[转贴]：住宅内空调设备负荷的电功率计算

sudan2008

摘要： 住宅里空调及卫生间通风等均属于照明负荷，虽然空调设备中有许多电动机在运行。空调的用电负荷等级属于三级。许多情况下，从事电气设计的工程技术人员，需要对室内空调的用电负荷进行估算。这是一个有经验的电气工程师应该具有的能力。这需要了解一些相关的基础技术资料。
    关键词： 住宅 空调设备 负荷 电功率
    空调及卫生间通风等均属于照明负荷，虽然空调设备中有许多电动机在运行。空调的用电负荷等级属于三级。

    一　住宅的冷热负荷指标的估算

　　许多情况下，从事电气设计的工程技术人员，需要对室内空调的用电负荷进行估算。这是一个有经验的电气工程师应该具有的能力。这需要了解一些相关的基础技术资料。

    影响室内消耗冷负荷的因素很多，有人体散热、建筑物的吸收和向外传导、照明灯具的发热、新风的吸收和排出室外的空气带走冷量等。

部分场所空调冷负荷的估算指标

序号
房间类型
室内人数

人/m2
建筑负荷

W/m2
人体负荷

W/m2
照明负荷

W/m2
新风量

m3/人.h
新风负荷

W/m2
总负荷

W/m2

Kcal/m2

1
公寓住宅
0.10
70.00
14.00
20.00
50.00
54.00
158.00

135.88

2
睡房
0.25
50.00
41.00
50.00
25.00
67.00
208.00

178.88

3
普通房间
0.10
50.00
14.00
20.00
25.00
36.00
145.00

124.70

4
客房
0.06
60.00
7.00
20.00
50.00
40.00
177.00

152.22

5
饭厅客厅
0.50
35.00
70.00
20.00
25.00
40.00
190.00

163.40

6
酒吧
0.50
35.00
70.00
15.00
25.00
136.00
256.00

220.16

7
咖啡厅
0.50
35.00
70.00
15.00
25.00
136.00
256.00

220.16

8
小卖部
0.20
40.00
31.00
40.00
20.00
50.00
181.00

156.66

9
商店
0.20
40.00
31.00
40.00
20.00
50.00
181.00

156.66

10
小型个人

办公室
0.10
40.00
14.00
50.00
25.00
40.00
145.00

124.70

11
一般办公室
0.20
40.00
28.00
40.00
25.00
45.00
178.00

148.78

12
图书阅览
0.20
50.00
28.00
30.00
25.00
60.00
193.00

166.00

13
会议室
0.64
60.00
89.00
40.00
25.00
136.00
350.00

301.00

14
商场
1.00
35.00
140.00
40.00
12.00
136.00
347.00

298.00




    二　当量计算

    1.冷量的单位：冷量（即热量）的单位有焦耳（J）、千焦耳（KJ）、瓦（W）、千瓦（KW）；卡（cal）、千卡（kcal）（大卡）

    在标准大气压的状况下，将一千克的水从19.56℃加热到20.5℃所需要的热量定义为一千卡（kcal）的热量。即1kcal/kg℃或近似等于1kcal/m3℃

    2. 冷量（即热量）的单位的换算：

    1W=1J/s=0.238844cal/s

    1Wh（电热）＝0.86cal

    3.电热当量

    1KWh＝860cal

    三　制冷机的效能比

    制冷效能比η=制冷机的制冷量/制冷机的输入电功率

    制热效能比η=制热装置的制热量/制热装置的输入电功率

    1.别墅中央空调FWR-20B1,名义制冷量为20.10KW，输入功率为7.0KW；名义制热量为21.80KW，输入功率为6.40KW。压缩机输入功率2x2.80KW；风侧换热器2x0.19KW；水侧换热器1x0.90KW。求空调的制冷制热效能比。

    已知：名义制冷量20.10KW，输入总功率7.00KW；名义制热量为21.80KW，输入总电功率为6.40KW。

制冷机效能比η=20.10/7.0＝2.87

制热装置效能比η=21.80/6.4＝3.41

    2.别墅中央空调机SA-08CSH,名义制冷量为22400kcal/h；名义制热量为25800kcal/h;压缩机制冷功率9.90KW；制热功率为9.50KW;散热风扇：0.90KW;冷水泵1.00KW。求空调的制冷制热效能比。

   （1）将冷热量由千卡换算为电热量。已知，1KW（电热）＝860kcal/h

      1)制冷量＝22400kcal/h/860kcal/h=26.05KW

      2)制热量＝25800kcal/h/860kcal/h=30.00kw

    (2)制冷机的效能比

    效能比η=制冷机的制冷量/压缩机的输入电功率

制冷机效能比η=26.05/9.90＝2.63

制热机效能比η=30.0/9.50＝3.15

    3．某型号单冷分体空调，名义制冷量：2600W，输入功率990W。试求其效能比。

效能比η=制冷机的制冷量/压缩机的输入电功率＝2600W/990W=2.63

    4.型号KFR-2GW/K冷热型分体空调，名义制冷量：制冷/制热2600W/2860W,制冷/制热输入功率950W/920W。试求其效能比。

    1）制冷效能比η=制冷机的制冷量/压缩机的输入电功率＝2600/950＝2.73

    2）制热效能比η=制热装置的制热量/制热装置的输入电功率＝2860/920＝3.10

    5.型号KFR-36GW/LS-L1250HT冷热型分体空调，名义制冷量：制冷/制热3600W/4200W,制冷/制热输入功率1280W/1380W。试求其效能比。

    1）制冷效能比η=制冷机的制冷量/压缩机的输入电功率＝3600/1280=2.81

    2）制热效能比η=制热装置的制热量/制热装置的输入电功率＝4200/1380=3.13

    四、住宅空调用电负荷的估算

住宅空调用电负荷的估算方法很多，本文采用单位面积指标估算法。

    估算公式描述如下：

    住宅空调用电负荷＝（单位面积指标X住宅的建筑面积）除以（电热当量X制冷效率（效能比））

某住宅为三居室：小卧室10.02平方米，卧室11.74平方米，主卧室12.58平方米，起居厅23.35平方米，门道4.81平方米，厨房6.07平方米，卫生间3.98平方米，使用面积74.37平方米，层高2.90m。试计算各个房间采用多大输入功率的分体空调机？

    (1)查上表确定估算指标。

    小卧室、卧室估算指标145W/m2；主卧室估算指标158W/m2；起居厅(23.35+4.81+6.07+3.98)估算指标158W/m2。

    (2）计算各房间的冷负荷

    1）小卧室Q＝10.02m2x145W/m2＝1452.9W

    2）卧室Q=11.74m2x145W/m2＝1702.3W

    3) 主卧室Q=12.38m2x158W/m2=1956.04W

    4）起居厅Q=(23.35+4.81+6.07+3.98)m2x158W/m2＝6037.18W

    (3)利用空调效能比计算出分体空调的电功率

    其制冷机效能比η=2.7（平均值）

小卧室P＝Q/η=1452.9W/2.7=538.11W,安装功率P=0.736KW

卧室P＝Q/η=1702.3W/2.7=630.48W,安装功率P=0.736KW

主卧室P＝Q/η=1956.04/2.7=724.46W,安装功率P=0.736KW

起居厅P＝Q/η=6307.18W/2.7=2235.99W,安装功率P=2.20KW

    (4)若采用家庭型中央空调则：

    上面的例题中所需的冷量为：

    ∑Q=1452.9+1702.3+1956.04+6037.18=11348.42W

    所需的电功率为∑P=0.736+0.736+0.736+2.20=4.40KW

    可选择的家庭中央空调见下表

家庭中央空调选用表

厂房
型号
制冷量KW
制热量KW
总输入功率KW
电压V

森宝
LSRF10
10
11
4
220

清华同方
HSFR-10
9.7
11.1
3.43
220

东宇
JLRS10L
10.3
11.35
3.71
220

澳科
AKH425
10
12
4
220


    通过比较可采用家庭中央空调，具有一定的节能效果，值得人们试试。

    5）在水源丰富的地方，有私人花园或绿地的住宅或别墅可采用水源热泵技术及地源热泵技术，既解决了夏季乘凉，又解决了冬季采暖，用电量小，利用自然界能源，不污染环境，但需空调专业设计，方能尽善尽美。

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住宅里空调及卫生间通风等均属于照明负荷，虽然空调设备中有许多电动机在运行。空调的用电负荷等级属于三级。许多情况下，从事电气设计的工程技术人员，需要对室内空调的用电负荷进行估算。这是一个有经验的电气工程师应该具有的能力。这需要了解一些相关的基础技术资料。