Kalkulator obciążenia chłodniczego · szybki bilans HVAC
Szybkie oszacowanie do wczesnego projektu, kosztorysu i nauki HVAC. Rodzaj pomieszczenia i powierzchnia dają obciążenie jawne i utajone, SHF pomieszczenia i strumień nawiewu; „Otwórz na wykresie psychrometrycznym” rysuje w kalkulatorze punkt pomieszczenia, linię SHF i punkt zewnętrzny.
Podstawy
Obciążenia pomieszczenia są sumami wskaźników dla poszczególnych pozycji; obciążenie od powietrza zewnętrznego to ten sam rachunek psychrometryczny co w karcie przemiany kalkulatora. W chłodzeniu dodatnie jest ciepło do odebrania, w ogrzewaniu ciepło do dostarczenia.
| Pozycja | Równanie | Uwagi · podstawa |
|---|---|---|
| Osoby | qj = N·s, qu = N·l | s i l z tabeli osób poniżej (W na osobę). N = gęstość × A / 100 albo liczba osób podana wprost |
| Oświetlenie, urządzenia | q = L·A, q = E·A | Całość jako ciepło jawne, od razu (bez współczynnika jednoczesności i akumulacji). Wskaźniki to wartości orientacyjne |
| Przegrody zewnętrzne (uproszczone) | q = U·Ae·(t_z − t_p) + S·A | Przenikanie tylko z różnicy temperatur termometru suchego; promieniowanie słoneczne i inne jako jedna wartość na powierzchnię podłogi. Ogrzewanie używa U·Ae·(t_p − t_z) |
| Strumień powietrza zewnętrznego | Q = (Rp·N + Ra·A)/Ez × 3,6 | Procedura natężenia wentylacji wg ASHRAE 62.1. Ez z tabeli skuteczności rozdziału powietrza w strefie wg 62.1: domyślnie 1,0 dla chłodzenia (nawiew chłodnego powietrza z sufitu), 0,8 dla ogrzewania (nawiew ciepłego powietrza z sufitu, wywiew z sufitu). Albo Q = n·A·H, albo wartość podana wprost |
| Ciepło jawne powietrza zewnętrznego | qj = ṁ·(1,006 + 1,86 x_z)·(t_z − t_p) | ṁ = Q / (3600·v_z) przy objętości właściwej powietrza zewnętrznego; ta sama definicja co w karcie przemiany (zewnętrzne → pomieszczenie) |
| Ciepło utajone powietrza zewnętrznego | qu = ṁ·(h_z − h_p) − qj | Całkowite minus jawne (jak w karcie przemiany); wilgoć ṁ·(x_z − x_p) |
| SHF pomieszczenia | SHF = Σqj / (Σqj + Σqu) | Tylko obciążenia pomieszczenia, bez powietrza zewnętrznego; na tej podstawie rysowana jest linia SHF na wykresie |
| Strumień nawiewu (chłodzenie) | ṁ_n = q_p / (h_p − h_n), Q_n = ṁ_n·v_n | t_n = t_p − ΔT; stan nawiewu sprawia, że SHF od nawiewu do pomieszczenia jest równy SHF pomieszczenia (jak w panelu chłodzenia kalkulatora) |
| Strumień nawiewu (ogrzewanie) | ṁ_n = q_p / ((1,006 + 1,86 x_n)·ΔT) | t_n = t_p + ΔT, x_n = x_p (jak w panelu ogrzewania kalkulatora) |
| Jednostki | 1 RT = 3,517 kW, 1 kcal = 4,1868 kJ | Amerykańska tona chłodnicza, kaloria IT |
Zyski ciepła od osób (ASHRAE Fundamentals, rozdział 18, tabela 1)
Wartości skorygowane dla typowej mieszanki mężczyzn, kobiet i dzieci przy 24 °C w pomieszczeniu (W na osobę, mała prędkość powietrza). Przy cieplejszym pomieszczeniu ta sama suma przesuwa się w stronę ciepła utajonego. Wartość dla restauracji obejmuje ciepło z jedzenia. Wydania różnią się nieznacznie, więc sprawdź według używanego wydania.
| Aktywność | Typowe zastosowanie | Jawne W | Utajone W |
|---|---|---|---|
| Siedzenie w teatrze | Teatr | 65 | 30 |
| Siedzenie, lekka praca | Biura, hotele, mieszkania | 70 | 45 |
| Umiarkowanie aktywna praca biurowa | Biura, hotele, mieszkania | 75 | 55 |
| Stanie, lekka praca; chodzenie | Dom towarowy, sklep | 75 | 55 |
| Chodzenie, stanie | Apteka, bank | 75 | 70 |
| Siedzenie przy posiłku (restauracja) | Restauracja | 80 | 80 |
| Lekka praca przy stole | Zakład produkcyjny | 80 | 140 |
Strumienie powietrza zewnętrznego (ASHRAE 62.1, tabela 6-1)
Powietrze zewnętrzne na osobę i na powierzchnię oraz domyślna gęstość osób z procedury natężenia wentylacji. Powietrze zewnętrzne w strefie oddychania Vbz = Rp·Pz + Ra·Az dzieli się przez Ez z tabeli skuteczności rozdziału powietrza w strefie wg 62.1 (1,0 dla nawiewu chłodnego powietrza z sufitu, 0,8 dla nawiewu ciepłego powietrza z sufitu z wywiewem z sufitu; kalkulator zaczyna od 1,0 dla chłodzenia i 0,8 dla ogrzewania, a można wybrać dowolną z nich). Wartości zmieniają się między wydaniami, więc sprawdź obowiązujące.
| Sposób użytkowania | Rp l/s·os. | Ra l/s·m² | Gęstość na 100 m² | m³/h na osobę |
|---|---|---|---|---|
| Przestrzeń biurowa | 2.5 | 0.3 | 5 | 30.6 |
| Sala konferencyjna / spotkań | 2.5 | 0.3 | 50 | 11.2 |
| Sprzedaż detaliczna | 3.8 | 0.6 | 15 | 28.1 |
| Sale restauracyjne | 3.8 | 0.9 | 70 | 18.3 |
| Sale lekcyjne (od 9 lat) | 5 | 0.6 | 35 | 24.2 |
| Sala wykładowa | 3.8 | 0.3 | 65 | 15.3 |
Wartości początkowe dla rodzajów pomieszczeń
Tylko wartości ze źródłem w kolumnie podstawy mają źródło; wartości oznaczone jako orientacyjne to zapasowe wartości początkowe, których nie dało się sprawdzić ze źródłem. Wpisz własne.
| Rodzaj pomieszczenia | Osoby, ciepło | Powietrze zewnętrzne | Oświetlenie, urządzenia W/m² |
|---|---|---|---|
| Biuro | 5 na 100 m² (62.1), 75/55 W | Rp 2.5, Ra 0.3 (62.1) | 10 · 15 (orientacyjnie) |
| Sala konferencyjna | 50 na 100 m² (62.1), 70/45 W | Rp 2.5, Ra 0.3 (62.1) | 10 · 5 (orientacyjnie) |
| Sprzedaż detaliczna | 15 na 100 m² (62.1), 75/55 W | Rp 3.8, Ra 0.6 (62.1) | 15 · 5 (orientacyjnie) |
| Sala restauracyjna | 70 na 100 m² (62.1), 80/80 W | Rp 3.8, Ra 0.9 (62.1) | 12 · 10 (orientacyjnie) |
| Sala lekcyjna | 35 na 100 m² (62.1), 70/45 W | Rp 5, Ra 0.6 (62.1) | 10 · 5 (orientacyjnie) |
| Mieszkalne (mieszkanie w budynku wielorodzinnym) | Liczba osób: 4 (orientacyjnie), 70/45 W | 0.5 1/h (wartość przykładowa; sprawdź lokalne przepisy) | 6 · 5 (orientacyjnie) |
| Serwerownia | Liczba osób: 2 (orientacyjnie), 70/45 W | 100 m³/h (orientacyjnie) | 10 · 500 (orientacyjnie) |
Ograniczenia szybkiej metody
Ta metoda sumuje wskaźniki dla poszczególnych pozycji, więc nie wyznacza zysków słonecznych (orientacja, godzina, zacienienie przeszkleń), opóźnienia czasowego wynikającego z akumulacji w ścianach i pomieszczeniu, godziny szczytu, infiltracji, zysków w kanałach i wentylatorach, dogrzewania ani współczynników bezpieczeństwa. Służy do wstępnego doboru mocy, kosztorysu i nauki; przed doborem urządzeń wykonaj szczegółowy bilans obciążeń (HAP, TRACE i inne programy stosujące metodę RTS wg ASHRAE).
Ogrzewanie pomija zyski wewnętrzne i słoneczne i uwzględnia tylko przenikanie przez przegrody i powietrze zewnętrzne, co jest po stronie bezpiecznej. Nawilżanie obejmuje tylko powietrze zewnętrzne; wilgoć wydzielana w pomieszczeniu (przez osoby itp.) nie jest liczona.
Przykład obliczeń
Biuro 100 m², pomieszczenie 26 °C i 50 %, zewnętrzne 32 °C i 60 %, gęstość 5 na 100 m² daje 5 osób, umiarkowanie aktywna praca biurowa 75/55 W, oświetlenie 10, urządzenia 15 i promieniowanie słoneczne 20 W/m², U 1,0 W/m²K × 50 m², powietrze zewnętrzne wg 62.1 (2,5 × 5 + 0,3 × 100) × 3,6 = 153 m³/h, różnica temperatur nawiewu 10 K.
Pomieszczenie: osoby 0,375/0,275 kW, oświetlenie 1,000, urządzenia 1,500, przegrody 1,0 × 50 × 6 = 0,300, promieniowanie słoneczne 2,000 kW, więc jawne 5,175, utajone 0,275, SHF = 5,175 / 5,450 = 0,950.
Powietrze zewnętrzne: x_z 18,033, x_p 10,496 g/kg, h_z 78,37, h_p 52,91 kJ/kg, v_z 0,8895 m³/kg, więc ṁ = 153 / (3600 × 0,8895) = 0,04778 kg/s, jawne 0,04778 × 1,0395 × 6 = 0,298 kW, całkowite 0,04778 × 25,45 = 1,216 kW, utajone 0,918 kW, wilgoć 1,30 kg/h.
Razem: jawne 5,473, utajone 1,193, całkowite 6,666 kW = 1,90 RT = 5732 kcal/h. Nawiew 16 °C i 10,282 g/kg, ṁ = 5,450 / (52,91 − 42,12) × 3600 = 1817 kg/h, czyli 1513 m³/h (skrót ρ = 1,2, cp = 1,006: 5,175 kW / (1,2 × 1,006 × 10) daje 1543 m³/h, różnica 2 %).
Różnica 2 % wynika z tego, że skrót stałe ρ·cp ustala na 1,2 kg/m³ i 1,006 kJ/kgK; te obliczenia używają ciepła właściwego powietrza wilgotnego 1,006 + 1,86·x (1,025) i objętości właściwej nawiewu (0,833 m³/kg na kg powietrza suchego).
Źródła
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), rozdział 18, Nonresidential Cooling and Heating Load Calculations, tabela 1: zyski ciepła od osób według aktywności
- ANSI/ASHRAE Standard 62.1, Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality: tabela 6-1 minimalnych natężeń wentylacji, tabela skuteczności rozdziału powietrza w strefie (Ez)
- Koreańskie rozporządzenie o normach wyposażenia budynków, art. 11: co najmniej 0,5 wymiany powietrza na godzinę w nowych budynkach mieszkalnych od 30 lokali (wartość przykładowa; sprawdź lokalne przepisy)
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), rozdział 1, Psychrometrics: równania powietrza wilgotnego (silnik kalkulatora)
Najczęściej zadawane pytania
Jak oblicza się obciążenie chłodnicze?
Dodaj jawne obciążenie pomieszczenia (osoby, oświetlenie, urządzenia, przenikanie przez przegrody, promieniowanie słoneczne) i utajone obciążenie pomieszczenia (osoby), a następnie obciążenie od powietrza zewnętrznego, które doprowadza powietrze z zewnątrz do warunków w pomieszczeniu. Ten kalkulator uzupełnia każdą pozycję z ustawień dla rodzaju pomieszczenia i powierzchni, z podziałem na moc jawną i utajoną w kW, tonach i kcal/h. Godzinowe zyski słoneczne i akumulacja nie są modelowane.
Jak wyznacza się strumień nawiewu?
Szybki wzór: strumień (m³/h) = jawne obciążenie pomieszczenia (kW) × 3600 ÷ (1,2 × 1,006 × różnica temperatur nawiewu). 10 kW i 10 K dają około 2980 m³/h. Kalkulator wyznacza tę samą wielkość dokładniej z różnicy entalpii i objętości właściwej punktu nawiewu na linii SHF pomieszczenia.
Jak przeliczyć obciążenie chłodnicze w kW na tony lub kcal/h?
1 tona amerykańska = 3,517 kW, a 1 kW = 860 kcal/h, więc 35 kW to około 9,95 tony lub 30 100 kcal/h. Pełne tabele i tona japońska są na https://psychart.kr/pl/tools/units/rt-kw/
Ostatnia aktualizacja: 2026-10-12.