空调冷负荷估算 · 简易冷热负荷计算
用于设计初期、报价阶段以及学习暖通空调的简易计算。由用途和面积求出显热、潜热负荷、室内显热比和送风量,再用“在焓湿图中打开”把室内点、显热比线和新风点直接画到计算器里。正式设计请做逐时冷负荷计算。
计算依据
室内负荷是各项单位指标之和,新风负荷与计算器过程卡片采用相同的湿空气计算。制冷时,需要排除的热量记为 +;供暖时,需要供给的热量记为 +。
| 项目 | 公式 | 说明与依据 |
|---|---|---|
| 人体 | qs = N·s, ql = N·l | s、l 见下方人体发热表(W/人)。人数 N = 密度 × A / 100,或直接输入 |
| 照明与设备 | q = L·A, q = E·A | 全部按显热、即时负荷计(忽略使用率和蓄热)。单位指标为参考值 |
| 围护结构(简化) | q = K·Ae·(t_o − t_r) + S·A | 传热只按干球温差,太阳辐射及其他按房间面积在一栏中填入。供暖时为 K·Ae·(t_r − t_o) |
| 新风量 | Q = (Rp·N + Ra·A)/Ez × 3.6 | ASHRAE 62.1 通风率法。Ez 取 62.1 的空气分布有效性 Ez 表中的值,制冷默认 1.0(顶部送冷风),供暖默认 0.8(顶部送热风、顶部回风)。也可以用 Q = n·A·H,或直接输入 |
| 新风显热 | qs = ṁ·(1.006 + 1.86 d_o)·(t_o − t_r) | ṁ = Q / (3600·v_o),按新风比容。与计算器过程卡片(新风 → 室内)的定义相同 |
| 新风潜热 | ql = ṁ·(h_o − h_r) − qs | 全热减去显热(与过程卡片相同)。水分 ṁ·(d_o − d_r) |
| 室内显热比 SHF | SHF = Σqs / (Σqs + Σql) | 仅室内负荷,不含新风。用这个值在图上画显热比线 |
| 送风量(制冷) | ṁ_s = q_r / (h_r − h_s), Q_s = ṁ_s·v_s | t_s = t_r − Δt,送风点是“送风 → 室内”过程的显热比等于室内显热比的点(与计算器制冷计算相同) |
| 送风量(供暖) | ṁ_s = q_r / ((1.006 + 1.86 d_s)·Δt) | t_s = t_r + Δt,d_s = d_r(与计算器供暖计算相同) |
| 单位 | 1 冷吨 = 3.517 kW, 1 kcal = 4.1868 kJ | 美国冷吨,IT 卡 |
人体发热(ASHRAE Fundamentals 第 18 章表 1)
室内 24 °C 时、已反映男女和年龄构成的修正值(W/人,空气流动较慢的情况)。室内温度较高时,总量不变而潜热比例增大。餐厅的值包含食物发热。不同版本的数值可能略有差异,请与所用版本的表核对。
| 活动 | 适用场所 | 显热 W | 潜热 W |
|---|---|---|---|
| 剧场就座 | 剧场 | 65 | 30 |
| 坐姿轻度工作 | 办公室、旅馆、公寓 | 70 | 45 |
| 一般办公作业 | 办公室、旅馆、公寓 | 75 | 55 |
| 站立轻度工作、走动 | 百货商店、零售店 | 75 | 55 |
| 走动、站立 | 药店、银行 | 75 | 70 |
| 用餐(餐厅) | 餐厅 | 80 | 80 |
| 轻度台面作业 | 工厂 | 80 | 140 |
所需新风量(ASHRAE 62.1 表 6-1)
通风率法中每人和每平方米的新风量,以及默认在室密度。呼吸区新风量 Vbz = Rp·Pz + Ra·Az 除以 62.1 中的空气分布有效性 Ez(顶部送冷风 1.0,顶部送热风、顶部回风 0.8。计算器默认制冷 1.0、供暖 0.8,也可以选择)。不同版本的数值可能变化,请与所采用的版本核对。国内请参照 GB 50736 的最小新风量规定。
| 用途 | Rp L/s·人 | Ra L/s·m² | 密度 人/100 m² | 每人 m³/h |
|---|---|---|---|---|
| 办公空间 | 2.5 | 0.3 | 5 | 30.6 |
| 会议室 | 2.5 | 0.3 | 50 | 11.2 |
| 营业(零售) | 3.8 | 0.6 | 15 | 28.1 |
| 餐厅用餐区 | 3.8 | 0.9 | 70 | 18.3 |
| 教室(9 岁以上) | 5 | 0.6 | 35 | 24.2 |
| 阶梯教室 | 3.8 | 0.3 | 65 | 15.3 |
用途预设初始值
只有依据列中标有出处的值才是有出处的值,“参考值”是未能核实出处、留有余量的初始值。请自行输入后使用。
| 用途 | 人员与发热 | 新风量 | 照明、设备 W/m² |
|---|---|---|---|
| 办公室 | 5 人/100 m²(62.1), 75/55 W | Rp 2.5·Ra 0.3(62.1) | 10 · 15 (参考值) |
| 会议室 | 50 人/100 m²(62.1), 70/45 W | Rp 2.5·Ra 0.3(62.1) | 10 · 5 (参考值) |
| 商店(营业) | 15 人/100 m²(62.1), 75/55 W | Rp 3.8·Ra 0.6(62.1) | 15 · 5 (参考值) |
| 餐厅(用餐区) | 70 人/100 m²(62.1), 80/80 W | Rp 3.8·Ra 0.9(62.1) | 12 · 10 (参考值) |
| 教室 | 35 人/100 m²(62.1), 70/45 W | Rp 5·Ra 0.6(62.1) | 10 · 5 (参考值) |
| 住宅(多户住宅) | 4 人(参考值), 70/45 W | 0.5 次/h(取自韩国设备标准) | 6 · 5 (参考值) |
| 机房 | 2 人(参考值), 70/45 W | 100 m³/h(参考值) | 10 · 500 (参考值) |
简化估算的局限
这是把单位指标相加的简易方法,不单独计算太阳辐射(朝向、时刻、玻璃遮阳)、墙体和室内蓄热造成的时间延迟、逐时最大负荷、渗风、风管和风机得热、再热和安全系数。用于设计初期的规模估算、报价和练习;设备选型前请做详细负荷计算(采用 ASHRAE RTS 法的 HAP、TRACE 等软件,或逐时冷负荷计算)。
供暖不计内部发热和太阳辐射,只计围护结构传热和新风,偏安全侧。加湿量只含新风部分,不含室内产生的水分(人体等)。
示例
办公室 100 m²,室内 26 °C·50 %,室外 32 °C·60 %,密度 5 人/100 m² → 5 人,一般办公作业 75/55 W,照明 10、设备 15、太阳辐射 20 W/m²,K 1.0 W/m²K × 50 m²,62.1 新风 (2.5 × 5 + 0.3 × 100) × 3.6 = 153 m³/h,送风温差 10 K。
室内:人体 0.375/0.275 kW,照明 1.000,设备 1.500,围护结构 1.0 × 50 × 6 = 0.300,太阳辐射 2.000 kW → 显热 5.175,潜热 0.275,SHF = 5.175 / 5.450 = 0.950。
新风:d_o 18.033,d_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,显热 0.04778 × 1.0395 × 6 = 0.298 kW,全热 0.04778 × 25.45 = 1.216 kW,潜热 0.918 kW,水分 1.30 kg/h。
合计:显热 5.473,潜热 1.193,全热 6.666 kW = 1.90 冷吨 = 5,732 kcal/h。送风 16 °C·10.282 g/kg,ṁ = 5.450 / (52.91 − 42.12) × 3600 = 1,817 kg/h → 1,513 m³/h(与 ρ = 1.2、cp = 1.006 的估算式 5.175 kW / (1.2 × 1.006 × 10) = 1,543 m³/h 相差 2 %)。
这 2 % 的差异是因为估算式把 ρ·cp 固定为 1.2 kg/m³ 和 1.006 kJ/kgK。本计算采用湿空气比热 1.006 + 1.86·d(1.025)和送风点比容(0.833 m³/kg,ρ 约 1.20 kg/m³,但这是按干空气计)。
出处
- ASHRAE Handbook Fundamentals (SI),第 18 章“Nonresidential Cooling and Heating Load Calculations”表 1:各种活动的人体发热
- ANSI/ASHRAE Standard 62.1, Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality:表 6-1 最小新风量,空气分布有效性 Ez 表
- 韩国《建筑物设备标准规则》第 11 条:30 户以上新建集合住宅等每小时换气 0.5 次以上(仅用于住宅预设的初始值,国内请按所执行的设计规范取值)
- ASHRAE Handbook Fundamentals (SI),第 1 章“Psychrometrics”:湿空气状态公式(计算器引擎)
常见问题
冷负荷怎么计算?
把室内显热(人体、照明、设备、围护结构传热、太阳辐射)和室内潜热(人体)相加,再加上把新风冷却到室内状态的新风负荷。本计算器按用途预设和面积填入各项,分成显热和潜热,以 kW、冷吨、kcal/h 显示。这是不含太阳辐射、蓄热逐时变化的简化估算。
送风量怎么求?
估算式为:送风量(m³/h)= 室内显热(kW)× 3,600 ÷ (1.2 × 1.006 × 送风温差)。室内显热 10 kW、温差 10 K 时约为 2,980 m³/h。计算器则用室内显热比线上送风点的比焓差和比容,更准确地求出同一个值。
冷负荷 kW 怎么换算成冷吨或 kcal/h?
1 USRT = 3.517 kW,1 kW = 860 kcal/h。35 kW 约为 9.95 冷吨、30,100 kcal/h。详细表格以及与日本冷吨的差别见 https://psychart.kr/zh/tools/units/rt-kw/。
最后更新:2026-10-12。