1、商用空調(diào)設(shè)計步驟空調(diào)負荷的計算空調(diào)負荷計算為合理選擇空調(diào)末端處理設(shè)備和確定冷熱源設(shè)備容量提供依據(jù)。空調(diào)負荷 計算包括夏季冷負荷計算和冬季熱負荷計算。夏季冷負荷按不穩(wěn)定傳熱進行計算，冷負荷系 數(shù)法和諧波反應(yīng)法是應(yīng)用較多的兩種計算方法。冬季熱負荷一般采用穩(wěn)定傳熱進行計算，其 計算原理與采暖熱負荷計算基本相同。一、室內(nèi)外設(shè)計參數(shù)的確定1、室內(nèi)設(shè)計參數(shù)室內(nèi)設(shè)計參數(shù)與室內(nèi)舒適標(biāo)準(zhǔn)及衛(wèi)生要求有關(guān)，包括室內(nèi)干球溫度、相對濕度、新風(fēng)量、 流速、噪聲和空氣中含塵量六項指標(biāo)。家用中央空調(diào)系統(tǒng)一般用于高檔公寓、別墅和面積較小的辦公、商店、餐飲、娛樂等公 共場所。對于業(yè)主來說，希望空調(diào)系統(tǒng)能提供舒適的室內(nèi)環(huán)境，同時也

2、希望空調(diào)系統(tǒng)的運行 費用盡可能低。空調(diào)負荷計算表明，室內(nèi)溫度提供1 C，相對濕度提高5%，空調(diào)負荷將降 低6%-8%，因此室內(nèi)設(shè)計參數(shù)如溫度、相對濕度的標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)過高。般住宅的層高較低（2.8m左右），新風(fēng)處理設(shè)備及新風(fēng)管的布置將很困難，而且住宅 建筑中，人員密度非常低，因此常依靠門窗滲透，或間歇開窗引入的室外新風(fēng)來稀釋室內(nèi)的 二氧化碳濃度，從而保證人員衛(wèi)生健康要求的最低標(biāo)準(zhǔn)。對于層高較高的住宅（如別墅）， 有條件進行新風(fēng)處理，送入一定量的經(jīng)處理的新風(fēng)，將有助于提高室內(nèi)的空氣品質(zhì)，從而滿 足居住者更高的舒適性要求?，F(xiàn)有的設(shè)計規(guī)范對住宅室內(nèi)新風(fēng)量沒有明確規(guī)定，新風(fēng)量可以 參照公寓的新風(fēng)量要求進行選

3、用，并應(yīng)滿足維持室內(nèi)5pa左右的正壓要求。對于人員密集 的辦公、商店、餐飲、娛樂等公共場所，室內(nèi)空氣中二氧化碳濃度較高，并摻雜者較濃的人 體散發(fā)的氣味及吸煙產(chǎn)生的煙氣，因此必須有組織地送入經(jīng)處理的新風(fēng)。室內(nèi)空氣流速對人體的舒適也有一定的影響，夏季冷風(fēng)或冬季熱風(fēng)流速過大，會有不舒 適的吹風(fēng)感。一般夏季空氣流速要求不大于0.25m/s,冬季要求不大于0.15m/s。噪聲過大將有損于人體健康，因此噪聲指標(biāo)也是一個重要指標(biāo)，空調(diào)設(shè)計人員應(yīng)對空調(diào) 系統(tǒng)的噪聲進行有效控制。對于民用建筑對空氣中含塵量的要求不高，一般在空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)中安裝初效過濾器即可。對于要求較高的場合，可采用中效過濾器。下表列舉了部分商用空

4、調(diào)應(yīng)用場所的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)，以供參考。房間名稱夏季。C冬季C新風(fēng)量m3/（h .人）噪聲等級NC/dB干球溫度相對濕度干球溫度相對濕度公寓別墅一般25-277018-20-2040高級24-26353035餐飲一級24-26302540二級25-28302050辦公一般26-286518-20-2040高級24-27353035商店26-28302050娛樂場所24-273520502、室外設(shè)計參數(shù)根據(jù)采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GBJ19 - 1987 ）,空調(diào)室外設(shè)計參數(shù)主要有以下幾種：1）夏季空調(diào)室外計算干球溫度2）夏季空調(diào)室外計算濕球溫度3）冬季空調(diào)室外計算溫度4）冬季空調(diào)室外計算相對濕

5、度5）夏季空調(diào)室外計算日平均溫度6）室外平均風(fēng)速7）大氣壓力其中，夏季空調(diào)室外計算干球溫度、濕球溫度和冬季空調(diào)室外計算溫度、相對濕度，用 于空氣處理過程中焓濕圖上室外空氣狀態(tài)點的確定。夏季空調(diào)室外計算日平均溫度和冬季空 調(diào)室外計算溫度，是計算空調(diào)冷熱負荷時的重要參數(shù)。室外平均風(fēng)速對建筑外圍護結(jié)構(gòu)的傳 熱系數(shù)有較大的影響，一般來說，冬季風(fēng)速與夏季風(fēng)速不同，因此冬季、夏季負荷計算時應(yīng) 分別采用不同的外圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)。二、夏季空調(diào)負荷計算空調(diào)房間冷負荷主要由以下幾部分組成：圍護結(jié)構(gòu)冷負荷；人體冷負荷；照明冷負荷； 設(shè)備冷負荷；食物的散熱引起的冷負荷。在民用建筑中，尤其是住宅，空調(diào)房間內(nèi)人員數(shù)量、照

6、明功率、家用電器類型和功率， 以及房間的使用時間均難以準(zhǔn)確確定，這些原始數(shù)據(jù)在計算時一般根據(jù)經(jīng)驗進行選取，因而 存在一定的誤差。如按冷負荷系數(shù)法進行精確的負荷計算，則負荷計算結(jié)果不一定準(zhǔn)確且計 算過程復(fù)雜，并增加不必要的計算工作量，因此，人員、照明、設(shè)備等冷負荷的計算，可以 按穩(wěn)定傳熱進行簡化計算。1、圍護結(jié)構(gòu)冷負荷圍護結(jié)構(gòu)冷負荷包括：1）透過外窗的太陽輻射得熱引起的冷負荷。2）通過圍護結(jié)構(gòu)（墻、窗、屋面、樓板等）溫差傳熱引起的冷負荷。3）滲透空氣帶入室內(nèi)的冷負荷。計算圍護結(jié)構(gòu)輻射得熱和溫差傳熱引起的冷負荷時，應(yīng)考慮圍護結(jié)構(gòu)等的吸熱、蓄熱和 放熱特性。計算方法主要有冷負荷系數(shù)法和諧波反應(yīng)法兩種

7、。冷負荷系數(shù)法的計算公式和步 驟，詳見電子工業(yè)部第十設(shè)計研究院主編的空氣調(diào)節(jié)設(shè)計手冊。諧波反應(yīng)法的計算公式 和步驟，詳見陸耀慶主編的實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊。對于高層建筑，特別是超高層建筑，圍護結(jié)構(gòu)負荷計算應(yīng)充分考慮室外風(fēng)速、風(fēng)壓等不 利因素等影響。由于室外風(fēng)速隨高度的變化而增大，圍護結(jié)構(gòu)外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)隨之增大，從 而影響圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)。當(dāng)圍護結(jié)構(gòu)熱阻較大（如外墻、雙層玻璃窗等）時，傳熱系數(shù) 增加很小；當(dāng)圍護結(jié)構(gòu)熱阻較?。ㄈ鐔螌硬ＡТ埃?，傳熱系數(shù)將增加7%以上。對于建筑高 度在100m以下且窗墻比數(shù)值較小的高層建筑，風(fēng)速對空調(diào)負荷的影響可忽略不計。當(dāng)空調(diào)房間沒有新風(fēng)，或雖有新風(fēng)但新風(fēng)量不足以維

8、持室內(nèi)5pa正壓時，應(yīng)計算空氣 滲透的冷負荷。當(dāng)窗縫密封良好時，可按每小時0.2 - 0.5次新風(fēng)換氣估算空氣滲透量；當(dāng) 窗縫密封不良時，可按每小時0.7-1.0次估算。新建住宅基本上采用密封性能較好的塑鋼窗 或鋁合金窗，當(dāng)房間只有一面窗時，其空氣滲透量可按每小時0.2次計算，有多面墻時，其 空氣滲透量可按每小時0.5次計算。滲透空氣顯熱冷負荷Q（W）按下式計算：Q = 0.28Cpqvp（tw-tN）（1 ）式中cp-干空氣的定壓比熱，等于1.0056kJ/（kg.K）;qv -滲入空氣量（m3/h ）;p -夏季空調(diào)室外干球溫度下的空氣密度，一般取1.13kg/m3;tW-夏季空調(diào)室外干球

9、溫度（C ）;tN-室內(nèi)計算溫度（C ）滲透空氣全熱冷負荷Q(W)按下式計算：Q = 0.28qvp(hw-hN)(2)式中hw -夏季室外計算參數(shù)時的比焓(kJ/kg);hN-夏季室內(nèi)計算參數(shù)時的比焓(kJ/kg)。2、人體冷負荷人體散熱引起的全熱冷負荷Q(W)按下式計算：Q二pnq1(3)式中p -群集系數(shù)，住宅可參考旅館，取0.93 ;n-計算時刻房間內(nèi)的總?cè)藬?shù)；q廣一名成年男子小時全熱散熱量，(W),按空氣調(diào)節(jié)設(shè)計手冊表2-47選取。3、照明冷負荷對于白熾燈Q = n1n2P(4 )式中P -安裝功率(W);n1 -蓄熱系數(shù)，一般取0.85 ;n2 -同時使用系數(shù)，一般取0.5-0.8

10、。對于熒光燈Q = n1n2n3n4P(5)式中P -安裝功率(W);n1 -蓄熱系數(shù)，明裝可取0.9，暗裝取0.85 ;n2 -同時使用系數(shù)，一般取0.5-0.8 ;n3-整流器消耗功率系數(shù)，當(dāng)整流器在空調(diào)房間時取1.2 ;當(dāng)整流器在吊頂內(nèi)時取1.0 ;n4-安裝系數(shù)，明裝時取1.0，暗裝時取0.7，燈具回風(fēng)時取0.35。4、設(shè)備冷負荷在民用建筑中（如住宅、商店、辦公室等）中，使用較多的時家用器具和辦公電子設(shè)備。住宅中，散熱設(shè)備如煤氣爐、微波爐、冰箱、熱水器、電烤箱、電子消毒柜等，大多布置在 不設(shè)空調(diào)的廚房內(nèi)這些設(shè)備的同時使用系數(shù)低且廚房內(nèi)設(shè)有排煙罩可排掉一部分散熱量； 設(shè)在臥室、客廳中的散

11、熱設(shè)備一般有電視機、電腦、傳真機等，以上設(shè)備的散熱量和散濕量 可參考下表。計算冷負荷時，以上兩部分散熱轉(zhuǎn)換成冷負荷的相應(yīng)值，也可暗5-10W/m2 選取。辦公室中，諸如電腦、復(fù)印機、打印機等的散熱設(shè)備散熱量，可根據(jù)設(shè)備廠商提供的數(shù)據(jù)進行計算，如無具體數(shù)據(jù)也可參考下表。家用器具類型設(shè)備功率W設(shè)備散濕量g/h設(shè)備散熱量W顯熱散熱量全熱散熱量電爐30002100145030005000360025005000洗衣機30002100145030006000420029006000吸塵器200.5050冰箱100.300300175.500500電燙斗500400230500電視機175.175175電

12、吹風(fēng)5001201752501000240350500電子消毒柜1000500175500家用器具類型設(shè)備功率W設(shè)備散濕量g/h設(shè)備散熱量W顯熱散熱量全熱散熱量電子灶2320.23202320烤箱20003008001000雙眼煤氣灶.700700PC終端.200200復(fù)印機.300300打印機.3003005、食物散熱形成的冷負荷中住宅中餐廳的平時用餐人數(shù)很少，食物散熱形成的冷負荷可忽略不計。對于對外營業(yè)的餐廳，食物全熱散熱形成的冷負荷按每位就餐者16.7W考慮，其中，顯熱冷負荷為9W， 潛熱冷負荷為7.7W。6、新風(fēng)冷負荷采用家用中央空調(diào)系統(tǒng)的建筑，其新風(fēng)補充方式主要有以下幾種：1）門窗的

13、自然滲透；2）小型風(fēng)機直接送風(fēng)；3）新風(fēng)經(jīng)新風(fēng)空調(diào)箱處理后，送入室內(nèi)。通過門窗自然滲透的新風(fēng)冷負荷和小型風(fēng)機直接送風(fēng)的冷負荷計算，按式（2）進行， 其負荷全部由末端空調(diào)設(shè)備負擔(dān)。新風(fēng)經(jīng)新風(fēng)空調(diào)箱處理后的冷負荷Q（W）按下式計算：Q = 0.28qvp（hw-hN）（6）式中qv -新風(fēng)量（m3/h ）;P-夏季空調(diào)室外干球溫度下的空氣密度，一般可取1.13 kg/m3 ;hW -夏季室外計算參數(shù)時的比焓（kJ/kg）;hN-夏季室內(nèi)計算參數(shù)時的比焓（kJ/kg）。7、空調(diào)系統(tǒng)的計算冷負荷（1）空調(diào)房間計算冷負荷 空調(diào)房間計算冷負荷確定步驟為：首先將圍護結(jié)構(gòu)冷負荷按不同時刻進行累加，得出房間圍護

14、結(jié)構(gòu)冷負荷的逐時值，取其中的最大值，再加上人體冷負荷、照明冷負荷、設(shè)備冷負荷和食物散熱引起的冷負荷，最后得到空調(diào)房間計算冷負荷。在根據(jù)空調(diào)房間計算冷負荷選用空調(diào)末端設(shè)備時對于間歇使用的房間應(yīng)考慮間歇負荷 系數(shù)，但該部分附加負荷可不計入空調(diào)系統(tǒng)負荷中。住宅、餐飲、辦公樓、商店、娛樂場所 等地方，空調(diào)一般不是全天24小時開放，因此，空調(diào)開機時要負擔(dān)開機前的房間蓄熱量。 對于餐飲、商店、娛樂場所等人員、照明發(fā)熱量較大的房間，由于在營業(yè)前0.5-1.0小時可 以開啟空調(diào)進行預(yù)冷，間歇負荷可不予考慮。對于住宅、辦公等以圍護結(jié)構(gòu)負荷為主的房間， 應(yīng)考慮間歇負荷附加，間歇負荷系數(shù)可按1.10-1.20選取。

15、此外，住宅中，還應(yīng)考慮鄰室無 空調(diào)時溫差傳熱所引起的負荷。（2）空調(diào)建筑物計算冷負荷 空調(diào)建筑物計算冷負荷應(yīng)按下列情況確定：1）當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)未設(shè)自控時，應(yīng)采用同時使用的所有房間最大冷負荷的累加值。2）當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)有自控時，應(yīng)將同時使用的所有房間各計算時刻冷負荷累加，得出建 筑物冷負荷的逐時值，取其中的最大值。住宅建筑的空調(diào)負荷計算應(yīng)充分考慮住宅使用的特殊性。根據(jù)居民的正常生活習(xí)慣，可 取住宅的同時使用系數(shù)為0.5-0.7。（3）空調(diào)系統(tǒng)計算冷負荷 空調(diào)系統(tǒng)計算冷負荷由建筑物計算冷負荷、新風(fēng)冷負荷及風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)的附加冷負荷組成。對于家用中央空調(diào)系統(tǒng)，由于其風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)規(guī)模均很小，風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)

16、的近似溫升為0.1-0.2C，導(dǎo)致的冷負荷損失為2%-4%。三、冬季空調(diào)負荷計算對于夏季使用單冷空調(diào)、冬季使用采暖的寒冷地區(qū)及嚴(yán)寒地區(qū)，應(yīng)進行冬季采暖負荷計 算，計算方法和步驟參照實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊。對于冬季也使用空調(diào)設(shè)備的冬暖夏熱地區(qū)、溫和地區(qū)、冬冷夏熱地區(qū)及部分嚴(yán)寒地區(qū)， 應(yīng)進行冬季空調(diào)熱負荷計算。由于上述地區(qū)夏季冷負荷一般大于冬季熱負荷，冬季熱負荷計 算結(jié)果在空調(diào)設(shè)備選用時作校核用。冬季空調(diào)負荷計算與冬季采暖負荷計算方法及步驟基本一致。四、空調(diào)負荷估算指標(biāo)選用區(qū)域夏季室外計算參數(shù)冬季室外計算參數(shù)夏季冷指標(biāo)W/m2冬季熱指標(biāo)W/m2典型城市干球溫度C濕球溫度C干球溫度C相對濕度區(qū)34.1

17、-35.818.5-20.2-23 -2863-8065-75110-120烏魯木齊、哈密、克拉瑪依75-80140-160區(qū)29.9-31.420.8-25.4-22 -2956-7465-75105-125哈爾濱、長春、沈陽、呼和浩特70-80140-160區(qū)30.5-31.220.2-23.4-13-1848-6475-85110-130太原、蘭州、銀川80-90135-160四區(qū)28.4-30.725-26-9-1458-6485-9095-115青島、煙臺、大連90-95120-140五區(qū)33.2-35.633.2-35.6-7-1245-6795-10090-110北京、天津、石家

18、莊、鄭州、西安、濟南100-110110-130六33.9-36.533.9-36.5-7273-82100-11065-100武漢、長沙、合肥、區(qū)115-13080-120南京、南昌、上海、杭州、桂林、重慶七區(qū)25.8-31.625.8-31.6-3251-8065-9570-85貴陽、昆明、成都75-11085-105八區(qū)32.4-35.232.4-35.241070-85100-10540-60福州、廈門、深圳、廣州、海口、南寧、臺北、香港110-11550-70注：1、表中一、二區(qū)為嚴(yán)寒地區(qū)，三、四、五區(qū)為寒冷地區(qū)，六區(qū)為冬冷夏熱地區(qū)，七區(qū)為溫和地區(qū)，八區(qū)為冬暖夏熱地區(qū)。2、冷、熱指標(biāo)

19、以空調(diào)面積為基準(zhǔn)，選用空調(diào)末端設(shè)備時應(yīng)考慮1.2的間歇使用系數(shù)和 和1.2的鄰室無空調(diào)時內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)負荷附加系數(shù)。3、冷熱指標(biāo)上欄為標(biāo)準(zhǔn)層指標(biāo)，下欄為頂層指標(biāo)。對于辦公、餐飲、商店、娛樂用房等建筑，可以根據(jù)下面列出的空調(diào)冷負荷指標(biāo)統(tǒng)計值 選用：辦公為90-140W/m2；餐飲為200-350W/m2 ；商店為150-250W/m2 ；娛樂用房為 200-350 W/m2?？照{(diào)系統(tǒng)的設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容主要包括：空調(diào)設(shè)備的選型、管路系統(tǒng)的設(shè)計等。一、風(fēng)管式空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計1、選用時，一般以夏季總冷量為選型依據(jù)，并以冬季總熱負荷作為校核依據(jù)。設(shè)備選 用步驟如下：1）根據(jù)夏季總冷量及風(fēng)量（該風(fēng)量應(yīng)滿足換

20、氣次數(shù)大于5次/小時的換氣量），選擇機 組型號，確定機組的總制冷量。根據(jù)風(fēng)量和風(fēng)管系統(tǒng)布置，確定系統(tǒng)所需的機外靜壓。根據(jù)所選型號機組，確定機組制熱量，并與冬季總熱量比較。如機組制熱量不能滿 足要求，則應(yīng)選配電加熱器或其他加熱設(shè)備。2、設(shè)備布置及風(fēng)管設(shè)計風(fēng)管設(shè)計主要包括風(fēng)管尺寸的確定和風(fēng)管阻力損失的計算而風(fēng)管風(fēng)速的確定與兩者均 有關(guān)系，因此首先應(yīng)確定風(fēng)速。風(fēng)速的確定與初投資、系統(tǒng)運行費用和氣流噪聲有關(guān)。風(fēng)速 可參照下表選擇。風(fēng)管一般采用鍍鋅鋼板制作，外包離心玻璃棉或橡塑等保溫材料；也可采 用具有吸聲作用的超級復(fù)合風(fēng)管，該風(fēng)管主體材料為超細玻璃纖維板，外附帶夾筋鋁箔，內(nèi) 表面涂有防吹散的聚合物涂料

21、層。室內(nèi)允許噪聲(d/B)主管風(fēng)速(m/s)支管風(fēng)速(m/s)風(fēng)口風(fēng)速(m/s)25-353-42235-504-72-32-350-656-92-52-3二、冷熱水空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計1、系統(tǒng)負荷確定冷熱水系統(tǒng)空調(diào)的末端空調(diào)設(shè)備，均能根據(jù)室溫變化進行控制調(diào)節(jié)。在住宅中，所有末端設(shè)備同時使用的可能性很小，計算系統(tǒng)的總冷負荷時，應(yīng)考慮同時使用系數(shù)的選用。2、設(shè)備選擇冷熱水空調(diào)系統(tǒng)可冷熱源形式很多，如風(fēng)冷熱泵機組、單冷機組加熱水爐等。室內(nèi)末端 設(shè)備一般為風(fēng)機盤管和空調(diào)箱。風(fēng)機盤管和空調(diào)箱的選擇風(fēng)機盤管的選擇步驟如下：1）根據(jù)裝飾要求確定風(fēng)機盤管的形式。2）根據(jù)房間的冷負荷，一般按風(fēng)機風(fēng)管的中檔風(fēng)速時的供冷

22、量來選擇風(fēng)機盤管型號， 也可按高檔風(fēng)速時供冷量的80%-85%來選擇。3）校核冬季加熱量是否滿足房間冬季供熱要求。3、系統(tǒng)熱穩(wěn)定性問題熱泵機組和單冷機組的壓縮機為定速壓縮機，空調(diào)水系統(tǒng)存在熱穩(wěn)定性問題。水系統(tǒng)熱 穩(wěn)定性是指單位時間內(nèi)，在熱干擾作用下，水系統(tǒng)本身的溫度波動的大小。一般來講，單位 時間內(nèi)，在一定的熱干擾作用下，水系統(tǒng)溫度波動小，稱為水系統(tǒng)熱穩(wěn)定性好；反之，水系 統(tǒng)熱穩(wěn)定性差。配有定速壓縮機的系統(tǒng)，能量調(diào)節(jié)一般通過開、停壓縮機實現(xiàn)。部分負荷下，壓縮機運 行很短時間，系統(tǒng)水溫就達到設(shè)定溫度，此時壓縮機停機；當(dāng)水系統(tǒng)容量較小時，過很短時 間，系統(tǒng)水溫就偏出設(shè)定溫度范圍，壓縮機又必須開機，

23、從而造成壓縮機開、停機頻繁，影 響主機的壽命，并且，冬季除霜時造成系統(tǒng)水溫降過大，影響供熱效果，造成吹冷風(fēng)的現(xiàn)象。系統(tǒng)的水容量越大，則系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性越好，反之，系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性越差。因此，水系 統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)校核計算系統(tǒng)水容量是否滿足系統(tǒng)熱穩(wěn)定性要求。（1 ）系統(tǒng)水容量計算系統(tǒng)水容量為管道水容量與設(shè)備水容量之和。管道水容量按下式計算：M=R=inqL式中M -為系統(tǒng)的水容量（kg）q -某管徑每米常的水容量（kg/m ）L i-某管徑水管的長度（m ）管徑mm最大流速m/s比摩阻pa/m流量m3/h水容量kg/mDN150.53900.350.196DN200.63700.770.356DN250.73601.440.572DN32