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第三章 夏季空调冷负荷计算
该空调工程夏季冷负荷的计算采用冷负荷系数法,以一层配电室的冷负荷计算为例进行说明
3.1 外墙和屋顶瞬变传热引起的逐时冷负荷
由《暖通空调》中查得,对于围护结构中外墙和屋顶瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算:
Qc????AK(tc????tR) (3-1) t'c????tc?????tdk?k? (3-2) 式中
Qc???????——外墙或屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷(W);
K——外墙和屋顶的传热系数[W/(m2??C)],由原始资料中查得外墙的传热系数为K=0.59 W/㎡?℃,屋顶的传热系数为K=0.49 W/㎡·℃ A——外墙和屋顶的传热面积(m2);由设计图纸得出;
tc???——外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值(?C);
; ?C)
tR——夏季空气调节室内计算温度(
t'c???——以北京地区的气象条件为依据计算出的外墙和屋顶冷负荷计算温度的
逐时值(?C),根据外墙和屋顶的不同类型分别在《暖通空调》附录2-2和附录2-3中查取。
td——不同类型构造外墙和屋顶的地点修正值(?C),根据不同的设计地点在
《暖通空调》附录2-6中查取;
k?——外表面放热系数修正值,在《暖通空调》表2-8中查取
k?——外表面吸收系数修正值,在《暖通空调》表2-9中查取
将各数据代入公式,计算得一层配电室北外墙和西外墙瞬变传热形成的冷负荷见附表1。
3.2 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引起的冷负荷可按下式计算:
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Qc????CwKwAw(tc?????td?tR) (3-3) 式中
Qc?????——外墙或屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷(W);
; ?C)
tR——夏季空气调节室内计算温度(
Kw——外玻璃窗传热系数[W/(m2??C)],由原始资料中查得北外窗的传热系
数Kw?2.99W/(m2??C)
Aw——窗口面积(m2),由设计图纸得出;
tc???——外玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值,可由《暖通空调》附录2-10查得(?C)
Cw——玻璃窗的传热系数的修正值,从《暖通空调》附录2-9中查得Cw?1.2
td——玻璃窗的地点修正值,从《暖通空调》附录2-10中查得石家庄市的td?1
将各数据代入公式,计算得一层配电室北外窗瞬变传热冷负荷附表-1.
3.3 透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷
由《暖通空调》2-14得,透过玻璃窗进入室内日射得热形成的逐时冷负荷CL按下式计算
Qc????C L Q (3-4) aCsCiAw,DmjaxC CC,S?CsC i (3-5) 式中 Ca——有效面积系数,由《暖通空调》附录2-15查得Ca?0.75
Cs——窗玻璃的遮阳系数,本工程采用标准玻璃玻璃,由《暖通空调》附录
?2-13查得Cs?1.00
Ci——窗内遮阳设施的遮阳系数,本工程每个窗户内设浅绿色窗帘,所以由《暖
通空调》附录2-14查得Ci?0.60
Aw——窗口面积(m2)由设计图纸得出;
Dj,max——夏季不同朝向的逐时日射得热因数中的最大值,由《暖通空调》附
录2-12查得,由于石家庄的台站位置北纬38o02′,所以得北外窗Dj,max?114W/m2
CLQ——窗玻璃冷负荷系数,由《暖通空调》附录2-16~附录2-19查得
其他参数表示与以上相同。计算日射得热形成的逐时冷负荷见附表-1。
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3.4 计算照明散热量
本工程选用明装荧光灯照明,查《暖通空调》公式2-21得,
Qs?1000n1n2NCLQ (3-6)
?式中 Qs——照明设备散热形成的冷负荷(W)
?N——照明设备所需功率(KW)
n1——镇流器消耗功率系数,取n1?1.2
n2——灯罩隔热系数,取n2?0.6
CLQ——照明散热冷负荷系数,由《暖通空调》附录2-22查得
计算数据见附表-1.
3.5 计算人体显热散热引起的冷负荷
由《暖通空调》得人体散热形成的冷负荷按下式计算
Qc????n (3-7) ?sqCLQ式中
Qc?????——人体显热散热引起的冷负荷(W)
n——室内全部人数,
?——群集系数,由《暖通空调》表2-22查得,对于图书馆??0.96
qs——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量(W),由《暖通空调》表
2-13查得
CLQ——人体显热散热冷负荷系数,计算时应注意其值为从人员进入房间时
算起到计算时刻的时间,由《暖通空调》附录2-23查得。
计算结果见负荷计算表。
3.6 办公设备散热引起的冷负荷
空调区办公设备的散热量qs(W)可按下式计算 qs?式中 p——设备的种类数
p?i?1siq,a i (3-8)
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si——第i类设备的台数
qa,i——第i类设备的单台散热量(W),见《暖通空调》表2-20和表2-21
3.7 湿负荷的计算
本工程中空调房间的湿负荷主要是人体散湿形成,由《暖通空调》公式3-25得,计算时刻的人体散湿量D?(kg/h),可按下式计算
8ng??61 0 mw?0.27? (3-9)
?式中 ?——群集系数,取0.89
n——计算时刻空调区内的总人数
g——1名成年男子每小时散湿量(g/h),由《暖通空调》表2-13查得;
详细计算见负荷计算表。
第四章 空调处理方案选择
4.1 空气处理方案的确定
空气调节系统一般均由空气处理设备和空气输送管道以及空气分配装置所组成,根据需要,它能组成许多不同形式的系统。在工程上应考虑建筑的用途和性质、热湿负荷特点、温湿度调节和控制的要求、空调机房的面积和位置、初投资和运行维修费用等许多方面的因素,选定合理的空调系统。
空调系统可以按空气处理的设置情况分为集中系统、半集中系统、全分散系统;按负担室内热湿负荷所用的介质种类可分为全空气系统、空气—水系统、全水系统、冷剂系统;按系统风量调节方式可分为定风量系统和变风量系统;按系统风管内风速分类可分为低速空调系统和高速空调系统;按热量传递的原理可分为对流式和辐射式空调系统。就全空气系统而言,按被处理的空气来源可分为封闭式系统、直流式系统、混合式系统;按向空气调节区送风参数的数量分为单风管空调系统和双风管空调系统。
在常用的中央空调设计中,一般大空间建筑物采用集中式空调系统,而小空间建筑物一般采用风机盘管加新风系统,这两种空调系统在设计中采用广泛,适应面广,故在实际空调系统中较多采用。
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集中式空调系统和风机盘管加独立新风空调系统的对比情况见表4-1:
表4-1
比较项目 集中式 ⑴空调送风系统复杂,布置困难 风管系统 ⑵支风管和风口较多时不易均衡调节风量 ⑶风管要求保温,影响造价 ⑴空调与制冷设备可以集中布置在机房 设备布置与机房 ⑵机房面积较大,层高较高 ⑶有时可以布置在屋顶上或安装在车间柱间平台上 空调房间之间有风管连通,使各房间相互污染,当火灾发生时会通过风管迅速蔓延 半集中式 ⑴放室内时,不接送、回风管 ⑵当和新风系统联合使用时,新风管较小 ⑴只需要新风空调机房,机房面积小 ⑵风机盘管可以安设在空气调节区内 ⑶分散布置,敷设各种管线较麻烦 风管相互串通 温湿度 各空调房间不会相互污染 可以严格的控制室内温度和室内相对湿度 控制 空气过滤与净化 空气分布 安装 消声与隔震 维护运行 对室内温湿度要求严格时,难以满足 可以采用初效、中效和高效过滤器,满足室过滤性差,室内清洁度要求较高时难内空气洁净度的不同要求。采用喷水室时,以满足 水与空气直接接触,易受污染,须常换水 可以进行理想的气流分布 设备与风管的安装工作量大,周期长 气流分布受一定制约 安装投产较快,介于集中式空调系统与单元式空调器之间 必须采用低噪声风机,才能保证室内要求 布置分散,维护管理不方便。水系统复杂,易漏水 ⑴灵活性大,节能效果好,可根据各室负荷情况自行调节 ⑵盘管冬季兼用,内壁容易结垢,降低传热效率 ⑶无法实现全年多工况节能运行调节 可以有效的采取消声和隔震措施 空调与制冷设备集中安装在机房,便于管理和维护 ⑴可以根据室外气象参数的变化和室内负荷变化实现全年工况节能运行调节,充分利用室外新风,减少与避免冷热抵消,减少制冷机运行时间 ⑵对于热湿负荷变化不一致或室内参数不同的多房间,不经济 节能与经济性 - 7