冷房負荷計算器|簡易冷暖房負荷
這是供設計初期、估價階段與空調考試準備用的簡易計算。依用途與面積求出顯熱、潛熱負荷、室內 SHR 與送風量,按「在空氣線圖中開啟」,就會把室內點、顯熱比線與外氣點直接畫在計算器上。
計算依據
室內負荷是各項目單位值的總和,外氣負荷則與計算器過程卡片相同,都是濕空氣計算。冷房以要移除的熱量為 +,暖房以要供應的熱量為 +。
| 項目 | 公式 | 說明、依據 |
|---|---|---|
| 人體 | qs = N·s, ql = N·l | s、l 為下方人體發熱表的值 (W/人)。人數 N = 密度 × A / 100,或直接輸入 |
| 照明、設備 | q = L·A, q = E·A | 全部為顯熱、即時負荷(忽略使用率與蓄熱)。單位值為參考值 |
| 外殼(簡易) | q = U·Ae·(t_o − t_r) + S·A | 傳導只計乾球溫差,日射及其他以每單位樓地板面積的單一欄位輸入。暖房為 U·Ae·(t_r − t_o) |
| 外氣量 | Q = (Rp·N + Ra·A)/Ez × 3.6 | ASHRAE 62.1 通風率程序。Ez 採 62.1 送風效率 Ez 表的值,冷房預設 1.0(天花板送冷風),暖房預設 0.8(天花板送暖風、天花板回風)。也可用 Q = n·A·H,或直接輸入 |
| 外氣顯熱 | qs = ṁ·(1.006 + 1.86 W_o)·(t_o − t_r) | ṁ = Q / (3600·v_o),以外氣比容為基準。與計算器過程卡片(外氣 → 室內)的定義相同 |
| 外氣潛熱 | ql = ṁ·(h_o − h_r) − qs | 全熱減去顯熱的值(與過程卡片相同)。水分為 ṁ·(W_o − W_r) |
| 室內 SHR | SHR = Σqs / (Σqs + Σql) | 僅計入扣除外氣的室內負荷。以此值在線圖上畫出顯熱比線 |
| 送風量(冷房) | ṁ_s = q_r / (h_r − h_s), Q_s = ṁ_s·v_s | t_s = t_r − ΔT,送風點是「送風 → 室內」過程 SHR 等於室內 SHR 的點(與計算器冷房計算相同) |
| 送風量(暖房) | ṁ_s = q_r / ((1.006 + 1.86 W_s)·ΔT) | t_s = t_r + ΔT,W_s = W_r(與計算器暖房計算相同) |
| 單位 | 1 RT = 3.517 kW, 1 kcal = 4.1868 kJ | 美國冷凍噸,IT 卡 |
人體發熱(ASHRAE Fundamentals 第 18 章表 1)
這是室內 24 °C、並反映男女與年齡組成的修正值(W/人,空氣流動緩慢時)。室內溫度較高時,同樣的總量中潛熱所占比例會變大。餐廳的值含有食物的發熱。不同版本的值可能略有差異,請與您所用版本的表格對照。
| 活動 | 適用範例 | 顯熱 W | 潛熱 W |
|---|---|---|---|
| 劇院就座 | 劇院 | 65 | 30 |
| 坐著做輕度工作 | 辦公室、飯店、公寓 | 70 | 45 |
| 一般辦公作業 | 辦公室、飯店、公寓 | 75 | 55 |
| 站著做輕度工作、走動 | 百貨公司、商店 | 75 | 55 |
| 走動、站立 | 藥局、銀行 | 75 | 70 |
| 用餐(餐廳) | 餐廳 | 80 | 80 |
| 輕度工作檯作業 | 工廠 | 80 | 140 |
必要外氣量(ASHRAE 62.1 表 6-1)
這是通風率程序中每人、每面積的外氣量與預設在室密度。呼吸區外氣量 Vbz = Rp·Pz + Ra·Az,再除以 62.1 送風效率 Ez 表的值(天花板送冷風 1.0,天花板送暖風、天花板回風 0.8。計算器預設冷房 1.0、暖房 0.8,也可自行選擇)。各版本的值可能不同,請與您所適用的版本對照。各地區法規對公共場所要求的必要換氣量,無法在本頁確認原文,因此未列入。
| 用途 | Rp L/s·人 | Ra L/s·m² | 密度 人/100 m² | 每人 m³/h |
|---|---|---|---|---|
| 辦公空間 | 2.5 | 0.3 | 5 | 30.6 |
| 會議室 | 2.5 | 0.3 | 50 | 11.2 |
| 零售(賣場) | 3.8 | 0.6 | 15 | 28.1 |
| 餐廳客席 | 3.8 | 0.9 | 70 | 18.3 |
| 教室(9 歲以上) | 5 | 0.6 | 35 | 24.2 |
| 講堂 | 3.8 | 0.3 | 65 | 15.3 |
用途預設的初始值
只有依據欄寫有出處的值才是有出處的值;「參考值」是無法確認出處、抓得比較寬裕的初始值。請自行輸入後使用。
| 用途 | 人員、發熱 | 外氣量 | 照明、設備 W/m² |
|---|---|---|---|
| 辦公室 | 5 人/100 m² (62.1), 75/55 W | Rp 2.5·Ra 0.3 (62.1) | 10 · 15 (參考值) |
| 會議室 | 50 人/100 m² (62.1), 70/45 W | Rp 2.5·Ra 0.3 (62.1) | 10 · 5 (參考值) |
| 商店(零售) | 15 人/100 m² (62.1), 75/55 W | Rp 3.8·Ra 0.6 (62.1) | 15 · 5 (參考值) |
| 餐廳(客席) | 70 人/100 m² (62.1), 80/80 W | Rp 3.8·Ra 0.9 (62.1) | 12 · 10 (參考值) |
| 教室 | 35 人/100 m² (62.1), 70/45 W | Rp 5·Ra 0.6 (62.1) | 10 · 5 (參考值) |
| 住宅(集合住宅) | 4 人(參考值), 70/45 W | 0.5 次/h(請依當地法規確認) | 6 · 5 (參考值) |
| 電腦機房 | 2 人(參考值), 70/45 W | 100 m³/h(參考值) | 10 · 500 (參考值) |
簡易計算的限制
這是把單位值相加的簡易方法,因此不另行計算日射(方位、時刻、玻璃遮蔽)、牆體與室內蓄熱造成的時間延遲、各時段最大負荷、縫隙風、風管與風機得熱,以及再熱與安全係數。請用於設計初期的規模概估、估價與考試題目練習,選用設備前請做詳細負荷計算(使用 ASHRAE RTS 法的 HAP、TRACE 等程式)。
暖房不計內部發熱與日射,只計外殼傳導與外氣,取安全側。加濕量僅計外氣部分,不含室內產生的水分(人體等)。
範例
辦公室 100 m²,室內 26 °C、50 %,外氣 32 °C、60 %,密度 5 人/100 m² → 5 人,一般辦公作業 75/55 W,照明 10、設備 15、日射 20 W/m²,U 1.0 W/m²K × 50 m²,62.1 外氣 (2.5 × 5 + 0.3 × 100) × 3.6 = 153 m³/h,送風溫差 10 K。
室內:人體 0.375/0.275 kW,照明 1.000,設備 1.500,外殼 1.0 × 50 × 6 = 0.300,日射 2.000 kW → 顯熱 5.175,潛熱 0.275,SHR = 5.175 / 5.450 = 0.950。
外氣:W_o 18.033、W_r 10.496 g/kg,h_o 78.37、h_r 52.91 kJ/kg,v_o 0.8895 m³/kg → ṁ = 153 / (3600 × 0.8895) = 0.04778 kg/s,顯熱 0.04778 × 1.0395 × 6 = 0.298 kW,全熱 0.04778 × 25.45 = 1.216 kW,潛熱 0.918 kW,水分 1.30 kg/h。
合計:顯熱 5.473,潛熱 1.193,全熱 6.666 kW = 1.90 RT = 5,732 kcal/h。送風 16 °C、10.282 g/kg,ṁ = 5.450 / (52.91 − 42.12) × 3600 = 1,817 kg/h → 1,513 m³/h(與 ρ = 1.2、cp = 1.006 的概算式 5.175 kW / (1.2 × 1.006 × 10) = 1,543 m³/h 相差 2 %)。
這 2 % 的差異,是因為概算式把 ρ·cp 固定為 1.2 kg/m³、1.006 kJ/kgK。本計算採用濕空氣比熱 1.006 + 1.86·W (1.025) 與送風點比容 (0.833 m³/kg,ρ 約 1.20 kg/m³,但以乾空氣為基準)。
出處
- ASHRAE Handbook Fundamentals (SI),第 18 章「Nonresidential Cooling and Heating Load Calculations」表 1:依活動分類的人體發熱
- ANSI/ASHRAE Standard 62.1, Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality:表 6-1 最小外氣量,送風效率 Ez 表
- 各地區建築法規中的換氣規定(請依當地法規確認)
- ASHRAE Handbook Fundamentals (SI),第 1 章「Psychrometrics」:濕空氣狀態方程式(計算器引擎)
常見問題
冷房負荷要怎麼計算?
把室內顯熱(人體、照明、設備、外殼傳導、日射)與室內潛熱(人體)相加,再加上把外氣冷卻到室內狀態的外氣負荷。本計算器依用途預設與面積填入各項目,分成顯熱與潛熱,以 kW、RT、kcal/h 顯示。這是不計日射、蓄熱隨時段變化的簡易計算。
送風量要怎麼求?
概算式為:送風量 (CMH) = 室內顯熱 (kW) × 3,600 ÷ (1.2 × 1.006 × 送風溫差)。室內顯熱 10 kW、溫差 10 K 時,約為 2,980 CMH。計算器則是用室內 SHR 線上送風點的焓差與比容,更精確地求出相同的值。
冷房負荷 kW 要怎麼換成冷凍噸或 kcal/h?
1 USRT = 3.517 kW,1 kW = 860 kcal/h。35 kW 約為 9.95 RT、30,100 kcal/h。詳細的表格與日本冷凍噸的差異,請見 https://psychart.kr/zh-tw/tools/units/rt-kw/。
最後更新 2026-10-12。