重提“负荷计算问题”

重提“关于负荷计算问题”

摘要：负荷计算是空调工程设计的基础，它决定设备容量的选用，管网系统的规模以及工程总造价等，这是技术人员熟知的事实。但是近几年来用估算的方法替代了空调冷负荷计算，给制定方案、工程审核造成一定的困难。本文通过实例，重提“关于负荷计算问题”，借此引起设计者进一步的重视。

关键词：瞬变传热 估算 计算程序 负荷计算

七十年代末空调工程负荷用瞬变传热计算代替了稳定传热计算，并且区分了得热和负荷的概念。八十年代出版的所有空调书籍，如空气调节工程、空气调节设计手册、暖通空调常用数据手册、高层建筑空调与节能等皆引用了动态负荷计算。动态负荷在围护结构方面的计算显得比较繁琐，即便是各种手册采用了一些简化手段，计算工作量也较大。计算软件的产生似乎解决了这一问题，但是应用上也不普遍，只有估算最简便，捷径行路，人之通性，慢慢地被它取而代之了。但是估算的根基并不坚实，偏于保守是不可避免的，总是顾虑怕估算的小了，这也是可以理解的。?

1、第一个实例

图1是位于苏州地区旅馆建筑客房的标准层平面简图，层高3米，共十层，24墙两面抹灰，客房为单层塑钢玻璃窗，面积6m2，挂浅色窗帘，屋顶的传热系数为1.19W/m2℃。客房要求设计干球温度25℃，2人间，新鲜空气量为30m3/人时，室内平均用电量150W。走道与楼梯间、电梯间等公用部分，送冷风保持27℃，客房与走道的温差为2～3℃，可以忽略传热计算，因而客房的围护结构负荷只有外墙、外窗、屋顶等部分。从图1可看出，客房的围护结构的大小和朝向共有6种型式，并编号如下：1.南向，2.北向，3.西南向，4.西北向，5.东南向，6.东北向。对于顶层多了一个屋面，编号为1-顶～6-顶。?

应用动态传热计算，其最大冷负荷与发生时刻列于表1。

表1 客房编号冷负荷(w)发生时刻(时)客房单位面积负荷值(w/m2)12064.31373.721890.91467.532468.51388.242451.21787.552734.21397.662585.41492.31-顶2813.014100.52-顶2743.81698.03-顶3421.316122.24-顶3430.817122.55-顶3507.514125.36-顶3457.516123.5

从计算结果可以看出动态计算的特点，西南向、西北向或者东南向、东北向的负荷差值不大，但发生时刻不同。这是因为动态计算是用加权或卷积的数学形式计算，计算任一时刻的传热必须包括其它时刻在该时刻的影响量，卷积而成。表1的数据是客房选择末端设备的根据，客房2和客房5-顶负荷相差1616.6W，理所当然地要选取不同容量的末端设备才合理。

关于选取制冷设备的容量，有两种方法：一是把整体客房建筑（底层是裙房不计）看成是一个孤立整体，用总的围护结构、总的客人数和总的用电量等计算；二是把表1计算值逐层进行叠加，再把走道东、西两侧和顶层走道屋面的围护结构的负荷算上即可。在计算机上计算的结果列于表2。

表2 计算方法总负荷(w)发生时刻(时)客房单位面积负荷值(w/m2)第一种方法650055.11362.7第二种方法725581.570.0

从理论上讲第一种方法最正确，该楼的最大负荷发生在13时，由于13时并不是所有客房的最大负荷，自然要比第二种方法计算的数值小，但是应用第一种方法选取制冷设备的容量，空调系统应有良好的控制系统，在不同时刻应该能够进行能量的调剂，当然这方面的要求很高。用第二种方法作为选取制冷设备的容量，保守一点，但易于保证客房效果。从单位面积负荷值看，表2的数值比表1数值（除2号客户）都要小，这是由于表2在计算总建筑面积时包括了走道的面积，整体建筑的走道面积为1408m2，其围护结构的负荷量在计算机上显示只有43454.9W，走道的单位面积负荷值不足31W/m2的缘故引起。?

但是在审核图纸时常看到这样的情况，同样面积和条件的空调房间的末端设备，不论朝向和围护结构如何，皆选用同一型号的末端设备，这个原因多数是由于用估算来进行负荷计算的结果。目前估算的方法有两种方式：一种是出版的各种书籍的推荐数据，对于客房一般的范围是80-110W/m2，与上述实例计算的表1相比较，可见对大部分客房适用，但对部分客房就不能满足，倘若对整体建筑的主机估算，按80W/m2计其主机容量要大出约14%，按110W/m2计主机容量要大出约57%；一种是各设计单位自行的作法，如将空调房间按150kcal/m2（174W/m2）估算，而整体建筑按其70%即109kcal/m2(122W/m2)估算，则整体建筑的制冷量将是122×1036.8×10=1264896W。?

估算的本身带有很大的近似性，它与具体的建筑物的开间、进深、人数以及用电量等因素有关，既要满足设计条件的要求

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