實(shí)例一:住宅臥室冷負(fù)荷計算
空間參數(shù):臥室面積\(F = 15㎡\),層高\(yùn)(h = 2.8m\),位于南方地區(qū),窗戶為南向,面積\(F_{窗}=3㎡\)。房間常住 2 人,有 1 臺電腦(額定功率\(P_{電腦}=100W\),使用系數(shù)\(\eta_{電腦}=1.0\))、1 盞燈(額定功率\(P_{燈}=30W\),使用系數(shù)\(\eta_{燈}=1.0\)),無新風(fēng)系統(tǒng)。
(一)圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷
基本傳熱負(fù)荷
假設(shè)臥室為新建住宅,外墻傳熱系數(shù)\(K_{墻}=0.8W/(㎡·℃)\),窗戶傳熱系數(shù)\(K_{窗}=2.8W/(㎡·℃)\)。夏季室外計算溫度\(t_{外}=35℃\),室內(nèi)設(shè)計溫度\(t_{內(nèi)}=26℃\),則\(\Delta t = t_{外}-t_{內(nèi)}=9℃\)。
外墻面積(假設(shè)四面墻,兩面有窗戶,忽略門窗面積影響外墻面積計算):\(F_{墻}=2×(15÷2.8)×2.8 + 2×(15÷2.8)×2.8 - 3 = 30 - 3 = 27㎡\)(此處簡化計算,實(shí)際需按建筑圖紙精確計算)
外墻傳熱負(fù)荷:\(Q_{墻}=K_{墻}×F_{墻}×\Delta t = 0.8×27×9 = 194.4W\)
窗戶傳熱負(fù)荷:\(Q_{窗}=K_{窗}×F_{窗}×\Delta t = 2.8×3×9 = 75.6W\)
圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本傳熱總負(fù)荷:\(Q_{圍護(hù) - 傳熱}=Q_{墻}+Q_{窗}=194.4 + 75.6 = 270W\)
日照附加冷負(fù)荷(針對窗戶)
南方北緯地區(qū),南向日照附加系數(shù)\(C = 1.15\)。
窗戶日照附加冷負(fù)荷:\(Q_{日照}=Q_{窗}×C = 75.6×1.15 = 86.94W\)
圍護(hù)結(jié)構(gòu)總冷負(fù)荷:\(Q_{圍護(hù)}=Q_{圍護(hù) - 傳熱}+Q_{日照}=270 + 86.94 = 356.94W\)
(二)人員與設(shè)備負(fù)荷
人員散熱負(fù)荷
臥室人員為靜坐狀態(tài),單位人員冷負(fù)荷\(q = 120W/人\),人數(shù)\(n = 2\)人。
人員散熱冷負(fù)荷:\(Q_{人}=n×q = 2×120 = 240W\)
設(shè)備散熱負(fù)荷
電腦散熱負(fù)荷:\(Q_{電腦}=P_{電腦}×\eta_{電腦}=100×1.0 = 100W\)
燈散熱負(fù)荷:\(Q_{燈}=P_{燈}×\eta_{燈}=30×1.0 = 30W\)
設(shè)備總散熱冷負(fù)荷:\(Q_{設(shè)備}=Q_{電腦}+Q_{燈}=100 + 30 = 130W\)
(三)總冷負(fù)荷
無其他負(fù)荷(無新風(fēng)系統(tǒng)),負(fù)荷余量系數(shù)\(\alpha = 0.15\)。
總冷負(fù)荷:\(Q_{總}=(Q_{圍護(hù)}+Q_{人}+Q_{設(shè)備})×(1 + \alpha)=(356.94 + 240 + 130)×1.15=(726.94)×1.15≈836W\)
根據(jù)計算結(jié)果,應(yīng)選擇額定制冷量略大于 836W 的風(fēng)機(jī)盤管,如額定制冷量為 900W 的風(fēng)機(jī)盤管。
實(shí)例二:辦公室熱負(fù)荷計算
空間參數(shù):辦公室面積\(F = 30㎡\),層高\(yùn)(h = 3m\),位于北方地區(qū),窗戶為東向,面積\(F_{窗}=4㎡\)。辦公室有 5 人辦公,有 5 臺電腦(額定功率\(P_{電腦}=100W\),使用系數(shù)\(\eta_{電腦}=0.8\))、2 臺打印機(jī)(額定功率\(P_{打印}=80W\),使用系數(shù)\(\eta_{打印}=0.6\)),有新風(fēng)系統(tǒng),每人新風(fēng)量按\(30m3/h\)計算。
(一)圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷
基本傳熱負(fù)荷
北方新建辦公樓,外墻傳熱系數(shù)\(K_{墻}=0.7W/(㎡·℃)\),窗戶傳熱系數(shù)\(K_{窗}=2.6W/(㎡·℃)\)。冬季室內(nèi)設(shè)計溫度\(t_{內(nèi)}=20℃\),室外計算溫度\(t_{外}=-5℃\),則\(\Delta t = t_{內(nèi)}-t_{外}=25℃\)。
外墻面積(假設(shè)四面墻,兩面有窗戶,忽略門窗面積影響外墻面積計算):\(F_{墻}=2×(30÷3)×3 + 2×(30÷3)×3 - 4 = 60 - 4 = 56㎡\)
外墻傳熱負(fù)荷:\(Q_{墻}=K_{墻}×F_{墻}×\Delta t = 0.7×56×25 = 980W\)
窗戶傳熱負(fù)荷:\(Q_{窗}=K_{窗}×F_{窗}×\Delta t = 2.6×4×25 = 260W\)
圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本傳熱總負(fù)荷:\(Q_{圍護(hù) - 傳熱}=Q_{墻}+Q_{窗}=980 + 260 = 1240W\)
日照附加冷負(fù)荷(冬季可忽略,此處計算熱負(fù)荷):冬季日照時間短且太陽輻射弱,對熱負(fù)荷影響小,暫不考慮。
(二)人員與設(shè)備負(fù)荷
人員散熱負(fù)荷
辦公室人員為靜坐辦公,單位人員熱負(fù)荷\(q = 80W/人\),人數(shù)\(n = 5\)人。
人員散熱熱負(fù)荷:\(Q_{人}=n×q = 5×80 = 400W\)
設(shè)備散熱負(fù)荷
電腦散熱負(fù)荷:\(Q_{電腦}=\sum_{i = 1}^{5}(P_{電腦}×\eta_{電腦}) = 5×100×0.8 = 400W\)
打印機(jī)散熱負(fù)荷:\(Q_{打印}=\sum_{i = 1}^{2}(P_{打印}×\eta_{打印}) = 2×80×0.6 = 96W\)
設(shè)備總散熱熱負(fù)荷:\(Q_{設(shè)備}=Q_{電腦}+Q_{打印}=400 + 96 = 496W\)
(三)新風(fēng)負(fù)荷
新風(fēng)量\(V = 5×30 = 150m3/h\),空氣密度\(\rho = 1.2kg/m3\),空氣比熱\(C_{p}=1.005kJ/(kg·℃)\)。
新風(fēng)熱負(fù)荷:\(Q_{新風(fēng)}=\rho×V×C_{p}×\Delta t = 1.2×150×1.005×25 = 4522.5W\)
(四)總熱負(fù)荷
負(fù)荷余量系數(shù)\(\alpha = 0.2\)。
總熱負(fù)荷:\(Q_{總}=(Q_{圍護(hù)}+Q_{人}+Q_{設(shè)備}+Q_{新風(fēng)})×(1 + \alpha)=(1240 + 400 + 496 + 4522.5)×1.2=(6658.5)×1.2≈7990W\)
根據(jù)計算結(jié)果,應(yīng)選擇額定制熱量略大于 7990W 的風(fēng)機(jī)盤管,且需考慮風(fēng)機(jī)盤管的新風(fēng)接入方式,以滿足新風(fēng)負(fù)荷需求。