【文章內容簡介】 空調設計冷負荷計算法，即諧波反應法和冷負荷系數(shù)法 [8]。 諧波反應法是將擾量視為連續(xù)的周期性函數(shù)曲線，從而可將它分解成多階諧波的疊加，并用傅立葉級數(shù)來表達。它考慮了室外空氣綜合溫度成周期性波動，使圍護結構從外表面逐層地跟著波動，這種波幅是由外向內逐漸衰減和延遲的 [9]。 冷負荷系數(shù)法則是建立在 Z 傳遞函數(shù)理論基礎上的一種工程實用方法，它無 視擾量變化的周期性，將其視為一隨機變量，并以一組離散的脈沖序列值作為輸入，通過相應的傳遞函數(shù)計算出的系統(tǒng)反應或輸出量，也是一組無窮的脈沖序列值 [10]。 以下我是利用冷負荷系數(shù)法來計算的建筑物空調負荷。其中包括圍護結構的冷負荷，即外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷、外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷、透過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷、照明散熱形成的冷負荷、人體散熱形成的冷負荷 [11]。 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 7 冷負荷計算 本設計所涉及的冷負荷計算公式如下： 外墻瞬變傳熱引起的冷負荷按下式計算： KAQc ?? )(? （ Rc tt ?)(? ） （ 11） 式中 )(?cQ? — 外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷， Ｗ ； A — 外墻和屋面的面積， 2m ； K — 外墻和屋面的傳熱系數(shù)， Ｗ /（ ?2m ℃ ）； )(?ct — 外墻和屋面冷負荷計算溫度的逐時值， ℃ ； Rt — 室內計算溫度， ℃ 。 當考慮到地點修正 dt ，外表面放熱系數(shù)修正 ?k ，吸收系數(shù)修正 ?k 時，外墻和屋面的冷負荷計算式變?yōu)椋? KAQc ?? )(? ( 39。 )(?ct － Rt ) (12) 外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷 計算按下式計算： wwc KAQ ?)(? （ Rc tt ?)(? ） (13) 式中 )(?cQ — 外玻璃窗瞬變傳熱引起的逐時冷負荷， Ｗ ； wA — 窗口的面積， 2m ； wK — 外玻璃窗的傳熱系數(shù)， Ｗ /（ ?2m ℃ ） ； )(?ct — 外玻璃窗的冷負荷計算溫度的逐時值， ℃； Rt — 室內計算溫度， ℃ 。 透過玻璃窗日射得熱引起的冷負荷按下式計算： 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 8 LQjiswac CDCCACQ m a x)( ?? ?? (14) 式中 )(?cQ — 透過玻璃窗日射得熱引起的逐時冷負荷， Ｗ ； wA — 窗口的面積， 2m ； aC — 有效面積系數(shù)； sC — 窗玻璃的遮陽系數(shù)； iC— 窗內遮陽設施的遮陽系數(shù)； max?jD — 日射得熱因 數(shù)； LQC — 窗玻璃冷負荷系數(shù) 。 照明散熱形成的冷負荷按下式計算： ?? )(?cQ 1000 LQNCnn 21 (15) 式中 )(?cQ — 照明散熱形成的冷負荷， Ｗ ； N — 照明燈所需功率， kＷ ； 1n — 鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù) ，暗裝 1n ＝ ，明裝 1n ＝ ； 2n— 燈罩隔熱系數(shù)，當熒光燈罩上部穿有小孔，可利用自然通風散熱于頂棚內，取 2n ＝ ； LQC — 照明散熱冷負荷系數(shù)。 人體散熱形成的冷負荷按下式計算： 顯熱： LQsc CnqQ ?? ?? )( (16) 潛熱： ?nqQ l?. (17) 式中 sq — 不同室溫和勞動性質成年男子顯熱散熱量， W； lq — 不同室溫和勞動性質成年男子潛熱散熱量， W； 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 9 1n — 室內全部人數(shù)； ? — 群集系 數(shù)； LQC — 人體顯熱散熱冷負荷系數(shù)。 所有房間的冷負荷計算見附錄 （ 一 ） 。 濕負荷的確定 濕負荷的 計算公式： mw= g10 6 （ 18）各層濕負荷見附錄 （ 二 ） 。 新風負荷的確定 一個完善的空調系統(tǒng)，除了滿足對環(huán)境的溫、濕度控制以外，還必須給環(huán)境提供足夠的室外新鮮空氣。 新風量計算 根據(jù)《公共建筑節(jié)能設計標準》（ GB 50189－ 2020）： （ 1） 辦公樓新風量： 30 m3/h?人 (不小于總風量的 10%；保證房間正壓 5～10Pa)； （ 2） 大廳新風量： 10 m3/h?人。 一層至六層全空氣系統(tǒng)根據(jù)人員的數(shù)目及每人新風量計算總風量 并校核是否滿足新風比的要求，規(guī)范規(guī)定新風比 m應大于等于 10%。 新風負荷的計算 夏季空調新風冷負荷 : QW＝ G（ iWiN） （ 1－ 9） 式中 , wQ — 夏季新風冷負荷， kW； G— 新風量， kg/s； 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 10 iW— 室外空氣焓值， kJ/kg； iN— 室內空氣焓值， kJ/kg。 根據(jù)式（ 1－ 7），有（其它房間見附錄） 表 1－ 3 各房間新風量和新風負荷匯總 房間 101 102 103106 107 112 108 109111 201 202207 208 新風量 60 300 88 1500 1200 600 150 300 3000 新風負荷（ kw） 1 房間 301 311313 316 302304 307310 315 305306 314 單人間 雙人間 一層大廳 二層大廳 三層大廳 新風量 150 300 240 600 50 60 3000 1500 9000 新風負荷（ kw） 1 6 6 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 11 第 2 章 空調方式的確定及水力計算 空調方式的確定 本建筑的空調方式大致分為集中方式和局部方式。 集中方式又可分為全空氣方式、與機組（末端裝置）結合使用的方式（或空氣－ 水方式）以及全水方式。 經比較，各層的大廳及 208會議室決定選用全空氣系統(tǒng)，原因有： （ 1）由于送風量充足而室內的空氣污染小； （ 2）若設置回風機則就有可能利用新風進行供冷； （ 3）送風口與回風口設置得當，室內整齊美觀，就沒有象風機盤管那樣的末端裝置暴露在室內。 各個相對較小的房間決定選用空氣－水方式，即新風加風機盤管，原因有： （ 1）對于大負荷的房間風管的尺寸可以做的很小，從而減少風道空間； （ 2）用一臺機組可以組成一個小的分區(qū)，故分區(qū)極為方便，如果通過手動操作，則可經濟的進行個別控制。 氣流組織 氣流組織形式的選擇 空氣調節(jié)房間的氣流組織，應根據(jù)室內溫濕度參數(shù)、允許風速和噪聲標準等要求，并結合建筑物特點、內部裝修，工藝布置以及設備散熱等因素綜合考慮，通過計算確定 以達到標準的空氣品質 [8]。 空氣調節(jié)房間的送風方式及送風口的選型，應符合下列要求： 一般可采用百葉風口或條縫型風口等側送，有條件時，側送氣流宜貼附。工 藝性調節(jié)房間，當室溫允許波動范圍小于或等于 時側送氣流應貼附。 （ 1）在房間內橫向送出氣流的風口叫側送風口。一般以貼附射流形式出現(xiàn)，工作區(qū)通常是回流區(qū)。具有射程長，射流溫度和速度 衰減充分的優(yōu)點。管道布置簡單，施工方便。 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 12 （ 2） 空氣經過設在頂部的散流器進行的送風，叫做頂送。頂送的擴散和混合比較好，溫度和速度分布均勻。 本工程客房采用側送，其他均采用方形散流器頂送。 回風口采用單層柵格風口。 氣流組織計算 側送氣流組織計算 以 402 客房 為例，房間尺寸： L=,B=,H= 。送風量G= sm/3 ，送風溫度 st =℃，工作區(qū)溫度 rt =25℃。設 xtΔ =1℃，則xtΔ / stΔ =1/=，則可由表 21 查得射流最小相對射程 x/ 0d =17。 射流的實際射程 x== ， 則 送 風 口 最 大 直 徑max0d =，則可以選擇雙百葉送風口 120*120，則送風口的當量直徑 0d = * =0. 135m （ 21） 設有一個風口， 則風口的出風風速為 0v = AG0 ψ n = ** =（ 22） 則射流自由度 3 1 *??? dnBHd A （ 23） 所以最大出口風速應當為 max0v =*17=＞ 0v ，即可以滿足回流區(qū)風速不大于 。 由 Ar=rsTv td200g Δ ＝ 298/ ** 2 ＝ 310? （ 24） 由表 22 可以查得相對射 程為 ，則貼附射程為 ＞ L= 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 13 所以本設計符合氣流組織要求。 表 21 受限射流溫度衰減規(guī)律 x/ 0d 2 4 6 8 10 15 20 25 30 40 xtΔ / stΔ 表 22 射流貼附長度 Ar（ 310? ） 11 x/ 0d 80 51 40 35 32 30 28 26 23 21 散流器頂送氣流組織計算 本處是針對所有頂送氣流組織計算，以一層為例，總風量為 7560 hm/3 ，均布散流器 17 個，則單散流器送風量為 sm/3 ，承擔區(qū)域為L B H= 。 按頸部風速 *200mm。則頸部面積為 2m 。 則頸部風速為 v= =（ 25） 由于散流器內部構件的阻流，實際過流斷面只有頸部面積的 90%，所以實際頸部面積為 *= 2m ，實際風速為 0v =。 則末端風速為 x=0210 xvAKv x ?= 0 3 ** ?= （ 25） 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 14 則室內平均風速為 2122 )4/(* HL xvm ?? =（ 26） 因為送冷風，所以附加 20%的風速，則最后風速為 ＜ m/s，所以本設計符合氣流組織的要求。 全空氣 風管水力計算 管網總壓力損失包括摩擦壓力損失和局部壓力損失，應由計算確定?？照{系統(tǒng)及一 般得進、排風系統(tǒng)按下式進行估算 [17]： P? ＝ mP L （ 1+K ） （ 5－ 1） 式中 mP — 單位長度風管摩擦壓力損失， Pa ； L — 風管總長度， m； K — 整個管網局部壓力損失與摩擦壓力損失的比值， 彎頭、三通等構件較少時， K ＝ ～ 彎頭、三通等構件較大時， K ＝ ～ 以下 K 值取 4。 圖 21三層送風管路圖 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 15 表 23 第三層風管路水力計算表 管段編號 管長l m 流量 G )s/m(h/m 33 管徑寬 ? 高mmmm? 流速 v s/m 比摩阻 i m/Pa 沿程 阻力il Pa 總阻力 5il Pa 1 6238（ ） 1000 400 2 5119（ ） 800 400 3 4160（ ） 630 400 17． 55 4 3121（ ） 500 400 5 7． 8 2082（ ） 400 320 6 1039（ ） 320 200 7 346（ ） 200 160 2． 61 13 由表中數(shù)據(jù)得，最不利環(huán)路阻力為 。 由表中數(shù)據(jù)得， 17支路阻力為 ，與最不利環(huán)路的不平蘅率＞ 15％，需要加閥。其他支路計算同上。 對于新風口 風速應保持在 4～ 5m/s之間。以三層為例，新風量為 9000 h/m3 ，風口風速取 4m/s，風口尺寸 1000 800mm2。 第三層回風管路取二個回風口，回風管尺寸為 1000 500 ㎡，回風口風速取 v=4