超市空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的負(fù)荷與風(fēng)量計(jì)算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u532超市空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的負(fù)荷與風(fēng)量計(jì)算過程案例 170151.1冷負(fù)荷數(shù)值計(jì)算 158601.1.1冷負(fù)荷構(gòu)成 1318041.1.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷 2312901.1.3人體顯熱冷負(fù)荷 356041.1.4燈具設(shè)備冷負(fù)荷 3253221.2濕負(fù)荷與濕負(fù)荷形成的冷負(fù)荷的計(jì)算 4145821.2.1滲透空氣的冷負(fù)荷 4265981.2.2人體散濕量與潛熱冷負(fù)荷 5201131.3送風(fēng)量與其形成的冷負(fù)荷計(jì)算 6276651.3.1總送風(fēng)量的計(jì)算 6233561.3.2新風(fēng)量的確定和新風(fēng)冷負(fù)荷 8169351.3.3風(fēng)機(jī)盤管送風(fēng)量的確定與冷負(fù)荷計(jì)算 835391.4負(fù)荷計(jì)算書 942151.4.1算例 9252801.4.2計(jì)算書 101.1冷負(fù)荷數(shù)值計(jì)算1.1.1冷負(fù)荷構(gòu)成冷負(fù)荷的構(gòu)成一般是由具體建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)所形成的的冷負(fù)荷，向外開啟門和設(shè)置在外墻上的外窗形成的冷負(fù)荷，太陽輻射影響外窗和建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)造成的冷負(fù)荷，人體散熱和散濕形成的冷負(fù)荷，設(shè)備、照明設(shè)施形成的冷負(fù)荷以及部分散熱設(shè)備形成的冷負(fù)荷的總合稱作整個(gè)建筑的總冷負(fù)荷。建筑主體的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括了外墻、向外開啟的門、外窗以及屋面的冷負(fù)荷；太陽輻射主要是造成了外窗因太陽輻射形成的冷負(fù)荷；室內(nèi)其他的主要分為：室內(nèi)照明設(shè)備室內(nèi)加熱設(shè)備以及室內(nèi)散熱設(shè)備等一系列電器等所形成的冷負(fù)荷；建筑內(nèi)還有人員所形成的顯熱和潛熱冷負(fù)荷，以及不同程度上的風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)所形成的冷負(fù)荷。在本次設(shè)計(jì)過程中，在進(jìn)行冷負(fù)荷計(jì)算過程時(shí)，采用冷負(fù)荷系數(shù)計(jì)算法。1.1.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷1.外圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷為方便確定具體的準(zhǔn)確的日最高冷負(fù)荷，所以采用逐時(shí)法進(jìn)行對(duì)于外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷負(fù)荷計(jì)算，由于該建筑為商用超市，所以從早上9點(diǎn)開始計(jì)時(shí)到晚上10點(diǎn)結(jié)束營業(yè)停止。在這個(gè)過程中外墻及屋面所受陽光照射形成的冷負(fù)荷參考如下公式（1.1）進(jìn)行計(jì)算[10]。 CL=KFtw1? 式中：K——傳熱系數(shù)[W/(㎡·℃)]F——傳熱面積（㎡）twtNx在天津地區(qū)夏季室外計(jì)算溫度的標(biāo)準(zhǔn)已天津的鄰近城市北京為標(biāo)準(zhǔn)選取從早上9點(diǎn)到晚上10點(diǎn)的逐時(shí)溫度依據(jù)不同朝向和衰減系數(shù)的不同進(jìn)行選取。2.外窗的傳熱溫差冷負(fù)荷外窗在建筑的設(shè)計(jì)和實(shí)際施工當(dāng)中普遍存在，所以在太陽輻射的情況下，外窗在有遮罩和無遮罩的情況下有不同的傳熱溫差導(dǎo)致的冷負(fù)荷，所形成的外窗傳熱溫差冷負(fù)荷Qr可以用公式（1.2）進(jìn)行計(jì)算[11]Qr=αKFt式中：α——窗框修正系數(shù)K——玻璃外窗的傳熱系數(shù)[W/（㎡·℃）]trδ——地點(diǎn)修正系數(shù)因?yàn)樵摯皯暨x擇的是鋁合金雙層玻璃窗。因此窗框修正系數(shù)為1.2.1.外窗的太陽輻射冷負(fù)荷透過向外接受日光照射的窗戶的太陽輻射形成的在逐時(shí)計(jì)算的時(shí)刻得到的冷負(fù)荷Qτ，應(yīng)根據(jù)有無遮陽設(shè)施進(jìn)行不同的選擇分別計(jì)算[10]。該建筑選擇為無遮陽設(shè)施的外窗因此根據(jù)公式（1.3）進(jìn)行計(jì)算[11]Qτ=FX式中：XgXdJwτ因?yàn)樵摼频晡挥谔旖蚴校虼说攸c(diǎn)修正系數(shù)為0.96；構(gòu)造修正系數(shù)為0.59；冷負(fù)荷強(qiáng)度為逐時(shí)選取因此在這就不一一列舉。1.1.3人體顯熱冷負(fù)荷建筑設(shè)施內(nèi)的人體顯熱散熱燈自身行為形成的在計(jì)算時(shí)刻下的冷負(fù)荷，用公式（1.4）進(jìn)行計(jì)算[11]。Qτ=φnq式中：n——計(jì)算時(shí)刻內(nèi)，空氣調(diào)節(jié)區(qū)域內(nèi)的總?cè)藬?shù)，當(dāng)沒有數(shù)據(jù)支撐建筑實(shí)際使用時(shí)的具體人數(shù)，可根據(jù)不同類型建筑的人群平米數(shù)計(jì)算得出總?cè)藬?shù)φ——集群系數(shù)q1τ——計(jì)算時(shí)刻，hT——同一人群在建筑空氣調(diào)節(jié)區(qū)域內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)，hτ?Xτ?T一層的總?cè)藬?shù)經(jīng)過計(jì)算為273人，二到四層為285人，集群系數(shù)選取為0.89，一個(gè)人在一小時(shí)內(nèi)的散熱量75W，冷負(fù)荷系數(shù)經(jīng)計(jì)算選取為0.98。1.1.4燈具設(shè)備冷負(fù)荷1.白織燈散熱形成的冷負(fù)荷白熾燈散熱形成的冷負(fù)荷Q用公式（1.5）進(jìn)行計(jì)算[11]。Q=n1N式中：n1N——燈具的安裝功率WXτ?T同時(shí)使用系數(shù)為最大限度選取選用0.8，燈具的安裝功率按照高級(jí)商店的標(biāo)準(zhǔn)選取為19W/㎡，冷負(fù)荷系數(shù)經(jīng)實(shí)際情況比對(duì)選取為0.97。2.設(shè)備顯熱散熱冷負(fù)荷使用場(chǎng)所內(nèi)可能會(huì)有熱量散失的設(shè)備所形成的一系列的顯熱和散熱在計(jì)算時(shí)刻得到冷負(fù)荷Q，可按下式（1.6）和（1.7）進(jìn)行計(jì)算[11]。Q=qsX式中：qsXτ?Tqs=Fq式中：F——空調(diào)區(qū)域面積，㎡qf一層面積為817.65㎡，二至四層面積為851.68㎡。功率密度選取為13w/㎡，冷負(fù)荷系數(shù)為0.99。通過公式（1.7）計(jì)算出相對(duì)應(yīng)的qs，并應(yīng)用公式（1.1.2濕負(fù)荷與濕負(fù)荷形成的冷負(fù)荷的計(jì)算1.2.1滲透空氣的冷負(fù)荷1.滲入空氣量的計(jì)算（1）外門開啟進(jìn)入的空氣量通過向外開啟的門而進(jìn)入到建筑室內(nèi)的滲透總空氣量G1（kg/h），可按照下式（1.8）進(jìn)行估算[11]G1=n式中：n1V1ρ0經(jīng)計(jì)算可得每小時(shí)進(jìn)出人流量為87人，因每小時(shí)進(jìn)出人數(shù)小于100人，且為普通鋁合金雙層玻璃門，數(shù)量在一扇以上，因此每次滲入空氣量4.75。所以經(jīng)計(jì)算得出四層建筑內(nèi)所有的外門滲入空氣總量均為481.5kg/h。（2）門窗縫隙滲入空氣量通過建筑的門窗在整體結(jié)構(gòu)上所留下的縫隙中滲入到室內(nèi)空間的空氣量G2（kg/h），可依照公式（1.9）進(jìn)行計(jì)算[11]G2=n式中：n2V2每小時(shí)換氣次數(shù)計(jì)算后對(duì)比實(shí)際情況選取為每小時(shí)0.4次。因四層的房間容積不同所以計(jì)算結(jié)果為：一層是1905.2kg/h；二到四層為1989.1kg/h。2.滲入空氣顯熱形成的冷負(fù)荷計(jì)算滲入空氣形成的顯熱冷負(fù)荷Q可按照下式（1.10）進(jìn)行計(jì)算[11]。Q=0.28Gtw?式中：G——單位時(shí)間空氣滲入到建筑內(nèi)部的總量；G=tw1.2.2人體散濕量與潛熱冷負(fù)荷1.人體散濕量在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)刻環(huán)節(jié)的預(yù)估室內(nèi)人群的人體散濕量D（kg/h），可按照下式（1.11）進(jìn)行計(jì)算[11]。D=0.001φnτg式中：φ——群集系數(shù)nτg——1名成年男子小時(shí)散濕量，g/h。此次設(shè)計(jì)的群集系數(shù)經(jīng)參考后選取為0.89，一名成年男子在一個(gè)小時(shí)內(nèi)的總散濕量為158g/h，一層的人體散濕量經(jīng)計(jì)算可得38.39kg/h，二層到四層的人體散濕量經(jīng)計(jì)算可得40.1kg/h。2.人體散濕形成的潛熱冷負(fù)荷計(jì)算時(shí)刻人體散濕形成的潛熱冷負(fù)荷Q，按照公式（1.12）進(jìn)行計(jì)算[11]。Q=φnτq式中：q2一名成年男子的小時(shí)潛熱散熱量為106W，因此永安超市一層的人體潛熱冷負(fù)荷為25754.8W，二到四層的人體潛熱冷負(fù)荷為26886.9W。1.3送風(fēng)量與其形成的冷負(fù)荷計(jì)算1.3.1總送風(fēng)量的計(jì)算總送風(fēng)量是新風(fēng)機(jī)組送風(fēng)量和風(fēng)機(jī)盤管送風(fēng)量的總和。1.熱濕比經(jīng)過計(jì)算得到了室內(nèi)的余熱量和余濕量的比值，未達(dá)到消除建筑內(nèi)部的余熱和余濕，維持室內(nèi)根據(jù)設(shè)計(jì)需求所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值（23℃/濕度50%），送入室內(nèi)的空氣狀態(tài)經(jīng)計(jì)算和選取（15℃/濕度90%）。送入建筑內(nèi)的余熱和余濕被系統(tǒng)吸收后，狀態(tài)由O(?0，d0)轉(zhuǎn)換為N（?N，dε=QW=式中：Q——室內(nèi)余熱量，W；W——室內(nèi)余濕量，kg/s。描述的N點(diǎn)和O點(diǎn)兩個(gè)狀態(tài)點(diǎn)如圖1.1所示，描述實(shí)際的狀態(tài)選取根據(jù)焓濕圖，在計(jì)算出相對(duì)應(yīng)的熱濕比之后，在圖中測(cè)量出相對(duì)應(yīng)的角度，找到所對(duì)應(yīng)的室內(nèi)狀態(tài)N點(diǎn)，根據(jù)選取角度畫出相對(duì)應(yīng)的角度的延長線，設(shè)定送風(fēng)溫度原則上是越低越好，但考慮到經(jīng)濟(jì)性隨意送風(fēng)溫度宜選取在比室內(nèi)計(jì)算溫度低5~10℃。找到相對(duì)應(yīng)點(diǎn)位的焓值和含濕量，進(jìn)行下一步計(jì)算。圖1.SEQ圖\*ARABIC\s21送入空氣狀態(tài)變化過程線2.總送風(fēng)量計(jì)算送風(fēng)量由余熱量或余濕量與找到的對(duì)應(yīng)焓值或含濕量之差的比值求取G（kg/s），可用下式（1.14）或（1.15）求得[12]。G=Q?N式中：?N——狀態(tài)點(diǎn)N的焓值，kJ/kg;?0G=WdN式中：dN——狀態(tài)點(diǎn)N的含濕量，g/kg，d0當(dāng)公式（1.14）和公式（1.15）的計(jì)算結(jié)果相似時(shí)說明計(jì)算正確。因此一層的總送風(fēng)量為6.15kg/s，二到三層的總送風(fēng)量為6.43kg/s,四層的總送風(fēng)量9.32kg/s。1.3.2新風(fēng)量的確定和新風(fēng)冷負(fù)荷1.新風(fēng)量的確定在設(shè)計(jì)合適情況下的空調(diào)系統(tǒng)中，既要保證室內(nèi)溫度和濕度需求的穩(wěn)定控制，也要滿足室內(nèi)人員的新鮮空氣的實(shí)時(shí)供給，以保證人員健康和舒適。因此，新風(fēng)系統(tǒng)包括了送風(fēng)和回風(fēng)兩條管路。對(duì)于一個(gè)建筑所需要的新風(fēng)量來說，新風(fēng)量的增多無論對(duì)于人員舒適度和空氣品質(zhì)都有提升。同時(shí)，在另一個(gè)方面來說，新風(fēng)量的減少會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)能耗也隨之減少，提升了整套新風(fēng)系統(tǒng)在運(yùn)行、使用環(huán)節(jié)當(dāng)中的效益型和經(jīng)濟(jì)性，但對(duì)于新風(fēng)量供給的減少是有標(biāo)準(zhǔn)的，減少也是需要條件的，不然室內(nèi)空氣的品質(zhì)也會(huì)隨著新風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)量的減少而降低。在正常情況下，新風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)是對(duì)于室內(nèi)人群自身和其他一系列的活動(dòng)產(chǎn)生的污染物進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂尯团懦?，防止空氣品質(zhì)的降低。并對(duì)室內(nèi)的消耗進(jìn)行一定量的補(bǔ)充和排出空氣的量進(jìn)行適量的補(bǔ)償，保持室內(nèi)新風(fēng)量的充足是對(duì)于房間正壓的需求保障。因此在該次對(duì)于永安超市的新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，每個(gè)人所需的新風(fēng)量定在了20m3/h。所以，一層的新風(fēng)量為5460m3/h，二到四層的新風(fēng)量為5700m3/h。2.新風(fēng)冷負(fù)荷的計(jì)算新風(fēng)機(jī)組的冷負(fù)荷是系統(tǒng)的新風(fēng)送風(fēng)量和夏季室外空氣焓值與機(jī)器露點(diǎn)焓值之差的乘積求出的，可用公式（1.16）計(jì)算得出[10]。Q0,w=q式中：qm?wx?lx1.3.3風(fēng)機(jī)盤管送風(fēng)量的確定與冷負(fù)荷計(jì)算1.風(fēng)機(jī)盤管送風(fēng)量確定在本次設(shè)計(jì)過程中，將吹入室內(nèi)空氣處理后得到與建筑內(nèi)部空氣相同焓值的新風(fēng)，而不必負(fù)擔(dān)室內(nèi)的負(fù)荷，室內(nèi)負(fù)荷僅由風(fēng)機(jī)盤管提供。用總風(fēng)量減去新風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)量就可確定風(fēng)機(jī)盤管的送風(fēng)量，可參考公式（1.17）[10]。qm,F=G?q式中：qm2.風(fēng)機(jī)盤管冷負(fù)荷計(jì)算風(fēng)機(jī)盤管冷負(fù)荷是由風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)處理過后的風(fēng)量和通過處理后的空氣的焓值與室外空氣的焓值之差的乘積計(jì)算出來的，可參考公式(1.18)進(jìn)行計(jì)算[10]。Q0，F(xiàn)=q式中：Q0,?Nx?Mx1.4負(fù)荷計(jì)算書1.4.1算例以該建筑（永安超市）一層進(jìn)行計(jì)算。（1）一層南外墻（逐時(shí)計(jì)算）Q=0.8×（69.582×5-14×4）×34-23）=2568.808W所有外墻依次計(jì)算。（2）一層南外窗（逐時(shí)計(jì)算）Q=1.2×1.3×14×4×（29-23）=1330.56W（3）一層南外窗輻射冷負(fù)荷（逐時(shí)計(jì)算）Q=14×4×0.59×0.96×100=3171.84W（4）一層西外門Q=1.26×4×4.5×（38.77-23）=925.38W（5）人體顯熱冷負(fù)荷Q=0.89×273×75×0.98=17858.295W（6）白熾燈冷負(fù)荷Q=0.8×15535.09×0.97=12055.8584W（7）設(shè)備冷負(fù)荷Q=10629.84×0.99=10521.5416W（8）空氣顯熱冷負(fù)荷Q=0.28×2386.63×（31.9-23）=7281.997W（9）人體潛熱冷負(fù)荷Q=0.89×273×106=25754.82W（10）新風(fēng)冷負(fù)荷Q=1.96×（84-62）=41.12kW1.4.2計(jì)算書一至四層冷負(fù)荷計(jì)算書如下表1.1所示。表1.SEQ表\*ARABIC