室内计算温度,℃;
twl——外墙冷负荷计算温度的逐时值,℃;
td——地点修正值;
k?——吸收系数修正值;
——外表面换热系数修正值。
实验室2北外墙逐时冷负荷计算:
由课本附录7查得北京地区北外墙的冷负荷计算温度逐时值twl;根据附录9查得tdk??2.7℃;
2对于一般建筑aw?18.6W/mK,查课本57页表3—7可得k??1.0;取
??k??1.0;K=2.25 W/(㎡℃);tNx?20℃;传热系数K?2.25W/?m2℃?,面积:
F=1233.9-3.632.232=30.96㎡。按式(1-1)算出北外墙逐时冷负荷,计算结果见表1:实验室2北外墙冷负荷。
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实验室2的西外墙和东外墙的瞬变传热引起的冷负荷计算与北外墙的相似,不再复述,其计算结果分别列于表2和表3。
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1.1.2内墙稳态传热引起的冷负荷
计算内围护结构冷负荷时,当邻室与空调区的夏季温差大于3℃时,宜按下式进行计算通过空调房间隔墙、楼板、内窗、内门等内维护结构的温差传热而产生的冷负荷:
CL?KF(tls?tNx) (1-3)
式中:
tls?twp??tls (1-4)
CL、F、K、tNx——同式(1-1);
?tls——邻室计算平均温度与夏季空气调节室外计算日平均温度的差值(℃;
twp——夏季空气调节室外计算日平均温度,℃。
实验室1南内墙冷负荷计算:
3传热系数K?2.25W/m℃,面积F=1033.9=39㎡。由于邻室为走廊,?tls取2℃,
??twp=32℃,则
tls=32+2℃=34℃,tNx?20℃,按式1-3计算冷负荷,计算结果见表4,其他
内墙冷负荷计算方法一样,计算结果同见表4。
1.1.3 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷
在室内外温差作用下,通过外玻璃窗瞬变传热的冷负荷可按下式计算:
CL?CwKwFw(twl?td?tNx) (1-5)
式中 :
CL、tNx——同式(2-1);
Kw—— 外玻璃窗传热系数,W/(m2?k ); Fw—— 窗口面积,m2;
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twl—— 外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值,℃; Cw—— 玻璃窗传热系数的修正值;
td—— 地点修正值。
aW?18W.62m/实验室2北外窗瞬变传热引起的冷负荷计算: 根据
??KaN?8.7W/m2K、
??可查得窗传热系数
KW?5.94W?m3K?窗地点修正值
,窗口面积F=3.632.232=15.84㎡,全玻璃窗
Cw取1.0,南京玻璃
td=3℃。则实验室2北外窗瞬变传热引起的冷负荷计算见表5:
1.2透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷
透过玻璃窗进入室内的日射得热分为两部分,一部分是透过玻璃窗直接进入室内的太阳辐射热,另一部分是玻璃窗吸收太阳辐射后传入室内的热量。由于窗户的类型、遮阳设施、太阳入射角及太阳辐射等因素的各种组合太多,最后根据公式:
CL?CaCsCiFwDj,maxCLQ (1-6) 式中 :
CL——透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷,W;
Ca—— 有效面积系数;
Fw—— 窗口面积,m2;
Cs—— 窗玻璃的遮阳系数;
Ci—— 窗内遮阳设施的遮阳系数; Dj,max——日射得热因数;
CLQ ——窗玻璃冷负荷系数。
实验室2北外窗透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷计算:
单层铝合金框玻璃窗有效面积系数Ca?0.85;窗内遮阳设施设为浅蓝布帘
Ci?0.6;
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玻璃为普通玻璃,Cs=1.00;南京纬度32°,Dj,max=115/㎡,南京为北区,可查知北区内有遮阳的玻璃窗冷负荷的逐时值。计算结果见表6:
1.3 室内热源造成的冷负荷
1.3.1照明散热形成的冷负荷
照明设备冷负荷按下式计算:
CL?1000n1n2NCLQ (1-7)
式中 :
CL——灯具散热形成的冷负荷,W;
N ——照明灯具所需功率,kw; n1——镇流器消耗公率系数; n2——灯罩隔热系数; CLQ——照明散热冷负荷系数。
实验室1暗装12支40W荧光灯,实验室2暗装14支40W荧光灯,由于暗装,取n1=1。灯罩隔热系数n2=0.6。荧光灯开灯时间为上午8:00,关灯时间为晚上21:00,开灯时数13h。由课本附录26可得冷负荷系数逐时值。按式1-7计算照明散热形成的冷负荷,计算
结果见表7、表8。
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