空调冷(热)负荷计算方法的节能分析

建筑节能　空调冷（热）负荷计算方法的节能分析　摘要：随着近年来我国居民住房条件的改善，如何配置空调成为许多家庭关注的热点问题，而合理的系统大小以准确的负荷计　算和合理的设计为基础，因设计计算负荷的不到位，导致空调设备选型的小或大，造成空调效果达不到需求或造成安装维护、运行　费用的增高、耗电量的增大、在实际应用中调节能力差、设备寿命低、不能经济节能运行等一系列问题。本文作者结合工作经验，总　结了典型住宅冷负荷实践经验估算值，并对计算结果进行对比分析。　关键词：空调；节能；冷热负荷；计算方法；　１、建筑物的总冷（热）负荷的计算确定　空调房间的冷（热）负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依　表１朝向修正系数Ｃ　据，冷负荷是指需要提供冷量以消除室内余热的负荷，反之为热负荷。我国在　２０世纪７０～８Ｏ年代开展了空调冷负荷新计算方法的研究，１９８２年经原城乡建　设环境保护部主持，评议通过了两种新的冷负荷计算方法：一为谐波反应法，　为冷负荷系数法（冷负荷系数法更适合于手算），冷负荷系数法是在ｚ传递函　数法的基础上，为便于在工程上进行手算而建立起来的一种简化计算方法。　一１．２．２建筑物房间通风换气耗热（冷）量　计算公式：　Ｑｈ＝Ｌ・Ｖ（ｔｗ—－ｔｎ）　式中：Ｑｈ～换气传热量（ｗ）；Ｌ—换气量（ｈｉ／ｈ）；ｔｗ一室外计算温度（℃）；ｔｎ一　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　ｍ　℃）。　荷，当计算某一建筑物空调冷负荷时，则可按条件查出相应的冷负荷温度与　室内设计温度ｆ℃）；ｒ空气容积热容ｗ・ｈ／（空气的热容量，受空气的温度、含湿量等的影响，计算起来较为复杂。为　冷负荷系数，用稳定传热公式形式即可计算出经围护结构传人热量所形成的　了简化计算，空气热容量按容积计算，夏季一般按０．４６ｗ・ｈ／（ｍ，・℃）计算，冬季　冷负荷和日射得热形成的冷负荷。　般按０．４ｗ・ｈ／（ｍ　℃）计算。　用冷负荷温度和冷负荷系数法计算空调冷负荷所采用的大量附表，可查　１．２．３建筑物通过门窗的太阳辐射得热量计算　阅中国建筑科学研究院空气调节研究所《空调冷负荷计算方法》。文章所述计　算方法是在冷负荷系数法基础上在实践中改进的为方便于手算适用的工程　Ｑｙ＝Ｃ‘＆。Ｆ　式中：Ｑｙ—通过门窗的太阳辐射热（ｗ，ｎｆ）；＆—太阳辐射热（直接辐射＋散　简化计算方法。　射辐射）；Ｆ一门窗的面积（　）；Ｃ—遮阳系数。　１．１冷负荷计算的３个主要步骤　在计算时，太阳辐射热参考“夏季透过标准窗玻璃的太阳辐射照度表”，　１．１．１冷负荷计算主要包括３个步骤　　①确定区域冷负荷。包括通过建筑物围护结构带来的外部负荷及内部　遮阳系数要根据遮阳板、遮阳帘、窗帘等实际情况选择。一的人、照明、电气设备、潜热负荷、湿负荷和其他热源带来的负荷。　②计算系统的通风量。这一步要选择相对区域负荷的空气分配系统，而　且涉及通风所必须的进入空调系统的户外新风量。　１．２．４建筑物房间照明热负荷　③计算负荷必须满足系统以及补偿管道损失所需的最大的负荷。　１．２冷负荷的构成及计算原理　由于照明技术的提高，节能灯的发展，现在设计规范中的照明负荷与实　际情况相差很大。比如，多数资料中，办公室照明负荷大于２０Ｗ／ｎ￣，而采用节　能灯的实际照明负荷一般小于５Ｗ／　，所以，应参考照明设计进行计算。对于　建筑物有门窗的房间，如果透过门窗的辐射热超过５０Ｗ／ｎ／，（按建筑面积计　算），房间不需要电灯即可满足室内照明的需要。所以，在设计计算时，太阳透　光辐射热大于５０ｗ／ｒｄ，时，一般不需要进行照明热负荷计算，但对于跨度较大　的建筑还是要计算照明热负荷的。　１．２．５建筑物房间内人体散热量人体的散热量受室内温度、工作强度的　１．２　１建筑物围护结构传热量以及瞬变传热而形成的逐时冷负荷的计算　方法　建筑物与室外存在温度差，引起传热，冬季失热，夏季得热。影响围护结　构传热量的主要因素有：围护结构的材料、厚度、朝向、涂料颜色等，还有因墙　体外表的光滑度而引起的换热系数，这些都将直接影响墙体外表面的温度。　墙体外表面温度的变化会影响到建筑物的传热量，在计算建筑围护结构的传　热系数时，可根据建筑热工性能指标查找，再乘以围护结构修正系数进行计　影响，制热时不考虑人体的散热量。制冷时，散热量一般按表２中数值计算。　表２人体散热量（ｗ）　算，也就是说，假设传热过程是在稳定状态下进行，为简化方便于手工计算，　其冷负荷计算可按下述公式进行，经比较比不稳定传热要大一些，但其结果　也在工程的误差允许范围内，其富裕值能很好保证设备折旧、不可预见因素　影响，事实上众多投入使用并正常运转的工程充分证明了其实际意想的效　果，采用稳定传热简明方便多了，计算公式如下：　１．２．６其他散热量　这部分热量包含室内设备散热及其他物料散热，需要根据实际情况进行　计算。在完成上述６项计算后，将６项计算结果相加，所得的数值就是建筑物的　ＱＲ＝Ｋ’Ｆ（Ｃｔｗ－ｔｎ）　热）负荷。但在计算建筑物热负荷时，照明辐射热、太阳辐射热、人体散热　式中：ＱＲ一围护结构传热量　）；Ｋ—建筑材料传热系数［ｗ／（ｎ／・℃）】；Ｆ一围　总冷（　护结构外表面积（　）；ｃ一室内计算温度修正系数（冬季取１）；ｔｗ一室外计算温　量及其他散热量不能计算在内。度（℃）；ｔｎ一室内设计温度（℃）。　另外，由于太阳的辐射作用，建筑物外墙的温度要高于室外空气的温度，　户式中央空调适用于房间分散、面积较小、运行时间不同、对空气参数　究竟高多少，这主要受当地的气象条件、空气的透明度等级、建筑物的周边环　境等的影响，在这种情况下，对建筑物的辐射强度增加，建筑物的外墙温度就　要求不一致等情况，设计选购户式中央空调系统主机和末端装置时，首　相对较高。另外，由于外墙的材料、颜色不同也会造成墙体表面温度的差异，　先要弄清各个房间用多大的制冷量，（即冷负荷），如何根据房间大小及环　所以，外墙的温度计算起来很复杂，为此，笔者在计算时，总结出一套简易的　境条件计算总制冷量（ｇ０总冷负荷），成为重要前提。估算时，普通房间每　外墙温度修正系数表。外墙的修正系数受墙体朝向的影响，不同朝向的围护　平方米约需１４０Ｗ～１６３Ｗ（系基本制冷量），以此计算制冷量仅此还不够，　结构其温度修正系数是不同的，表１是笔者在计算时，选用的朝向修正系数，　还应考虑房间环境等各种因素进行附加，汇总各房间基本制冷量和附加　供大家在实际应用中参考。采用这一修正系数后，计算围护结构传热量时可　制冷量计算出整个户式中央空调的总制冷量（即总冷负荷），才能进行设　不再考虑外墙的换热系数。　备选型。　（下转第１６３页）　２、建筑物房间冷负荷实践经验估算　。１４７‘　工程质量与管理　中，要从监理规划、施工准备、施工过程、施工验收等方面出发，针对性的搞好　【２】李睿，李志祥．建筑工程施工质量监理控制措施Ｄ］．科技创新导报，２００９，　施工各环节的质量控制，从而提高监理工作有效性，保障建筑施工质量。　（１５）：３５．　参考文献　【３】刘恩亮工程建筑监理对施工质量的监督与控制卟黑龙江科技信息，　［１】潘玉荣监理对施工质量的控制卟科技致富向导，２０１２，（０５）：２１７．　２０１２，（２２）：９９．　（上接第１４６页）长、密封效果优秀，在相同的静水压力下其出流量少于普通　的水龙头，节水效率能够达到２０％～３０％。除此之外，重启水龙头的防溅功能　３、结语　也可起到良好的节水作用，而自闭式水龙头与感应式水龙头也具极强的节水　在新世纪高科技发展的今天，节水的概念已非传统意义上的减少用水　效能；２）节水淋浴，节水型淋浴器主要是冷热水混合式淋浴器，根据恒温装置　量，而是以满足使用要求、给排水系统正常运行以及保证人们生活质量的基　所设定的温度气动扳手可有效地调节水温及减少调水时间，此外定量控制水　础为前提。建筑节水工作与给排水系统的各个环节息息相关，施工不规范、使　栓的淋浴也可通过自动停止来节约水资源；３）节水厕所，作为建筑节水的重要　用劣质材料等原因所造成的水资源浪费是设计人员所不可监控的。作为给排　组成部分其推广具有重大意义，美国所推出免冲洗型坐便器利用高液体的存　水的设计人员，应在能力所及的范围内做出合理的节水设计，依靠有效的管　水弯衬垫无需水资源的使用，可在减少用水的同时还减少了处理污水的费　理及先进的技术施工措施来真正意义上地提升资源的有效利用率，为我国的　用，除此之外，感应型自动冲水设备、虹吸坐便器、双冲水节水箱以及两档提　建筑节水事业做出贡献。　拉式虹吸水箱的节水效果也十分明显。　（上接第１４７￣＂）３、用经验估算值来检验计算结果并进行比　在计算冷（热）负荷时，如果冷（热）负荷选择的过大，会使系统的运行费用　增加、维修费用增加、投资增加：冷（热）负荷选择的偏小会影响制冷（热）效果。　较确定冷（热）负荷　目前，由于各种新型建筑材料不断地在建筑中被选用，这些新型材料的　每个具体工程都有自身的特殊性，其实际冷负荷与估算表中的数据就会　导热性、吸热性、透光性、反光性各不相同，所以，在设计时对冷（热）负荷的计　有一定的差距，所以，在实际应用中，只能用它来比较核对计算值，计算结果　算，要根据建筑物围护结构的材料、用途、设计要求进行计算，不应该简单采　与估算表上的数值不可能完全一致，无论计算结果与经验估算值之间的偏差　用经验估算值，经验估算值只能作为设计计算的一种比较和参考。　大小，一定要从中找出二者之间不一致的原因，否则，就要对计算结果反复计　算，直到确信计算值准确无误为止。经验是实践的总结，对实践起着重要的指　４、结束语　导作用，但经验不能代替一切，对不同的建筑，不同的用途，不同的环境，不同　根据建筑物的热工性能情况确定系统的冷（热）负荷及空调的型式，进行　的城市规划要求等诸多因素要进行具体的分析计算，经验值只能作为参考，　空调系统的优化比较，并选择效率高的空调设备，既能达到舒适的室内环境，　在设计时，不能盲目采用经验数据。还应了解各种设备的市场行情及质量，这　又能节省投资经济运行节能，已成为方兴未艾发展迅速的空调业的永恒的主　有利于在保证工程质量的前提下降低中央空调的工程造价。　流趋势问题，这将助力推动我国创建“节能型”社会的健康快速发展。　（上接第１４８页）本，可以对住宅小区的二级管网进行优化设计，在热力站的近　端加装自力式流量调节阀，对管网平衡进行调节。这样能对站内循环泵扬程　三、结语　进行改善，增加供热半径，使得大内供热面积的耗电量减少。　热力站作为耗能大户，其实现节能降耗不仅仅是能够迎合国家政策的要　（四）加强节能降耗技术改造，实现节能降耗目标　求，也能够有效的对自身的运行成本进行节约，能够有效的促进全社会的和　当企业发展到了一定的程度时，需要在技术上寻求突破，只有这样才能　谐发展。为此，必须要贯彻节能降耗的目标，仅仅的围绕节能降耗目标开展各　够在节能降耗上取得良好的成绩。为此，在热力站就必要将科技兴站作为节　项工作，在最大限度上利用能源并保护环境。　能降耗、提高效益的重要措施，注重对供热设备的科技投入，通过各种科学方　参考文献　法来实现节能降耗的目的，实现节能降耗技改项目的节能降耗效果。应该多　［１］程建青，臧洪泉．集中供热系统的节能措施Ⅱ】．煤气与热力，２００８，２８（０２）．　进行科技投资，购置自立式水力平衡装置，提供高供热效率，进而能够达到节　［２刘贺明．大力推进供热行业的节能减排工作Ⅱ】．区域供热，２００８，（２］０５）．　能降耗的效果。对锅炉设备进行技术改装，最大限度的对余热进行利用，减少　［３】贾玉萍，王霖．热力站节能的技术分析和运行实践Ｕｌｌ内蒙古石油化工，　热能损耗，提高对能源的利用率。　２０１０，（Ｏ１）．　（上接第１５７页）对性地提出对策，促进监理企业的良好发展，保证监理工作　［２］赵凯．如何做好建筑工程监理工作探讨Ⅱ】．中小企业管理与科技．２０１１，３４　的效果和作用。　（１２）：１２２—１２３．　参考文献：　［３］陆云青．探析建筑工程监理作业Ｕ］．中华居民．２０１１，０８（０７）：７９—８０．　［１］杜秀娟．浅谈加强国内建筑工程监理意识的创新途径　黑龙江科技信息．　［４］顾兆陌．建筑工程监理存在的问题及其解决措施ⅡＪ　城市建设理论研究（电　２０１　１。０８（０３）：５５—５６．　子版）２０１２。０５（０５）：１６—１７．　（上接第１５８页）技术与国外大公司相比还存在相当大的差距，尽管如此，也具　对代建项目实行工程担保和保险制度，必须要求代建企业向业主提出风险担　有知名国际公司所不具备的特点，例如更为了解国内审批流程，与主管部门　保，同时，要将该条件作为审查代建企业资格的重要内容。　和单位具有良好的沟通平台等。凭借这些优点，国内公司同样可以以此作为　参考文献　与外资企业合作的砝码，为学习他们的先进管理经验和技术创造机会。　［１惆广泰、窦振明，政府投资项目代建制浅谈Ⅱ】，天津市政工程，２００６年第１期，　３．６引入国际工程担保做法和经验对代建制项目担保　Ｐ１４—２５　一般政府工程项目具有高知名度和影响力，涉及面十分广泛，因此对工　［２１康克龙，代建与项目二种模式的制度分析Ⅱ】，中国招标，２００６年，Ｐ１１－－２０　程质量和要求也更为苛刻。由于国内代建制起步较晚，行业内企业规模相对　［３］蒋晓风，关于代建制财务管理问题的探究Ⅱ］，集团经济研究，２００６年５月下　偏小．单个代建企业难以承担大型工程的风险。要有效解决这个问题，必须要　半月刊，Ｐ　２２８　（上接第１６１页）同阶段应该选择不同的管控方式，从而让安全监理的效率得　（１８）：Ｐ４５．　以切实提升，确保建筑施工处于安全状态下，进而提升施工质量。　ｆ２】郭上福，论建筑工程施工安全监理的控制Ｄ］现代物业．２０１２（１１）：Ｐ３５．　参考文献　［３】苏敬忖，江国庆．浅论建筑工程施工安全监理Ⅱ］．黑龙江科技信息．２００９（３３）　［１】宋亚东关于建筑工程施工现场安全监理问题分析卟东方企业文化２０１２　Ｐ４２．　‘１６３’