再談空調冷負荷的工程計算方法

侯慶華

（廣東技術師范學院 天河學院，廣東 廣州 510540）

0 引 言

（1）計算方法過于簡單，冷負荷指標取值無可靠依據。

（2）冷負荷指標未考慮到不同地區、建筑朝向及設計參數等影響冷負荷大小的各種因素。

1 空調冷負荷與設備冷量

在空調系統工程設計中，制冷系統冷負荷是制冷機組選型的重要依據，空調系統冷負荷是空調機組選型的重要依據，空調系統冷負荷是由一個或多個區域的空調區域冷負荷構成。空調區域冷負荷，有些教科書上稱為空調房間冷負荷，本文稱為空調冷負荷。冷負荷的分類與構成如圖1所示。

圖1 冷負荷的分類

從圖1中可以看出，空調冷負荷包括室內冷負荷和新風負荷。需要指出的是，有些教科書上將室內冷負荷（余熱）稱為空調冷負荷，或者將空調冷負荷稱為設備冷量。室內冷負荷即空調房間（區域）的余熱，與新風負荷組成空調冷負荷；設備冷量是在額定工況下的設備運行參數，設備冷量與計算負荷的差值是反映空調設計人員設計水平的指標之一。

2 冷負荷工程計算的基準條件和修正系數

空調冷負荷是由圍護結構冷負荷、人體冷負荷、照明及設備冷負荷、新風冷負荷等組成。空調冷負荷的工程計算方法是基于冷負荷系數法而得出的。

2.1 圍護結構冷負荷

圍護結構冷負荷計算的基準條件：室內設計溫度，墻體傳熱系數，屋面傳熱系數，屋面外表面放熱系數，單層鋁合金標準玻璃窗（100%為玻璃），窗的玻璃傳熱系數，窗的有效面積系數，窗的遮擋系數，窗的遮陽系數。

計算公式為CLQ1＝q1F1k。

處在三角形DEK的P9，是一種高成本低功能的價值理想狀態，表明高校高成本的資源投入獲得了與之相匹配的低功能的產出，與二區的P4相比，屬于低級別“理想狀態”。處于此狀態的高校迫切要做的就是努力爭取更多的資源投入，激發更強的內部活力，以期獲得更多的功能產出，走向更高一級的理想狀態。

式中，CLQ1為圍護結構冷負荷，W；q1為單位面積冷負荷指標，W／m2，查表1；F1為圍護結構（外墻或屋頂）的面積，m2；k為修正系數。

唐敬年在《空調冷負荷的幾種計算方法及其計算結果》文中指出，逐時圍護結構負荷在13時和18時出現拐點，在17時30分達到峰值。因此，以13時至18時的平均值作為圍護結構負荷的基準值。

影響圍護結構冷負荷的因素很多，如所在位置、建筑形狀、建筑面積、結構類型及遮陽措施等，但“體型系數”和“窗墻比”是影響建筑冷負荷的主要因素。盡管體型系數相等，但建筑冷負荷可能差異很大；同理，盡管窗墻比相等，不同朝向的圍護結構冷負荷亦可能差異很大。因此，F以外墻（屋頂）的面積作為計算基準。

表1 不同窗墻比對應的單位面積冷負荷指標

2.2 人體冷負荷

人體冷負荷的大小與人員密度和新風量標準有關。由于人員可能會在近似不同時刻進入室內，因此，將人體負荷在不同時刻近似為相等，即按穩態的熱量來計算人體負荷。人體冷負荷計算的基準條件：成年男子在空調區域內做輕度勞動。

計算公式為CLQ2＝235nm。

式中，CLQ2為人體負荷，W；235為一個成年男子做輕度勞動的全熱散熱量，W／人；n為人數；m為群集系數，查有關設計手冊。

2.3 照明及設備冷負荷

照明及設備冷負荷可參閱有關設計手冊。照明冷負荷CLQ3按照明燈具功率取值，電動設備冷負荷需要系數法或利用系數法［1］計算。

需要系數法求得的是30 min的最大負荷P，P＝ΣKxPe，利用系數法求得用電設備組在最大負荷工作班內的平均功率P，P＝ΣKlPe

式中，P為電動設備冷負荷；Kx、Kl為需要系數、利用系數，查文獻［1］；Pe為電動設備的功率。

照明功率密度、設備功率密度可查《公共建筑節能設計標準》。

2.4 新風冷負荷

新風冷負荷的大小取決于室內外空氣的濕球溫度和新風量的大小。由于室外空氣的濕球溫度是逐時變化的，因此，新風冷負荷也是逐時變化的。只有當新風冷負荷最大值出現的時間與室內冷負荷最大值出現的時間相同時，上述計算方法才是正確的，否則就會造成空調設計冷負荷偏大［2］。新風冷負荷計算的基準條件：室內設計溫度，室內設計相對濕度φ＝70%，取13時至18時的平均值作為基準計算值。

計算公式為 CLQ4＝7.761qVka。其中，qv＝qVPn＝qvpρpF4。

式中，CLQ4為新風負荷，W；7.761為1 m3／h的新風量對應的基準冷負荷7.776 W；qv為新風量；ka為地區修正系數，查表2；qvp為每人的新風量標準，m3／h·P；n為室內設計人數；ρp為人員密度，人／m2；F4為建筑面積，m2。

計算公式中的人員密度及新風量等指標，可參考《公共建筑節能設計標準》。

2.5 修正系數

根據對哈爾濱、沈陽、北京、濟南、西安、上海、南京、福州、廣州等九個代表城市的空調冷負荷進行計算分析，圍護結構冷負荷的修正系數考慮設計溫度、地區、朝向的影響，即修正系數k＝。新風冷負荷考慮地區的影響，修正系數見表2和表3。

表2 地區修正系數

表3 朝向修正系數

3 計算舉例

圍護結構冷負荷：CLQ＝485.9＋1 750.7＝2 236.6（W）。

與文獻中的計算結果為2 124 W相比較，誤差為5%。

4 結束語

冷負荷工程計算方法的計算結果雖然比冷負荷系數法計算的結果大5%，但仍能滿足實際工程的準確度要求。與傳統冷負荷法相比，冷負荷工程計算方法具有計算過程簡單、有效節省時間等特點，能減輕前期設計工作量，并且能保證計算準確度。

空調冷負荷的工程計算方法與設計師的經驗有非常大的關系，而且冷負荷計算與當地經濟水平、建筑物功能定位、空調產品質量等相關。隨著計算機的普及，設計師堅持用輔助軟件進行空調冷負荷詳細計算應該給予充分肯定。

［1］ 施俊良，王雷崗，譚健平.電動設備冷負荷計算新方法［J］.暖通空調，2013，（08）：8－11.

［2］ 榮劍文.濕球溫度的計算及應用［J］.制冷技術，2008，（04）：38－40.

［3］ 裴 芳，劉小兵.兩種冷負荷計算方法的比較［J］.低溫與特氣，2008，（04）：15－18.

［4］ 王振江，端木琳，李祥立，王仁瑾.公共建筑圍護結構冷負荷的簡單估算方法［J］.建筑熱能通風空調，2010，（06）：64－67.

［5］ 劉向東，宋 莉.四類民用建筑空調設計冷負荷的概算［A］.中國建筑學會暖通空調專業委員會、中國制冷學會第五專業委員會.全國暖通空調制冷1998年學術年會論文集（2）［C］.中國建筑學會暖通空調專業委員會、中國制冷學會第五專業委員會，1998.