热负荷的计算
暖通房间热负荷计算方法
暖通房间热负荷计算方法
宝子，咱来唠唠暖通房间热负荷咋计算哈。
还有一种更精确的计算方法，得考虑好多因素呢。
像房间的围护结构，这就包括墙、窗户、屋顶啥的。
墙的导热系数很关键，如果墙比较厚，保温性能好，那热量散失就慢。
窗户也是个大问题，单层玻璃的窗户肯定比双层玻璃的散热快多啦。
咱得算出这些围护结构每小时能传导出去多少热量，这就用到一些公式啦。
比如说Q = K×F ×Δt，这里的Q就是传热量，K是围护结构的传热系数，F是面积，Δt是室内外的温差。
室内外温差也很重要哦。
如果冬天外面是零下10度，室内想要20度，那温差就是30度呢。
这温差越大，房间热量散失得就越快，需要补充的热量就越多。
另外，房间里如果有人，人也会散发一定的热量呢。
一个成年人安静的时候大概散发100瓦左右的热量。
还有房间里如果有电器设备，像电脑、电视啥的，它们运行的时候也会产生热量。
这些热量在计算热负荷的时候都得考虑进去。
要是把这些额外的热量也算上，那实际需要暖通系统提供的热量就可以稍微少一点啦。
宝子，总的来说，暖通房间热负荷计算就是要把这些零零碎碎的因素都考虑周全。
这样算出来的结果才准确，咱的暖通系统才能既让房间暖和，又不浪费能源。
这就像给房间量身定制一件温暖的“小棉袄”，不多不少，刚刚好呢。
空气温升热负荷计算公式
空气温升热负荷计算公式在我们的日常生活中，尤其是在涉及到能源消耗和环境控制的领域，空气温升热负荷计算公式可是个相当重要的家伙。
咱们先来了解一下啥是空气温升热负荷。
简单说，就是要让一定体积的空气温度升高所需要的热量。
这就好比冬天的时候，你想让房间里暖和起来，得知道得给房间提供多少热量才能达到你想要的温度，这时候就要用到这个公式啦。
空气温升热负荷的计算公式是：Q = mcΔT 。
这里的 Q 表示热负荷，单位是焦耳（J）；m 是空气质量，单位是千克（kg）；c 是空气的比热容，大约是 1000 焦耳/（千克·摄氏度）；ΔT 则是温度的变化量，单位是摄氏度（℃）。
我记得有一次，我去一个朋友家做客。
他家新装修了房子，装了一套很高级的空调系统。
可是冬天的时候，那房间就是不暖和。
朋友就很纳闷，明明买的是大功率的空调，咋就不给力呢？我就跟他说，可能是没有算好空气温升热负荷。
我们一起量了房间的尺寸，估算了房间里的空气体积，然后根据空气的密度算出了空气质量。
再根据他想要房间从 10℃升到 20℃，算出了温度的变化量。
把这些数字代入公式里一算，发现他买的空调功率根本就不够！这事儿让我朋友恍然大悟，他赶紧换了个功率更大的空调，这下冬天可就舒服多了。
其实，这个公式在很多地方都能派上用场。
比如说工厂的车间，要保证生产环境的温度适宜；还有大型商场，得让顾客在舒适的温度下购物；甚至是养殖场，也要控制好禽畜生活的环境温度。
在学校里，老师教我们这个公式的时候，总是会通过各种实际的例子来帮助我们理解。
比如说计算教室里的热负荷，让我们想象在寒冷的冬天，怎样才能让同学们都能暖暖和和地学习。
再比如说，夏天的时候，一些冷藏库需要保持低温，这时候也得用类似的原理去计算保持低温所需要排出的热量。
在建筑设计中，这个公式更是至关重要。
建筑师们得根据不同地区的气候条件，计算出建筑物在不同季节所需要的供暖或者制冷的能量，从而合理地设计供暖和制冷系统，以达到节能和舒适的双重目标。
热负荷计算方法
风量后，再计算其耗热。
4. 外门开启冲入冷风耗热量 Q3(W)
请参考《实用供热空调设计手册》第二版
P314 。
5. 单层厂房的大门开启冲入冷风耗热量
Q3(W)
每班开启时间等于或者小于 15min 的大门，采用附加率法确定其大门冲入冷风耗热
附加在大门的基本耗热量上，附加率为 200% ~ 500%
每班开启时间大于 15min 的大门，按下面经验公式确定其大门开启冲入冷风量
V 的计算方法：
V = ∑（l ·L ·n ）
(3.1.1)
式中：
l— 房间某朝向上的可开启门、窗缝隙的长度， m ；
L— 每米门窗缝隙的渗风量， m3/(m ? h) ；
n — 渗风量的朝向修正系数。
考虑热压与风压的联合作用， 且室外风速随高度递增时的计算方法 （暖通与空调设
计规范规定之方法） : V = l1 ·L0 ·pow(m, b) 式中：
式中：
Qj — 该围护物的基本耗热量， W ；
βch — 朝向修正；
βf — 风力修正；
βlang — 两面外墙修正；
βm —窗墙面积比过大修正；
βfg —房高修正；
βjian —间歇附加。
3. 通过门、窗缝隙的冷风渗透耗热量
Q2(W)
Q2 = 0.28 ·Cp ·V ·ρｗ·(tn - tw)
式中：
F—车间上部可能开启的排风窗或排气孔的面积，
m2
多层厂房大门开启冲入冷风耗热量可按民用多层建筑外门开启冲入冷风耗热量计算，
条
件是车间内无机械通风造成的余压（或正或负） ，无天窗，无大量余热。
3
G
（ kg/s ）: G=A+(a+N · vw) ·F 式中：
热负荷冷负荷与湿负荷计算
热负荷冷负荷与湿负荷计算热负荷、冷负荷和湿负荷是在建筑设计和能源管理领域中常用的概念。
它们用来分析建筑物的热量和湿度变化，以确定适当的空调和通风系统设计。
热负荷是指建筑物在特定时间段内所需的热量。
它受到多个因素的影响，包括建筑的尺寸、材料、朝向、外部气象条件和内部热源（如人员和设备）。
热负荷的计算可以帮助决定建筑物所需的供暖或冷却系统的容量。
其计量单位通常是千瓦或英国热量单位（BTU）。
冷负荷与热负荷相对应，指的是建筑物在特定时间段内所需的冷量。
它是通过将室内温度与理想的室内温度进行比较来计算的。
如果室内温度超过了预定的理想温度范围，那么冷负荷就存在。
冷负荷的计算可以用来确定建筑物所需的空调系统容量。
湿负荷是指建筑物在特定时间段内所需的湿度。
湿负荷的计算是通过测量建筑物内外的湿度差来进行的。
如果建筑物内部的湿度超过了一定限制，那么湿负荷就存在。
湿负荷的计算可以用来确定建筑物所需的除湿系统容量。
热负荷、冷负荷和湿负荷的计算通常基于建筑物的设计规格和预测的使用情况。
下面是一些常用的计算方法：1.热负荷计算：热负荷计算可以采用热平衡方程来进行。
该方程考虑了建筑物的传热和传递过程，其中包括传导、对流和辐射。
此外，它还考虑了太阳辐射、建筑物内部热源和热损失。
通过计算建筑物内外热量的平衡，可以确定所需的供暖或冷却系统容量。
2.冷负荷计算：冷负荷计算主要基于热负荷计算。
它还考虑了建筑物内外的温度差和空调系统的效率。
冷负荷计算通常通过使用经验公式来估算建筑物的冷却需求。
3.湿负荷计算：湿负荷计算涉及到湿度的传递和变化。
湿负荷可以通过计算空气的湿度差、质量流量和湿度变化速率来估算。
通过测量建筑物内外湿度和气流的传递，可以确定所需的除湿系统容量。
在实际设计中，常常采用计算机模拟软件来进行热负荷、冷负荷和湿负荷的计算。
这些软件通常基于建筑物的几何形状、材料特性、使用情况和气象数据等参数来进行模拟。
通过使用这些模拟软件，可以更精确地估算建筑物的热量和湿度变化，从而确定合适的空调和通风系统设计。
热负荷计算公式
热负荷计算公式在我们的日常生活和工业生产中，热负荷的计算是一项非常重要的工作。
热负荷指的是在某一特定条件下，为了维持室内或设备的温度，所需供应的热量。
准确计算热负荷对于合理设计供暖、空调、制冷等系统至关重要，它不仅能够保证系统的正常运行，还能有效地节约能源和降低成本。
热负荷的计算涉及到多个因素，包括室内外温度差、建筑物的围护结构特性、室内人员数量、设备的散热量等等。
下面我们就来详细介绍一下常见的热负荷计算公式及其应用。
一、围护结构传热引起的热负荷围护结构包括墙壁、屋顶、窗户、门等，它们的传热会导致热量的散失或增加。
围护结构传热引起的热负荷可以通过以下公式计算：Q1 ＝ K × F ×（tn tw)其中，Q1 表示围护结构的传热热负荷（W）；K 表示围护结构的传热系数 W/（m²·℃）；F 表示围护结构的面积（m²）；tn 表示室内计算温度（℃）；tw 表示室外计算温度（℃）。
传热系数 K 取决于围护结构的材料和构造，不同的材料和构造具有不同的传热性能。
例如，砖墙的传热系数比保温材料的传热系数大，意味着热量更容易通过砖墙散失。
在实际计算中，需要分别计算不同朝向的墙壁、屋顶、窗户和门的传热热负荷，然后将它们相加得到总的围护结构传热热负荷。
二、冷风渗透引起的热负荷在建筑物中，由于门窗的缝隙等原因，室外的冷空气会渗入室内，从而带走热量。
冷风渗透引起的热负荷可以通过以下公式计算：Q2 ＝028 × cp × ρ × L × （tn tw)其中，Q2 表示冷风渗透热负荷（W）；cp 表示空气的定压比热容kJ/（kg·℃），约为 101 kJ/（kg·℃）；ρ 表示室外空气的密度（kg/m³）；L 表示渗透冷空气量（m³/h）。
渗透冷空气量 L 的计算比较复杂，通常可以根据建筑物的类型、门窗的密封性等因素，采用经验公式或查表的方法来确定。
《供热工程》第一课_热负荷计算
• 供暖系统通常利用散热器向房间散热，通风系 统送入高于室内要求温度的空气，一方面向房 间不断地补充新鲜空气，另一方面也为房间提 供热量。
供暖系统热负荷的意义
• 1.物理意义 是指冬季供暖房间所需要的热量，即供暖房间的 散热器在一定时间内散出的热量。
第一章 供暖系统的设计热负荷
1．供暖设计热负荷的计算，主要是围护结构 基本耗热量的计算及修正耗热量的计算。
2．供暖设计热负荷与热负荷的区别。
第一节 供暖系统设计热负荷
• 人们为了生产和生活，要求室内保证一定的温 度。一个建筑物或者房间可能有各种得热和散
失热量的途径。当建筑物或者房间的失热量大 于得热量时，为了保持室内在要求温度下的热
Q'
Q' 1 j
Q' 1x
Q2'
Q '3
Q/ 1 j
围护结构的基本耗热量
Q/ 1x
围护结构的附加（修正耗热量）
供暖系统的设计热负荷
Q/ Qs/h Qd/ Q1/ Q2/ Q3/ Q1/0
Q'
Q' 1 j
Q' 1x
Q2'
Q '3
❖计算围护结构附加（修正）耗热量时，太阳辐射得 热量可用减去一部分基本耗热量的方法列入。
一、室内计算温度tn
❖室内计算温度是指距地面2米以内人们活
动地区的平均空气温度。
❖室内空气温度的选定，应满足人们生活
和生产工艺的要求。
• 生产要求的室温,一般由工艺设计人员提
出。
• 生活用房间的温度，主要决定于人体的
生理热平衡。
冬季室内温度标准
总热负荷计算
总负荷计算
（1）计算机设备热负荷：
Q1=860xPxη1η2η 3 Kcal/h
Q：计算机设备热负荷
P：机房内各种设备总功耗
η1：同时使用系数
η2：利用系数
η3：负荷工作均匀系数
通常，η1η2η3取0.6—0.8之间，
（2）照明设备热负荷：
Q2=CxP Kcal/h
P：照明设备标定输出功率
C：每输出1W放热量Kcal/hw（白炽灯0.86口光灯1）根据国家标准《计算站场地技术要求》要求，机房照度应
大于2001x，其功耗大约为20W/M2以后的计算中，照明
功耗将以20 W/M2为依据计算。
（3）人体热负荷
Q3=PxN Kcal/h
N：机房常有人员数量
P：人体发热量，轻体力工作人员热负荷显热与潜热之和，在室温为21℃和24℃时均为102Kcal。
（4）围护结构传导热
Q4=KxFx(t1-t2) Kcal/h
K：转护结构导热系统普通混凝土为1.4—1.5
F：转护结构面积
t1：机房内内温度℃
t2：机房外的计算温度℃
在以后的计算中，t1-t2定为10℃计算。
屋顶与地板根据修正系数0.4计算。
（5）新风热负荷计算较为复杂，在此方案中，我们以空调本身的设备余量来平衡，不另外计算。
（6）其他热负荷
除上述热负荷外，在工作中使用的示波器、电烙铁、吸尘
器等也将成为热负荷，由于这些设备功耗小，只粗略根据
其输入功率与热功当量之积计算。
Q5=860xP
1大卡=1Kcal/h=1.163w 1Kcal=4.1868KJ。
1采暖期内的热负荷计算
1采暖期内的热负荷计算在计算采暖期内的热负荷时，需要考虑建筑物的尺寸、结构、材料、设备等因素。
下面将介绍三种常用的计算方法：直接法、单位面积法和Ohtani法。
直接法是最常用的热负荷计算方法之一、它基于建筑物的总热损失和总热收入来计算热负荷。
总热损失包括传导、对流和辐射三部分，而总热收入主要是指外界空气的热量传递。
这种方法准确可靠，适用于各种建筑类型。
在计算时，需要考虑墙壁、屋顶和地板的导热系数、室内外温差、风速、太阳辐射等因素。
单位面积法是一种常用的简化计算方法，特别适用于大型建筑物。
它是将建筑物划分为几个热平衡区域，然后对每个区域进行独立计算。
首先，确定每个区域的面积、墙壁、屋顶和地板的导热系数，以及室内外温差等参数。
然后，计算每个区域的热负荷，最后将所有区域的热负荷相加得到总热负荷。
这种方法简单快捷，适用于大型建筑物，但精确度相对较低。
Ohtani法是一种日本独特的热负荷计算方法，与其他两种方法有所不同。
它基于室内空气温度和湿度的周期性变化，将一年分为12个月的30天。
然后，通过对每个时间点进行独立计算，得出每个时间点的热负荷。
最后，将各个时间点的热负荷相加，得到一年的总热负荷。
这种方法考虑了室内环境的变化，适用于冷、暖季节变化较大的地区，精度相对较高。
无论使用哪种方法，热负荷计算都需要准确的建筑物参数和气候数据。
因此，在进行计算前，需要进行建筑物能耗监测和数据采集。
此外，为了提高计算的准确度，应注意合理选择建筑材料和设备，以减少热损失和提高能源利用效率。
总之，计算采暖期内的热负荷是建筑设计和能源管理的重要环节。
通过选择合适的计算方法和准确的参数，可以为建筑物提供合理的供暖方案，提高室内舒适性，降低能源消耗。
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通过复习旧知，为新知识的学习打下基础
以问题串的形式,
激发学生的学习兴趣和求知欲望
培养学生自主学习的能力
提高学生的归纳及表达能力
通过举例进一步让学生理解其区别
在例题的选取上，主要体现热负荷不同计算方法
例2、例3是例1题的拆分，这种拆分让学生体会不同的计算方法
则
归纳：
（3）潜热法（仅用于热交换中发生相变化），如冷凝或蒸发。
、 ：热、冷流体的汽化潜热，J/kg
把例2和例3加起来与例1比较结果？
说明：例2和例3就是例1题得分解，在缺少焓值时，亦可用其他的方法来计算。
过渡：前面我们讨论的是忽略热损失时热负荷的计算，如果考虑热损失，那么热负荷如何计算？
学生计算例2和例3的和
能力目标
能运用热负荷计算的理论知识解决具体问题。
情感目标
引导学生养成积极思考的好习惯，并且同时培养学生的团队合作精神。
教学重点
热负荷的三种计算方法
教学难点
考虑热损失时热负荷的计算
教学用具
多媒体
教学方法
启发式、讨论式及讲练结合法
教学过程
教学步骤
教师活动
学生活动
设计意图
复习旧知，
温故知新
（3分钟）
创设情境，
布置作业，
提高升华
（2分钟）
必做题：课本P199-200
13、（2）（4）,14，15
选做题：教学案P181计算题
学生课后练习
巩固所学知识点
板书
设计
热负荷的计算
一、忽略热损失时热负荷的计算
1.热负荷的定义
2.热负荷与传热速率的联系与区别
热负荷——生产任务
传热速率——生产能力
3.热负荷的计算方法
（1）焓差法
4.在套管换热器中，饱和水蒸气在内管对管间的苯进行加热，若考虑热损失，在计算热负荷时，可按下列___________式计算。
A、 B、
C、 D、
5.用300kPa（绝压）的饱和水蒸气在列管式换热器中将对二甲苯由80℃加热到100℃，冷流体走管内。已知对二甲苯的流量80m3/h,密度为860kg/m3.若设备的热损失估计为Q冷的5%，试求该换热器的热负荷及蒸汽用量。
在实际计算中通常将传热速率与热负荷在数值上视为相等，所以通过热负荷的计算，便可确定换热器所应具有的传速率。
3.热负荷的计算方法
提问：热负荷的计算方法有哪几种？
强调：忽略热损失，
例1：试计算压强为140kpa（绝对），流量为1500kg/h的饱和水蒸气冷凝后，并降温至50℃时所放出的热。（水蒸汽压力p=140kpa时，饱和水蒸气的焓H1=2692.1KJ/kg, 50℃水的焓H2=209.3 KJ/kg）（注：用焓差法计算）
（多媒体显示解题步骤）
解：用显热法计算热负荷
水由109.2℃降温至50℃时所放出的热量
平均温度 ℃
查：79.6℃时水的比热容 ℃）
注意：所求量的单位
归纳：
（2）显热法（仅用于热交换过程无相变化）
例3：试计算压强为140kpa（绝对），流量为1500kg/h的饱和水蒸气冷凝后成水放出的热量。
引导学生查找所需要的物理量
有点出入，但近似相等。
通过比较加深对显热法和潜热法的应用场合
发现问题
探求新知
二、考虑热损失，热负荷的计算
（10分钟）
4-17（a）
冷流体走管内，
热流体走管外
（多媒体展示）
看图分析，
小组交流
小组学生回答：
如图所示，热损失在热流体这边
分析：Q损并没有通过传热面，通过传热面的热量只是冷流体得到的热量，那么
通过图形分析，进一步加深理解热损失没有通过传热面
热流体走管内，
冷流体走管外
结论：计算热负荷 时，抓住管内流体放出或吸收的热量进行计算。
如图所示，热损失在冷流体这边
分析：Q损是热流体把热量传给冷流体后损失的，那么
通过让学生看图分析，培养其分析问题的能力
分析思考
加深理解
（10分钟）
例：某换热器中用 的饱和水蒸气加热苯，苯的流量为 ，从20℃加热到70℃。其换热情况如图4-17（a）所示。若设备的热损失估计为 的8%，试求热负荷及蒸汽用量。
尝试计算，
与给出的解题过程比较
热流体放出的是潜热
通过对例题分析讨论使学生达到初步掌握知识应用的目的
回顾前面的知识点，培养学生综合应用的能力
强化训练，
巩固双基
（20分钟）
1.计算热负荷的方法有___________、___________和___________。
2.热负荷与传热速率的区别和联系？
3.在一列管式换热器中，某液体在管内流过被加热，其进口温度为20℃，出口为70℃，流量为1800kg/h，比热为2.5KJ/(kg·k)，管外为120℃的饱和水蒸气冷凝。试求蒸汽用量。
（多媒体展示解题步骤）
解：（1பைடு நூலகம்依题意可知热负荷的计算，依 ，根据苯的平均温度45℃，查知：
C苯=1.756KJ/(kg2·k)，密度为879kg/m3
（2）蒸汽用量的计算，查 饱和水蒸气的冷凝潜热 ，依题意知
小组讨论分析：已知量，要求量，分析热负荷等于冷流体吸收的热量及热流体放出的热量采用哪种计算方法
（多媒体展示解题过程）
解：用潜热法计算热负荷
蒸汽冷凝成水所放出的热量为
查水蒸气表得：p=140kpa（绝对）下的水饱和温度为 ℃，汽化潜热
学生回忆、小组抢答
阅读教材P170
学生答：换热器中单位时间内冷热流体间所交换的热量。以 表示
学生：讨论、归纳、整理
热负荷是生产工艺上的要求所决定的，是生产上对换热能力的要求。
提出问题
（7分钟）
发现问题，
探求新知
一、忽略热损失，热负荷的计算
（8分钟）
分析思考，
加深理解
（20分钟）
1.写出传热的基本方程式。
2.说出基本方程式中Q的定义。
根据传热基本方程式，传热过程的计算也就是分别求方程中的各项：Q、K、 ，下面我们一起来解决Q的计算。
（利用多媒体出示要解决的问题）
1.什么是换热器的热负荷？
（2）显热法
（3）潜热法
二、考虑热损失时热负荷的计算
1.冷流体走管内，热流体管外：
2.热流体走管内，冷流体走管外：
教学
反思
通过提出本节课要解决的问题，建立问题期待，有效的激发学生学习的动机。通过“运动员举重”的例子来理解比较抽象的概念，通过图形分析考虑热损失时，热负荷值的确定，让学生自己得出结论使学生学习的信心得到增强，在比较不同方法的计算的过程，学生从中能体会逐步解决问题的方法，提高解决问题的能力。
2.指出热负荷与传热速率的区别与联系。
3.忽略热损失时，热负荷如何计算？
4.考虑热损失时，热负荷如何计算？
在学生在学生课前预习讨论的基础上，与学生逐条解决问题。
1.热负荷的定义
2.热负荷与传热速率的联系与区别：
（举例类比：运动员举重，教练提出让运动员举50公斤，实际上他只能举30公斤。）
强调：一个能满足生产要求的换热器，必须使其传热速率等于或大于热负荷。
（多媒体显示解题步骤）
解:用焓差法计算
饱和水蒸气冷凝后并降温至50℃放出的热量
归纳：（1）焓差法：
讲述：一般情况下焓的数值难以确定，需要查取有关手册，因而用焓差法计算比较少。
例2：将1500kg/h的热水，从109.2℃，通过一换热器冷却到50℃时放出的热量？
在学生分析计算的过程中引导学生查找题目中缺少的条件：比热容
教学重点热负荷的三种计算方法教学难点考虑热损失时热负荷的计算教学用具多媒体教学方法启发式讨论式及讲练结合法教学过程教学步骤教师活动学生活动设计意图复习旧知温故知新3分钟创设情境提出问题7分钟发现问题探求新知一忽略热损失热负荷的计算8分钟1
课题
热负荷的计算
课时
2课时
授课人
朱永红
课型
新授课
知识目标
理解热负荷的概念，明确其与传热速率的联系与区别，掌握热负荷的计算方法。
传热速率是是换热器本身在一定条件下的换热能力，是换热器本身的特性。
区别于Q：前者是生产任务，后者是生产能力
学生答：
（1）焓差法
（2）显热法
（3）潜热法
学生分析条件，说出公式，代入计算
计算之后与多媒体比较其过程和结果。
先由学生分析已知条件，说出应用哪种计算方法
试着代入计算公式
学生对比自己做的过程，查找不足之处
学生在解题过程中还需要强化其解题步骤，对一些物理量的单位在计算过程中要统一。学生小结归纳的能力还有待提高。
学生思考、训练
学生回答，板演
通过练习，加深印象，达到掌握知识的应用
小结归纳，
拓展深化
（10分钟）
1.通过本节课的学习，你学习了哪些知识？对于这个内容的理解，我们需要注意什么？
2.对于本节课的学习，你还有哪些疑问？（有疑问当堂解答或课后解答）
小组讨论
自我小结
概括归纳已有的知识，从小结中得到更深刻的认识。