chapter- 6 cooling load calculations
TRANSCRIPT
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-1
Chapter- 6
Cooling Load Calculations (RIT/YIT แฑแแฌแแแธแแ (1995) Air Conditioning แแฌแแฌแแ แปแแแฌแแธแ แฌแกแ แปแแ แแ Air Conditioning
Principles and Systems an Energy Approach (4th Edition) by Edward G. Pita แ แฌแกแแ แกแแแธ(แ)แ แแฌแแฌแปแแ แแแแ)
แฑแแผแแฌแ แแแแแ แปแแแแกแแแแปแแแแ แกแแแแฌแธแแผแ แกแฑแแฌแแกแฅแแ แแแธแ แแแฑแแฌแ แแแแฌแปแแ แฑแ แแ แกแแแแแผแ แแแธแแฌแธแแ แแกแแแแ แปแแ แฑแแแแแแ cooling load แแแฌแ แกแแกแ แแแฑแกแฌแ แแผแแแแปแแแธแแ แคแกแแแธ(chapter)แ แฑแแแฌแแปแแแธแ แกแแแแแแผแแแ แปแแ แแแ Cooling load แแผแแแแแธแแ heating load แแผแแแแแธแแ แแแแฑแแฌแแแธ cooling load แแผแแแฌแแผแ แกแ แกแแแแฌแธ แแซแแแฟแแธ แแแแฑแแผแธแแแ
แ แ-แ Heat flow diagram
แ.แ Objective แคแกแแแธแ แแแแแฑแแแฌแฟแแธแฑแแฌแ (แ) แกแแแธแกแแผแแธแแ แแแฑแแฌแแแฌแแ แกแ(heat gain) แแแฌแแ แแผแแแแแแแแ(Calculate the heat
gains to a space.)
(แ) Cooling แแแแแกแแผแ แแแฑแแฌแแ แแแแธแกแฑแปแแกแฑแแแฌแธแ แฑแแผแธแแแแแแแแแ (Select appropriate design conditions for cooling.)
(แ) แกแปแแแแธ(peak) load แกแฑแปแแกแฑแแ แแแแแแแแแแแ (Determine peak load conditions.)
(แ) แแกแแแ ventilation rate แ แแฌแแแแแแแ (Find required ventilation rates.)
(แ ) Commercial แกแฑแแฌแแกแฅแแฌแธแ cooling load แแฌแธแ แฑแแแแแแธแ แ แแแแแแแ (Perform a
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-2
commercial cooling load analysis.)
(แ) แแฑแแกแฑแแฌแแกแฅแแฌแธแ cooling load แแฌแธแ แฑแแแแแแธแ แ แแแแแแแ (Perform a residential cooling load analysis.)
แ.แ Cooling Load Calculation Procedures
แกแแแธแกแแผแแธแแ แแแฑแแฌแแแฌแแ แกแแแฌแธแกแฌแธแแธแ แแแแแ แแแแ แกแแแธแกแแผแ แกแแแฌแธ
แกแปแแ แแ แแแปแแแธ(instantaneously)แฑแปแแฌแแธแแแแ แแแแฌแแ แแแกแแแแแแ แแแ แฑแแซแแแธ(roof)แ แแแแฌแธ(walls)แ แพแแแธแแแธแแฌแธ(floors) แแ แกแแธแกแฑแแฌแ แแแฑแแฌแแแฌแธแ แ แแแแผแฌแธแแแ แแแ แ แแแแผแฌแธแปแแแธแ โheat storage effectโ แแฑแแแแแ
แ แแแแผแฌแธแแ แกแแแแฌแแแ แกแฑแแฌแแกแฅแแแ(building mass) แกแฑแแแแผแ แแแแแแ แกแแแกแแแธแแ แพแแฌแฟแแธแฑแแฌแแ แแ แแแแผแฌแธแแ แกแแแฌแธแ แกแแแธแกแแผแแธแแ แปแแแแแฑแแธแแแ แแแ แกแแแกแแแธแแ แฑแแฌแแแฟแแธแ แกแแแฌแธ แปแแแ แผแแแแแปแแแธแ โtime lag effectโ แแฑแแแแแ Heat storage effect แแ time lag effect แแ แแธแ แ(แ-แ)แแผแ heat flow diagram แปแแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ
แ แ-แ Difference between instantaneous heat gain and cooling load as a result of heat storage effect.
แกแแแฑแแฌแแปแแแธ(thermal storage effect)แแ แกแแแฑแแฌแแแปแแแธ(time lag) แแแฑแพแแฌแ แแแฑแแฌแ แแฌแแ แกแแแแฌแ(entering heat or instantaneous heat gain)แแ cooling load แแแฌแแแ แแแ แพแแฑแแ แ(แ-แ)แแผแ แฅแแแฌแกแปแแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ แฑแแแแแแผแแธแแผแแแแผแ instantaneous heat gain แแ แกแปแแแแธ แปแแ แแแ แแผแแธแแผแแแฑแแฌแแแแธแแผแ cooling load แแ instantaneous heat gain แแแแแแธแแแ
แปแแแแกแแแแแแแ แฑแแฌแแธแแฌแแแผแ แกแแแธแ แแธแแแธแแผแฌแธแแแกแ(heat loss)แแแฌแแแ แแกแแแแแ heating load แปแแ แแแ แแ แแแธแกแฌแธแปแแ แแธแแแธแแผแฌแธแแ แกแแแแฌแ(heat loss) แแ heating แแแแแ load แแแฌแ(heating load) แแแแแ
แปแแแแกแแแแปแแแแ แฑแแผแแฌแแแผแ แกแแแธแกแแผแแธแแ แแแฑแแฌแแแฌแแ แกแแแแฌแ(heat gain) แแ แแกแแแแแ cooling load แแ แแแแพแแฑแแ แกแแแฑแพแแฌแแแฑแแฌ แกแแแฑแแฌแแแฌแธแปแแแธ(heat storage)แแ แกแแแฑแแฌแแแปแแแธ(time lag effects)แแแฑแพแแฌแ แแแแปแแแธ แปแแ แแแ
แกแแแกแแแกแแแแแผแ แกแฑแแฌแแกแฅ แแแแแ แกแแแธแแ แแ แแแแแแแ แกแแแแฌแ (amount of heat that must be removed)แแ แกแแแธแกแแผแแธแแ แแแฑแแฌแ แแฌแแ แกแแแแฌแ(amount of heat received or heat gain)แแ แแแแพแแฑแแ Cooling แแผแแแแแแแ แแ แแแแฑแแผแธแแแ
Room cooling load แแแแแฌ แกแแแธแ แแแแธแแแแฌแธแแแกแแแ(temperature) แแ แ แแแธแ (humidity)แแผแ แแแธแแฌแธแแแแแกแแผแ แกแแแแแแแ แแแแแแแธ(heat removal rate) แปแแ แแแ
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-3
แกแแแฑแพแแฌแแแฑแแฌ แกแฑแแฌแแกแฅแแแ(building mass)แแ แแแฑแแฌแแแฌแแแกแแแฌแธแ แแแธแแแธ แแฑแแฌแแแฌแธแฑแแฌแฑแพแแฌแ แกแแแธแแแ แกแแแฌแธ แแแแแธ แฑแแฌแแแแแผแฌแธแแแฑแแ แแฑแแฑแ แฌแแธแแแแ แกแแแแผแ แแฑแแฌแแแฌแธแแ แกแแแฌแธแ แปแแแแแแแแแแ แแกแแแแผแ cooling load แแ instantaneous heat gain แแ แแแฌแธแแแ
แฅแแแฌ- แฑแแแปแแแธแแแฑแแแแผแ แแแแแแธแแฌแธแแ แกแฑแแฌแแกแฅแกแแผแแธแ air con แแแฑแแฌแแแธ
แฑแกแธแฑแแแแ แแแฑแแฌแแแฌแแ แกแแแฌแธแ แแแแฌแธแ แ แแแแฌแธแฑแแฌแฑแพแแฌแ แปแแ แแแ Heat storage effect แฑแพแแฌแ แปแแ แแแ แแแแฌแธแ แกแแแฌแธแ แกแปแแแกแ แ แแฟแแธแแแแ แแฑแแฑแ แฌแแธ แปแแ แแแ แแแ แปแแแแกแแแ แแแแแกแแซ แแแแ แฑแแซแแแธแแฌแธแ แ แแแแฌแธแแ แกแแแฌแธแ แปแแแ แผแแแแแพแแแแ แแกแแซ Time lag effect แปแแ แฑแแแแแ
CLF/ CLTD แแแธ CLF/ CLTD แแแธแ แกแแผแแแ แแฌแธแแแแแแแ แแผแแแแฌแ แกแแธแปแแ แแผแแแแแแแ
แแแแธแฑแแซแแธแ แ แแแแแ excel sheet แ แแปแแ แแผแแแแแแ CLF/ CLTD แแผแแแแธ แกแฑแพแแฌแแธแ แกแแแธ(แ)แแผแ แฑแแฌแปแแแฟแแธแปแแ แแแ
แ.แ Room Heat Gains
Room heat gain components (Q) (แ) Conduction through exterior walls, roof, and glass (แ) Conduction through interior partitions, ceilings, and floors (แ) Solar radiation through glass (แ) Lighting (แ ) People (แ) Equipment (แ) Heat from infiltration and ventilation of outside air แ แ-แ Room heat gain components (Q).
แ(แ-แ)แแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแ room heat gain component แแฌแธแกแแ (แ)แ (แ) แฑแพแแฌแ sensible heat gain แปแแ แฑแแแแแ (แ )แแ(แ) แแแฑแพแแฌแ sensible heat gain แแ latent heat gain แแ แแธแแธ แปแแ แฑแแแแแ (แ)แแ equipment แกแแธแกแ แฌแธแฑแแ แแแแ sensible heat gain แฑแแฌแแแธแฑแแฌแแธ latent แฑแแฌแแแธ แฑแแฌแแธ แปแแ แแแแแ
แ.แ Conduction Through Exterior Structure (แกแปแแแแแแฌแธแ แปแแแ แกแแฑแแฌแแแธแปแแแธ) แฑแแซแแแธ(roof)แ แแแแฌแธ(walls)แแ แแ(glass) แ แแแแแ แปแแแ แกแแฑแแฌแแแธ(conduction)แฟแแธ
แแแฑแแฌแแแฌแแ แกแ(heat gain)แแฌแธแ แฑแกแฌแแแซ แแแปแแแธแปแแ แแผแแแแแแแ
๐ธ = ๐ผ ร ๐จ ร ๐ช๐ณ๐ป๐ซ๐ (๐. ๐)
Where Q = cooling load for roof, wall, or glass (BTU/hr) U = overall heat transfer coefficient for roof, wall, or glass (BTU/hr ft2 หF) A = area of roof, wall, or glass (ft2)
Instantaneous heat gain แแ cooling load แแ แแแแแแแกแฑแพแแฌแแธแแฌ โheat storage effectโ แแ time lag effect แฑแพแแฌแ แปแแ แแแ แแแแแแธแแฌแธแฑแ แกแฑแแฌแแกแฅแแฌแธแ โheat storage effectโ แแแฌแธแฑแ แปแแ แแแ
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-4
๐ช๐ณ๐ป๐ซ๐ = corrected cooling load temperature difference (หF)
Table 6.1 แแ 6.2 แแแแผแ แฑแแซแแแธ(roof)แแ แแ(wall)แแแ แแแฑแแฌแแแฌแธแ(constructions)
แกแแธแแธแแ แกแแผแ CLTD value แแฌแธแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ
แกแแแ แแแฑแแผแแกแฑแปแแกแฑแ(actual condition)แแ แกแแแแซ แกแฑแปแแกแฑแแแฌแธแแ แแแแแแแ
CLTD แแแแธ แแแฑแกแฌแ(correction) แปแแแแฑแแธแแ แแกแแแแ แแแแปแแแแปแแแธแ โcorrectionโ แแแแแ แฑแแแแแ แแแฑแกแฌแแปแแแแฟแแธแแ แแแแธแ Corrected Value of CLTD แ แฑแแแแแ
๐ช๐ณ๐ป๐ซ๐ = ๐ช๐ณ๐ป๐ซ + ๐ณ๐ด + (๐๐ โ ๐๐น) + (๐๐ โ ๐๐) (๐. ๐)
Where ๐ช๐ณ๐ป๐ซ๐ = corrected value of CLTD (หF) CLTD = temperature from Table 6.1, 6.2 or 6.5 LM = correction for latitude and month, from Table 6.4 tR = room temperature (หF) ta = average outside temperature on a design day (หF)
Temperature (ta) แ แฑแกแฌแแแผแแปแแแฌแธแแ แแฑแแแแธแปแแ แแผแแแแแแแ
๐๐ = ๐๐ โ (๐ซ๐น/๐) (๐. ๐)
to = outside design dry bulb temperature (หF ) DR = daily temperature range (หF)
to แแ DR (daily temperature range) แแแแธแแฌแธแ table A.9 แ แแแแแแแแ
Table 6.1 แแ 6.3 แแแแผแ U-value แแฌแธแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ แฑแแซแแแธแแฌแธ(roofs)แแ แแแแฌแธ(walls)แ U-valueแแแ R-value แแ แแแแธแ แฑแแซแแธแ แแผแแแแผแแแแแแ Chapter-5แแผแ แแผแแแแธแ แฑแแฌแปแแแฟแแธแปแแ แแแ
แฑแกแฌแแแผแ แฑแแซแแแธแแ แ(roof)แแ แแ(wall)แแ แแ แปแแแ แปแแ แฑแแแแฌแแ heat gain แแแฌแ
แแผแแแแธแ แฅแแแฌแกแปแแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ
Cooling Load Temperature Difference (CLTD) แแ แแแแกแแแแผแ แปแแ แฑแแแฑแแแ แกแแแ แปแแฌแธแแฌแธแแ(actual temperature difference) แแแแฑแแ แปแแแแฑแ(outdoor)แแ แกแแแธแกแแผแแธแแฑแ (indoor air)แแ แกแพแแฌแธแ heat storage แแ time lag effect แแแ แแแแผแแธแ แแผแแแแแฌแธแแ แแแแธ แแ แ แปแแ แแแ
แฑแกแฌแแแซแกแแแแฌแธแ แกแฑแปแแ แแฌแธแแแ (แ) แกแแแธแแผแแธ แกแแแ(indoor temperature)แแ 78หF DB แปแแ แแแ
(แ) แแแแธแแแแแฑแแ(design day)แ แปแแแแแแธแแกแแแ(outdoor average temperature)แแ 85หF DB แปแแ แแแ
(แ) แแแแธแแแแแฑแแ(design day)แแ แแแแ (แแ)แแแฑแแแปแแ แแแ (Date is July 21st)
(แ) แแแแฑแแแฌแแ 40ยบN แแแแผแ แปแแ แแแ (Location is 40หN latitude.)
Tables 6.1 แแ 6.2 แแแแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแกแแแแ โSolar Timeโ แปแแ แแแ Daylight Savings Time แแแแ แแแแแ แแแฑแแซแแธแแ แแแแ แแแแแฌแธแกแแผแ Daylight Savings Time แแ Standard time แแ แแแพแแแแ
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-5
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-6
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-7
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-8
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-9
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-10
แฅแแแฌ (แ-แ) แฑแแซแแแธแฅแแแฌ (conduction heat gain)
Washington D.C แ แกแฑแแฌแแกแฅ(building)แแ แแแผแ แฑแ(แแ)แแแ แฑแ(แแ)แแแแ แฑแแซแแแธ(30 ft by 40 ft roof) แแซแแแแ แฑแแธแแแแแผแแแแ แกแแ แฌแธ(4 in. heavy weight concrete)แปแแ แแแฑแแฌแแ แแ แแแ insulation แปแแ(1 inch insulation) แแธแกแแแฌแธแแแ แแแแฌแพแแ(suspended ceiling)แแแแ แแฌแธแแแ แกแแแธแแผแแธ แกแแแ(inside temperature)แแ 76หF แปแแ แแแ (แแ)แแ แแแแ แแผแแธแแผ (แ)แแฌแ(2 PM Solar Time on July 21st) แกแแแแผแ แฑแแซแแแธ(roof)แ แปแแแ แปแแ แฑแแแแ cooling load แแแฌแแซแ แกแฑแปแ- (แ) Table 6.1 แ แฑแแซแแแธ(roof) แกแแธแกแ แฌแธแแ No. 9 แปแแ แฟแแธ suspended ceiling แแซแแแแแ Table 6.1 แ
แฑแแซแแแธ(roof) แกแแธแกแ แฌแธแแ No. 9 แปแแ แแแ แแแแฌแพแแ(suspended ceiling)แแซแแ แแแฌแธแแ
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-11
แแแซแแแแแฌแธ แแ แแธแแแแ แแแแฌแพแแ(suspended ceiling) แแซแแแ แแแฌแธแ แแแแแแแ แแผแแธแแผ (แ)แแฌแแกแแแกแแผแ CLTD แแแแธแ 14 hrs แ แแแแแแแ แแผแแธแแผ (แ)แแฌแ(2 PM) แกแแผแ 14 hrs แฑแแฌแแ แแแแ CLTD แแแแธแแ 29หF แปแแ แแแ (CLTD = 29หF)
(แ) Corrected CLTD แแแฌแแซแ Equation 6.2 แ แกแแธแปแแ แแแแฅแธแ แผแฌ correction แแแแแ แแแแธแแฌแธแ แแฌแแซแ
(แ) Correct for Latitude and Month (LM) (Table 6.4). Washington D.C. แแ 38หN latitude (use 40หN) แแผแ แแแแแแ แฑแแซแแแธแแแแฌแปแแ แแแฌแแ(roof surface is horizontal)แ แแแฑแพแแฌแ HOR แฑแแฌแ(column)แ แแแแธแ แแแแแซแ แแแแแแ แแแแธแแแแแ แปแแ แแแ แแแแ(July)แกแแผแ LM = 1หF
(แ) แแแแฅแธแ แผแฌ Table A.9 แ to แแ DR แแแแธแ แแฌแแซแ Equation 6.3 แ แกแแธแปแแ ta แแแฌแแซแ Washington, D.C. แกแแผแ to= 95หF (แแซแแแแแฟแแแฑแแฌแกแแผแ to แแ 95หF แปแแ แแแ)
DR = 18หF = 95 โ 17/2 = 86หF
(แ) Equation 6.2 แ แกแแธแปแแ ๐ช๐ณ๐ป๐ซ๐ = ๐ช๐ณ๐ป๐ซ + ๐ณ๐ด + (๐๐ โ ๐๐น) + (๐๐ โ ๐๐)
CLTD = 29 + 1 + (78 โ 76) + (86 โ 85) CLTD = 33หF
(แ) Table 6.1 แ U = 0.128 BTU/hr-ft2-หF U แแแแธแ แแแแแซแ (แ) แฑแแซแแแธแงแแแฌ(roof area) A = 30 ft x 40 ft = 1200 ft2 แปแแ แแแ Equation 6.1 แแกแแธแปแแ
cooling load แแแฌแแซแ ๐ธ๐๐๐๐ = ๐ผ ร ๐จ ร ๐ช๐ณ๐ป๐ซ๐ = 0.128 x 1200 x 33 = 5,070 BTU/hr
(แแ)แแ แแแแ แแผแแธแแผ (แ)แแฌแ(2 PM Solar Time on July 21st)แกแแแแผแ แฑแแซแแแธ(roof)แ แปแแแ แผconduction แแแธแปแแ แแแฑแแฌแแแฌแแ แกแแแแฌแแแ 5,070 BTU/hr แปแแ แแแ
แฅแแแฌ (แ-แ) แแแฅแแแฌ(conduction heat gain) แฑแแฌแแแแ แแแแฌแแ แฑแแฌแแแฌแธแแ แกแฑแแฌแแกแฅ(south-facing wall of a building)
แแ แแแ Pittsburgh, Pennsylvania แกแแแฑแแแแผแ แแแแแแ แกแแแธแแแแแแ แ แ แฑแแซแแธแแแแฌแปแแ แงแแแฌ(net opaque area) 5600 ft2 แแแแ แแ(wall)แ 4 in. face brick + 2 in. insulation + 4 in. heavy weight concrete แปแแ แแแฑแแฌแแแฌแธแแแ แกแแแธแกแแผแแธ แกแแแ(inside air temperature)แแ 77หF แปแแ แแแ
แแผแแ(แแ)แแแฑแแ แแฑแ(แ)แแฌแ(4 PM Solar Time on June 21)แกแแแแผแ แแแแปแแแ แแแฑแแฌแ แแฌแแ แกแแแแฌแ(wall cooling load)แ แแฌแแซแ แกแฑแปแ (แ) Table 6.3 แ แแ(wall) แกแแธแกแ แฌแธ Group B แปแแ แแแ (แ) Table 6.2 แ CLTD = 15หF (แ) Table 6.4 แ LM = โ 1หF (แ) Table A.9 แ ta แ แแฌแแซแ ta = 90หF, DR = 1หF
Equation 6.2 แ แกแแธแปแแ ta = 90 โ 18/2 = 81หF (rounded off) (แ ) Equation 6.2 แ แกแแธแปแแ
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-12
๐ช๐ณ๐ป๐ซ๐ = ๐ช๐ณ๐ป๐ซ + ๐ณ๐ด + (๐๐ โ ๐๐น) + (๐๐ โ ๐๐)
= 15 โ 1 + (78 โ 77) + (81 โ 85) CLTDC = 11หF
(แ) Table 6.3 แ U แแแแธแ แแแแแซแ 4 in. face brick + 2 in. insulation + 4 in. heavy weight concrete Group B แ แแแแแซแ
U = 0.116 BTU/hr-ft2-หF (แ) Equation 6.1 แ แกแแธแปแแ wall cooling load แ แแฌแแซแ
๐ธ๐๐๐๐ = ๐ผ ร ๐จ ร ๐ช๐ณ๐ป๐ซ๐
= 0.116 x 5600 x 11 = 7,150 BTU/hr
แแผแแ(แแ)แแแฑแแ แแฑแ(แ)แแฌแแแผแ แฑแแฌแแแแ แแแแฌแแแฌแธแแ แแ(south-facing wall) แ แปแแแ conduction แแแธแปแแ แแแฑแแฌแแแฌแแ แกแแแแฌแแแ 7150 BTU/hr แปแแ แแแ
Table 6.5 Cooling Load Temperature Difference (CLTD) for Conduction Through Glass Solar Time (h) CLTD(หF) SolarTime (h) CLTD(หF)
100 1 1300 12 200 0 1400 13 300 โ1 1500 14 400 โ2 1600 14 500 โ2 1700 13 600 โ2 1800 12 700 โ2 1900 10 800 0 2000 8 900 2 2100 6 1000 4 2200 4 1100 7 2300 3 1200 9 2400 2
Reprinted with permission from the 1993 ASHRAE HandbookโFundamentals.
Table 6.5 แแผแ แแ(glass)แแฌแธแกแแผแ CLTD value แแฌแธแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ Equation 6.2 แ แกแแธแปแแแแ Corrected CLTD แแแแธ แแผแแแแแแแ แแแฑแแฌ แแธแปแแฌแธแแแแฌ latitude แแ month (LM) แกแแผแ correction แปแแแแฑแแธแแ แแแกแแแซแ (except that there is no latitude and month (LM) correction.) Table 6.5 แกแแธแปแแ แฑแกแฌแแแผแ แฅแแแฌแปแแ แฑแแฌแปแ(illustrate)แแฌแธแแแ
แฅแแแฌ (แ-แ) แปแแแแธแฑแแซแแฅแแแฌ (conduction heat gain) แกแแแธแแ แแแธแ แปแแแแธแฑแแซแแ vinyl frame แปแแ แปแแแแแฌแธแฟแแธ แแแแ แแแแฌ แแซแแแแ (A room
has 130 ft2 of single glass windows with vinyl frames.) แกแแแธแกแแผแแธแกแแแ(inside air temperature) แแ 75หF แปแแ แฟแแธ แแแแธแแผแแแแแแแแแแฑแแแ แปแแแแแแธแแกแแแ(outdoor average temperature on a design day)แแ 88หF แปแแ แแแ แปแแแแธแฑแแซแแแฌแธ(windows)แ แปแแแ conduction heat gain แฑแพแแฌแ แปแแ แฑแแแแ cooling load แ แแผแแแซแ แฑแแแแ (แ)แแฌแแกแแ(2 PM Daylight Savings Time)แแผแ แปแแ แฑแแแแ cooling load แแแฌแแซแ
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-13
แกแฑแปแ (แ) Table 6.5 แ CLTD แแแแธแ แแแแแแ (2 PM DST =1 PM ST = 13 hrs) CLTD = 12หF
2 PM Daylight Savings Time แแ 1 PM Standard Time แปแแ แแแ แแแฌแธ(table)แแผแ 13 hrs แฑแแฌแแ แแแแแแแ
(แ) Equation 6.2 แ แกแแธแปแแ แแผแแแซแ LM แกแแผแ correction แแแแ แแแ (without LM correction) ๐ช๐ณ๐ป๐ซ๐ = ๐ช๐ณ๐ป๐ซ + (๐๐ โ ๐๐น) + (๐๐ โ ๐๐)
= 12 + (78 โ 75) + (88 โ 85) CLTDC = 18หF
(แ) Table A.8 แ U แแแแธแ แแแแแซแ (U= 0.90) Equation 6.1 แ แกแแธแปแแ cooling load แ แแฌแแแ ๐ธ๐พ๐๐๐ ๐๐ = ๐ผ ร ๐จ ร ๐ช๐ณ๐ป๐ซ๐
= 0.90 x 130 x 18 = 2110 BTU/hr
แฑแแแแ(แ)แแฌแแกแแ(2 PM)แแผแ แปแแแแธแฑแแซแแแฌแธ(windows)แ แปแแแ conduction heat gain แฑแพแแฌแ แปแแ แฑแแแแ cooling load แแ 2110 BTU/hr แปแแ แแแ
แฅแแแฌ(แ-แ) แแแแแ แปแแแ conduction แแแฑแแฌแแแฌแแ แกแแแแฌแ(glass wall conduction heat gain) แกแแแธแแ แแ แแแแ 130 ft2 แแฑแแฌ shading แแแซแแ แแแแ แแแฌ(exterior single glass with no
interior shading) แปแแ แแแ แแแแธแแแแแ แกแแแธแกแแผแแธแแ แกแแแ(inside design condition)แแ 78หF แปแแ แฟแแธ แแแธแ แกแแแธแกแปแแแแ แกแแแ(outdoor daily average temperature)แแ 88หF แปแแ แแแ แฑแแผแแฌแ แฑแแแแ(แแ)แแฌแ(12 noon Solar Time in summer) แกแแแแผแ แแแ(glass)แ แปแแแ แปแแ แฑแแแแฌแแ conduction heat gain แ แแฌแแซแ แกแฑแปแ
Table 6.5 แ CLTD แแแแธแ แแแแแซแ (CLTD = 9หF)แ Equation 6.3 แ แกแแธแปแแ แฑแกแฌแแแซแกแแแธ correcting แแแแซแ
๐ช๐ณ๐ป๐ซ๐ = ๐ช๐ณ๐ป๐ซ + (๐๐ โ ๐๐น) + (๐๐ โ ๐๐)
=9 + 0 +3 = 12หF
Table A.8 แ U แแแแธแ แแแแแซแ (U = 1.04 BTU/hr-ft2-หF)แ Equation 6.1 แ แกแแธแปแแ ๐ธ๐พ๐๐๐ = ๐ ร ๐ ร ๐ช๐ณ๐ป๐ซ๐
= 1.04 x 130 x 12 = 1,620 BTU/hr
แ.แ Conduction Through Interior Structure Conduction Through Interior Structure (แพแแแธแแแธแ แกแแผแแธแแแ แแแแฌแพแแแ แปแแแ แกแแฑแแฌแแแธแปแแแธ)
Air con แแฑแแธแแฌแธแแแกแแผแแธแแแธ(interior unconditioned spaces)แ conditioned space แแ แกแแผแแธ แแแแฌแธ(partitions)แ แพแแแธแแแธแแฌแธ(floors)แแ แแแแฌแพแแ(ceiling)แแฌแธแ แปแแแแ แธแแธแแ แกแแแแฌแแ แฑแกแฌแแแซแแแปแแแธแปแแ แแผแแแแแแแ Equation
๐ธ = ๐ผ ร ๐จ ร ๐ป๐ซ Where Q = Heat gain (cooling load) through partition, floor, or ceiling (BTU/hr)
U = Overall heat transfer coefficient for partition floor, or ceiling (BTU/hr-ft2-หF) A = Area of partition, floor, or ceiling (ft2) TD = Temperature difference between unconditioned and conditioned space (หF)
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-14
Unconditioned space แ แกแแแ(temperature)แ แแแแแแ แปแแแแกแแแ(outdoor temperature) แแ 5หF แฑแแฌแแแธแแแ แแแแแผแแแซแ แแผแแแฌแ air compressor แ แแแแ แแแแแแฌแธแแ แกแแแธแ แกแแแแแ แปแแแแกแแแแแ แแฌแธแ แผแฌแแปแแแแแแแ
แ.แ แฑแแฑแแฌแแ Solar Radiation Through Glass แฑแแฑแแฌแแปแแแ radiant energy แแฌแธแแ แแแแแแฑแแฌ แพแแแแแฑแแแ แแ แฅแแธแแฌแธ(transparent
materials)แ แปแแแฑแแฌแ แกแแแธแกแแผแแธแแ แแแฑแแฌแแแฌแฑแแฌแฑแพแแฌแ heat gain แปแแ แฑแแแแแ แกแแ(time)แ แแแแฌแแแฌแกแแ(orientation)แ แกแแแแปแแแธ(shading)แแ แกแแแฑแแฌแแปแแแธแ แกแแธแแแฑแแฌแแแ(storage effect)แแแฑแพแแฌแ แแแฑแแฌแแแฌแแ แกแแแแฌแแแ แฑแปแแฌแแธแแแแแแ
Solar cooling load แ แฑแกแฌแแแซ แแแปแแแธแปแแ แแผแแแแแแแ
๐ = ๐๐๐๐ ร ๐ ร ๐๐ ร ๐๐๐ (๐. ๐)
Where Q = Solar radiation cooling load for glass (BTU/hr) SHGF = Maximum solar heat gain factor (BTU/hr-ft2) A = Area of glass (ft2) SC = Shading coefficient CLF = Cooling load factor for glass
Maximum Solar Heat Gain Factor(SHGF)แแ แแแแแแฌแธแแแ(month)แ แแแแฌแแแฌแกแแ (orientation)แแ แแแแผแ(latitude)แแผแ single clear glass แ แปแแแ แแแฑแแฌแแแฌแแ maximum solar heat gain แปแแ แแแ Table 6.6 แแผแ แแแแธแกแแผแ (แแ)แแแฑแแแ แแแแธแแฌแธ(values)แ แฑแแฌแปแ แแฌแธแแแ (21st day of each month.)
แฅแแแฌ (แ-แ ) แปแแแแธแฑแแซแ Solar Heat Gain Factor (SHGF) 32หN แแแแผแ(latitude)แกแแแแผแ แแแฑแแฌแแแฌแธแแ แกแฑแแฌแแกแฅแแ แแ แกแฑแแฌแแฑแแฌแ
แแแแ แแแแฌแธแแ แปแแแแธแฑแแซแ(windows on the southwest side of a building)แแ แแ แ แแแแแฌแ (แแ)แฑแแ (September 21st)แแผแ แปแแ แฑแแแแ แกแแฌแธแแธ(maximum) Solar Heat Gain Factor (SHGF) แ แแฌแแซแ
แกแฑแปแ Table 6.6 แ SHGF แแแแธแ แแแแซแ (SHGF = 218 BTU/hr-ft2 )
แแแกแพแแแปแแ แปแแแแแฌแธแฟแแธ แกแแแแฑแแฑแ แแแแ แแแแฌ(shading device) แแแซแแแ แแแแฌแธแ แกแปแแแแธ solar heat gain แแแแธ แฑแแธแแแ (SHGF gives maximum heat gain values only for the type of glass noted and without any shading devices.)
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-15
แฑแแ แแแฑแแแฌแ แแแ แปแแแแธแฑแแซแแแแ แแแแผแ แแแแฌแธแแ แแแกแฑแแแแ แแฑแแฌแแแ แกแแ แแแฌแ (แกแแผแแกแ แฌแธ) แแผแฌแปแแฌแธแแแ แแแฑแพแแฌแ Shading Coefficient(SC) แ แแแแผแแแ แแกแแแแ
Table 6.7 แแผแ Shading Coefficient(SC) แแแแธแแฌแธแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ
แฅแแแฌ (แ-แ) แปแแแแธแฑแแซแ SC แแแแธ(value) 1/4 in. single clear glass and medium-colored inside venetian blinds แปแแ แแ solar heat gain แ
แแฌแแซแ SC แแแแธ(value)แ แแฌแแซแ แกแฑแปแ
Table 6.7 แ SC แแแแธแ แแแแซแ (SC = 0.74)แ Cooling Load Factor(CLF)แแ solar heat gain แ แแแแแ แแแ แแแธแแแธ(storage of part)
แแฌแธแแแ CLF แแแแธแ solar load calculation แแผแแแฌแแผแ แแแแผแแธแแผแแแแแแแ
Light (L) แ Medium (M) แแ Heavy (H)แ แแ แแแฑแแฌแแ(construction) แกแแธแกแ แฌแธแแฌแธ แแผแปแแฌแธ แแฌแธแแ แแแปแแแซแ Table 6.8 แ 6.9 แแ 6.10 แแแแผแ Cooling Load Factor(CLF) แแฌแธแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ
Table 6.8 Table 6.8 แแ interior shading device แแแซแแแแ แฑแแฌแฑแแฌ แแแธแแฌแธแแ Cooling Load Factor
(CLF) แแแแธแแฌแธแ แแแแแแ แแแฌแธ แปแแ แแแ
Table 6.9 Table 6.9 แแ interior shading device แแแซแแแแ แฑแแฌแฑแแฌ แแแแธแแฌแธแแ(without interior
shading devices and no carpeting) Cooling Load Factor(CLF) แแแแธแแฌแธแ แแแแแแแแแฌแธ แปแแ แแแ
Table 6.10 Table 6.10 แแ interior shading device แแซแแแแ แฑแแฌแฑแแฌ แแแแธแแฌแธแแ(used with interior
shading devices (in this case the carpeting has no storage effect) Cooling Load Factor(CLF) แแแแธแแฌแธแ แแแแแแแแแฌแธ แปแแ แแแ
แฑแแฌแฑแแฌแแ แกแแแฌแธแ แ แแ แแฑแแฌแ แแฌแธแแแฑแแฌแฑแพแแฌแ แแแแผแแธ แแผแแแแปแแแธ แปแแ แแแ
แฅแแแฌ (แ-แ) แปแแแแธแฑแแซแ solar heat gain or solar cooling load แกแฑแแฌแแกแฅแแ แแ แแแแแกแฑแแฌแแฑแแฌแแแแ แแแแฌแแแฌแธแแ(building wall facing
southwest) แปแแแแธแฑแแซแแงแแแฌ(window area)แแ 240 ft2 แแแแแ แแ(glass)แกแแธแกแ แฌแธแแ 1/4 in. single clear glass แปแแ แแแ Light-colored interior venetian blinds แแซแแแ แกแฑแแฌแแกแฅแแ medium construction แปแแ แฟแแธ 40หN แแแแผแ(latitude)แแผแ แแแแแแ แพแแแแ แแฑแ(แ)แแฌแ(August at 3 PM Solar Time) แกแแแแผแ แปแแ แฑแแแแ solar cooling load แ แแฌแแซแ
แกแฑแปแ- (แ) Table 6.6 แ SHGF แแแแธแ แแแแซแ (SHGF = 196) (แ) Table 6.7 แ SC แแแแธแ แแแแซแ (SC = 0.67) (แ) Table 6.10 แ CLF แแแแธแ แแแแซแ (CLF = 0.83) (แ) Equation 6.4 แ
๐ธ = ๐บ๐ฏ๐ฎ๐ญ ร ๐จ ร ๐บ๐ช ร ๐ช๐ณ๐ญ
= 196 x 240 x 0.67 x 0.83 = 26,160 BTU/hr
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-16
โExternal Shading Effectโ SHGF แแแแธแแฌแธแ table 6.6 แแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ แฑแแฑแแฌแแแ แแ(glass)แฑแแแแ แแแแแ
แฑแแฌแแแแกแแซ แปแแ แฑแแแแ solar radiation แปแแ แแแ แแปแแฌแธแกแฑแแฌแแกแฅ แแแแแ แแปแแฌแธแกแแฌแแ แแ แแแ แแแฑแแแแ แกแแแแฑแแฌแแฑแแปแแแธ แปแแ แฑแแแแแแแ แแแแ แกแฑแปแแกแฑแแแธแแผแ แแผแแแแแ(glass) แกแฑแแแแ indirect radiation แแฌ แแฑแแฌแแฑแแปแแแธ แปแแ แแแแแ แแ แแแธแกแฌแธแปแแ แแผแแแแแ(glass) แกแฑแแแแ แฑแแฑแแฌแแปแแ แแแแ แแแฑแแฌแ(no indirect radiation)แฑแแ
แแ แแแแ แแ แกแแแแฑแแฌแแปแแแธ(partly shaded)แฑแพแแฌแ แปแแ แฑแแแแ total radiation แ แแฌแแ
แกแแผแ แแ(glass)แฑแแแแ แกแแแแฑแแฌแแฑแแแ แงแแแฌ(shaded area)แ แแฌแแ แแกแแแแ Table 6.11 แแ overhead horizontal projections แ แกแแแแฑแแฌแแแ แงแแแฌ(shading area)แ แแผแแแแกแแผแ แกแแธแปแแแแ แแแฌแธแปแแ แแแ Table 6.11 แแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแ แแแแธ(values in the table)แแฌแธแแ vertical feet of shade for each foot of horizontal projection แปแแ แแแ Table 6.11 แกแแธแปแแแ แฅแแแฌแกแปแแ แฑแแฌแปแ แแฌแธแแแ
แฅแแแฌ(แ-แ) External shading device
แกแฑแแฌแแกแฅ(building)แแ 32หN แแแแผแ(latitude)แแผแ แแแแแแ แแแแ แกแฑแแฌแแแแแ แแแแฌแแแแ 4 ft overhang แแซแแแแ แปแแแแธแฑแแซแแแ (แ )แฑแแแแ (แ)แฑแแปแแ(5 ft wide by 6 ft high window)แแแ Overhang แแ (แ)แฑแแกแแแแผแ แแแแแแ แแฑแ(แ)แแฌแแกแแผแแธ แแแฑแแแแ แแแแ (direct)แแฑแแฌแแแ solar radiation แแแฌแแซแ (How much of the glass receives direct solar radiation at 3 PM?)
แกแฑแปแ แ(แ-แ)แแผแ arrangement แแฌแธแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ แกแแแแฑแแฌแแแ แฑแแซแแแ แกแปแแ(vertical proportion of shade)แแ 0.97 แปแแ แแแ
แ แ-แ แฅแแแฌ(แ-แ)แ แแพแแแธ(Sketch for Example 6.8)
แกแแแแฑแแฌแแฑแแแ แแแแฌแธแกแแผแ SHGF value แแ แฑแปแแฌแแแแ แแแแฌแแแฌแธแแ (north side of the building) แแแแฌแธแกแแผแ SHGF value แแแแแแแ แฑแปแแฌแแกแแแ แแแแฌแ แแฌแธแแ แแแแฌแธแฑแแแแ indirect radiation แแแแแ diffuse radiation แแฌ แแฑแแฌแแแแ
แแ แแแธแกแฌแธแปแแ แฑแปแแฌแแกแแแ แแแแฌแแแฌแธแแ แแแแฌแธแฑแแแแ แแแแแกแแซแ แฑแแฑแแฌแแปแแ แแแแ แแแฑแแฌแ(no indirect radiation)แฑแแ แแแฑแพแแฌแ แฑแปแแฌแแกแแแ แแแแฌแแแฌแธแแ แแแแฌแธแ shading device แแแแแแ แแแกแแฑแแ แแปแแฌแธแแแแฌแแแแฌ แกแแแแฌแธแกแแผแ แแแผแแแ แกแแแแฑแแฌแ แปแแแธ แแ แแ(shading แปแแ แ แแปแแ ) แแแธแ แ แแ แแกแแแแ
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-17
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-18
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-19
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-20
TABLE 6.11 Shading form Overhead Projections
Reprinted with permission from the 1985 Fundamentals, ASHRAE Handbook & Product Directory. Note: Values apply from April to September. *Shading not effective. -Completely shaded.
Table 6.11 แ แแแแแ (แกแแแแฑแแฌแแแ แฑแแซแแแแกแปแแ (total vertical distance the shade extends down)แแ 0.97 แปแแ แแแ
L=0.97 x 4 = 3.9 ft
แปแแแแธแฑแแซแ(window)แฑแแแแผแ แแฑแแฌแแฑแแแ แกแแ(height of shade)แแ (แ.แ)แฑแ (3.9 - 1 = 2.9 ft) แปแแ แแแ แกแแแแแฑแแฌแแแ แกแปแแ(unshaded height)แแ (6 ft - 2.9 ft) 3.1 ft แปแแ แแแ
แปแแแแธแฑแแซแ(window)แฑแแแแ แกแแ แแแฑแแฌแแแ แงแแแฌ(unshaded area)แแฌ
A = 3.1 x 5 = 15.5 ft2
แฅแแแฌ (แ-แ) แกแแแธแแ แแแผแ แพแแแธแปแแ แฑแแฌแฑแแฌ แแแแธแแฌแธแแซแ แกแฑแแฌแแกแฅแแ 40หN แแแแผแ(latitude) แแผแ
แแแแแแ แกแฑแแแแแแ แแแแฌแแแฌแธแแ แแแแ แ แแแแ แปแแแแธแฑแแซแแแแ แงแแแฌแ แ แฑแแซแแธ(total window glass area)แแ 80 ft2 แปแแ แแแ แกแฑแแฌแแกแฅ แแแฑแแฌแแแฌแธแแแ heavyweight (H) construction แกแแธแกแ แฌแธ แปแแ แแแ แแแกแแธแกแ แฌแธ 4 in. single heat-absorbing glass แปแแ แฟแแธ interior shading device แแแแแแแฌแธแแซแ แแผแแแฑแแแแ แฑแแ (แแ)แแฌแ (10 AM ST in June)แแผแ แกแแธแ แกแฑแแฌแแกแฅ(adjacent building)แ แกแแ แปแแแแธแฑแแซแ(window)แแแฑแแแแ แแฑแแฌแแฑแแแ แงแแแฌแแ แ แแแแฑแ(แแ)(shades 30 ft2)แปแแ แแ solar cooling load แแแฌแแ แแฌแแซแ
แกแฑแปแ Equation 6.4 แ แกแแธแปแแ แแผแแแซแ แแ(glass)แกแฑแแแแ แปแแแแแกแแแแแแกแแแธ(externally
shaded)แแ แกแแแแแแแกแแแธ(unshaded portions)แ แแผแแแผแแแ แแกแแแแ แกแแแฑแพแแฌแแแฑแแฌ แกแแแแแ แฑแแแฌแแ แกแแแแแฑแแฌแแแ แฑแแแฌแแแ radiation แปแแ แฑแแแแ แแแแฑแแฌแฑแพแแฌแแปแแ แแแ แแแฑแแแแ radiation แแแแแแฑแแฌแแแ แกแแแธ(receiving direct radiation part)แ แแผแแแ
๐ธ = ๐บ๐ฏ๐ฎ๐ญ ร ๐จ ร ๐บ๐ช ร ๐ช๐ณ๐ญ
QDirect radiation = 216 x 50 x 0.69 x 0.50 = 3730 BTU/hr
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-21
แแแฑแแแแ radiation แแแแแแแฑแแฌแแแ แกแแแธ(receiving only diffuse radiation part)แ แแผแแแ SHGF แแแแธแ north orientation แแผแ แแแแแแแ แแ แแแธแกแฌแธแปแแ แแแฑแแแแ แแแแ แแแฑแแฌแแแ diffuse radiation แ แแผแแแ SHGF แแแแธแ แแแแแแกแแซ north orientation แ แแแแแแแ
QDiffuse radiation = 48 x 30 x 0.69 x 0.50 = 500 BTU/hr
แฑแแฑแแฌแ แแแแแแฑแแฌแแแ แกแแแธแแ แแแแแแแฑแแฌแแแ แกแแแธ แแ แแฑแแซแแธ(total solar cooling load) แปแแ แฑแแแแ แแแฌแแแ
QTotal = 3730 + 500 = 4230 BTU/hr
แ.แ Design Conditions Cooling load calculation แแ แกแแแธแแผแแธ แแแแธแกแแแ(inside design conditions) แแ แกแปแแแแแแธ
แกแแแ(outdoor design conditions of temperature) แแ humidity แแ แกแฑแแแแผแแแแแแแ แกแแแธแกแแแ แแ แกแฑแปแแกแฑแแแ แแฑแแฌแแแ แแแฑแแฌแแแแแฌแปแแ แแ(satisfactory comfort)แ แฑแแธแแแแแแ แฑแกแฌแแแผแแฑแแฌแปแแแฌแธแแแแแฌแธ(table)แแผแ suggested value แแฌแธแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ
Air Temperature (DB) หF
Relative Humidity (RH)
Maximum Air Velocity*(FPM)
Clothing Insulation (CLO)
Winter 68-72 25-30 30 0.9 Summer 76-78 50-55 50 0.5
Outdoor summer design condition แกแแผแแแแฑแแฌแแ แกแปแแแแธ(reasonable maximums) แกแแแแ แกแฑแปแแแแแ แแฌแแฅแแแแแแธแแฌแธ(weather records) แ แกแแธแปแแ แปแแ แแฌแธแแ Table A.6 แแผแ แฟแแแฑแแฌแแแแ แฑแแแฌแแฌแธแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ แแ แแ แกแแผแแธ แปแแ แฑแแแแ แแฌแแฑแแซแแธ (แแ )แแฌแ แแแแแฌแธแแ (exceeded on average 35 hours in a year) แกแแแแแฌแธ(temperatures)แ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ DB (dry bulb temperature)แแ แแผแแแปแแ แฑแแแแ(coincident) wet bulb temperatureแแแ แกแแแแผ แฑแแฌแปแ (occurring at the same time are listed together)แแฌแธแแแ Corresponding design value แแฌแธแกแปแแ แกแแธแปแแแแแแ
(The separate design WB column listed does not usually occur at the same time as the DB listed and therefore should not be used in load calculations. Previous weather data tables showed this value, which if used, would result in too large a design cooling load. The separate WB value may be needed, however, in selecting a cooling tower or for special applications.)
Table แแผแ latitudes แแ mean daily DB temperature ranges (DR) แ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ แปแแแแฌแแแ แแแแแฟแแแ แแฌแแฅแแฑแแแฌแแฌแธ(weather data)แ Chapter (14) Appendix แแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ
แ.แ Lighting แแธแแธแ แแธแฑแแฌแแธ(lighting) แแฌแธแ แแผแแแฌแแ แกแแแฌแธ(heat gain) แแแแแ cooling load แแแฌแแ
แแผแแแ แฑแกแฌแแแซแแแปแแแธแ แกแแธแปแแแแแแ
๐ธ = ๐. ๐ ร ๐พ ร ๐ฉ๐ญ ร ๐ช๐ณ๐ญ (6.5)
Q = Cooling load from lighting (BTU/hr) W = Lighting capacity (watts) BF = Ballast factor CLF = Cooling load factor for lighting
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-22
W แแ แแแแแแฌแธแแ แแธแแธแ แแธแฑแแฌแแธแ rated capacity แ watt แปแแ แฑแแฌแปแแแฌแธแปแแแธ แปแแ แแแ
แฑแแแแกแฌแธแปแแ แแธแแธ แ แแธแฑแแฌแแธแแฌแธแกแฌแธแแธแ แแ แฟแแแแ แแผแแธแฑแแแแแ แแแแแแแแซแ แแผแแแฌแธแแ แแธแแธแ แแธแฑแแฌแแธแแฌแธแกแแผแแแฌ แแแแผแแแแแแแ แแแธแฑแแแแแธ 3.4 แแ watts แ BTU/hr แแ แฑแปแแฌแแธแแ แกแแผแ แปแแ แแแ
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-23
แแธแแธแ แแธแฑแแฌแแธ(lighting)แแฌแธแ Cooling Load Factor(CLF)แแ lighting แแแผแแแฌแแแกแ(heat
gain) แแแแแ แแแ แกแแแธแ แแแธแแแธแแฌแธแปแแแธ(storage effect)แฑแพแแฌแ แปแแ แแแ Storage effect แแ light แแฌแธ แแผแแแฌแธแแแกแแแแ cooling system แฑแแฌแแธแฑแแแแกแแ แกแฑแแแแผแ แแแแแแ แแแกแปแแ แกแฑแแฌแแกแฅ แแแฑแแฌแแ แกแแธแกแ แฌแธ(building construction) แแธแแธแ แแธแฑแแฌแแธแแแแแ(type of lighting fixture)แแ ventilation rate แแแกแฑแแแแผแ แกแฑแแแแผแ แแแแแแ
แฑแกแฌแแแซแกแฑแปแแกแฑแแแฌแธ แกแแผแ lighting แฑแพแแฌแแปแแ แแ storage effect แแแแแแซแ (No storage effect) (แ) แแแฌแธแแฑแแแ(occupied hour)แกแแผแแธแแแฌ แฑแแฌแแธแแฌแธแแ cooling system แแฌแธ
(แ) (แแ)แแฌแแฑแแฌแฑแแฌแแธแแ cooling system แแฌแธ(Cooling system operates more than 16 hr)
(แ) Non occupied hour แกแแแแฌแธแแผแ แกแแแแปแแแแแปแแแธแ แแผแแปแแแ cooling system แแฌแธ (temperature of the space is allowed to rise during nonoccupied hours) แแแแแ แกแแแ แปแแแแแปแแแธแ แแแแปแแแธ (temperature swing) แปแแ แฑแแแปแแแธแ แแแแแแแ cooling system แแฌแธแแผแ storage effect แแแแแแซแ
แฅแแแฌ (แ-แแ)
แกแแแธ(room)แแ แแแผแ 40 W fluorescent lighting fixture (แ)แ แกแแธแปแแแฌแธแแแ Cooling system แ แกแแธแปแแแแ แแแฌแธแแฑแแแ(occupied hour)แแผแ แแธแแธแ แแธแฑแแฌแแธแแฌแธ(lighting)แฑแพแแฌแ แปแแ แฑแแแแฌแแ solar cooling load แ แแฌแแซแ แกแฑแปแ
Ballast Factor (BF) แแแแธแ 1.25 แกแปแแ แแแแแ (CLF = 1.0 for the operating conditions) Equation 6.5 แ แกแแธแปแแ
๐ธ = ๐. ๐ ร ๐พ ร ๐ฉ๐ญ ร ๐ช๐ณ๐ญ
= 3.4 x 320 x 1.25 x 1.0 = 1360 BTU/hr
แ.แ People (แกแแแธแกแแผแแธ แแแแแ แกแฑแแฌแแกแฅ แกแแผแแธแ แแแฌแธ) แแแฌแธแ แแผแแแฌแแ แกแ(heat gain)แแฌแธแแผแ sensible heat แแ latent heat แแ แแ แแแธ
แแซแแแแแ แฑแแผ แธแแผแแปแแแธ(perspiration)แฑแพแแฌแ latent heat แปแแ แฑแแแแแ
Ballast Factor (BF)แแ fluorescent lamp แแฌแธแแผแ แแซแแแ ballast แแแแแ special losses แฑแพแแฌแ แปแแ แฑแแแแฌแแ แกแแปแแ แแแ Fluorescent lighting แแฌแธแกแแผแ Ballast Factor (BF)แ แแแแธ (typical value)แแ 1.25 แปแแ แแแ
Incandescent lighting แแฌแธแกแแผแ extra loss แแแฑแแ แแแฑแพแแฌแ BF = 1.0 แปแแ แแแ แแ แแแธ แกแฌแธแปแแ incandescent lighting แแฌแธแแผแ ballast แแแซแแฑแแฌแฑแพแแฌแ แแแแแผแแปแแแธ แปแแ แแแ
Lighting แแฌแธแ heat storage effect แ แแแแผแแแ แแกแแแแ แแแกแแแแ แแธแปแแแแ แกแแผแแแแปแแ แ แฅแธแ แฌแธแแแแ ASHRAE Fundamentals Volume แแผแ CLF table แแซแแแแ แแแแ แกแแแกแแแ แแแแแแแซแ CLF แแแแธแ 1.0 แกแปแแ แแแ แแผแแแซแ
Sensible heat แแฌแธแ แแปแแฌแธแกแแฌแแแแฌแธแ แ แแ(absorb)แฑแแฌแฑแพแแฌแ heat storage effect แปแแ แฑแแแแแ แแแฑแแฌ latent heat แแฌแธแฑแพแแฌแ heat storage effect แแปแแ แฑแแแฑแแ แแ แแแธแกแฌแธแปแแ latent heat แแฌแธแแ room cooling load แกแปแแ แแแแแธ แฑแปแแฌแแธแแแผแฌแธแแแ
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-24
แแแฌแธ(people) แฑแพแแฌแ แปแแ แฑแแแแ sensible heat gain แแ latent heat gain แ แแผแแแ cooling load แแแปแแแธแ แฑแกแฌแแแผแแฑแแฌแปแแแฌแธแแแ แกแแแธ(แ)แแผแ แแแฌแธแแแผแแแฌแแ แกแ(heat gain)แแฌแธ แกแฑแพแแฌแแธแ แกแฑแแธแ แ แฑแแฌแปแแฟแแธแปแแ แแแ
๐ธ๐ = ๐๐ ร ๐ ร ๐ช๐ณ๐ญ (6.6)
๐ธ๐ = ๐๐ ร ๐ (6.7)
๐ธ๐ , ๐ธ๐= sensible and latent heat gains (loads) ๐๐ , ๐๐ = sensible and latent heat gains per person n= number of people CLF = cooling load factor for people
แแแฌแธแฑแพแแฌแ แปแแ แฑแแแแฌแแ แกแแแผแแแแแธ(rate of heat gain)แแ แแแแแฌแธแแ(physical activity) แกแฑแแแแผแ แแแแแแ Table 6.13 แแผแ แแแแแฌแธแแ(activities)แฑแพแแฌแ แปแแ แฑแแแแฌแแ แกแแแแฌแแ แฑแแฌแปแ แแฌแธแแแ
Table 6.13 Rates of Heat Gain from Occupants of Conditioned Spaces (SI unit)
Notes: 1. Tabulated values are based on 24หC room dry-bulb temperature. For 27หC room dry bulb, the total
heat remains the same, but the sensible heat values should be decreased by approximately 20%, and the latent heat values increased accordingly.
2. Also refer to Table 4, Chapter 8, for additional rates of metabolic heat generation. 3. All values are rounded to nearest 5 W. (a) Adjusted heat gain is based on normal percentage of men, women, and children for the application
listed, with the postulate that the gain from an adult female is 85% of that for an adult male, and that the gain from a child is 75% of that for an adult male.
(b) Values approximated from data in Table 6, Chapter 8, where is air velocity with limits shown in that table.
(c) Adjusted heat gain includes 18 W for food per individual (9 W sensible and 9 W latent). (e) Figure one person per alley actually bowling, and all others as sitting (117 W) or standing or walking
slowly (231 W).
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-25
Notes (แ) แแแฌแธแแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแแแแธแแฌแธแแ 75หF แกแแแธแกแแแ(room dry-bulb temperature) แกแฑแแแแผแ
แกแฑแปแแแแฌแธแแแ 80หF room dry bulb แกแแผแ total heat แแฑแปแแฌแแธแแฑแแฌแแแธ sensible heat values แแ แแ % แฑแแฌแแแธแแผแฌแธแฟแแธ latent heat value แแแฌแธแแฌแแแแแ
(แ) แแฌแธแ แแ แแฑแแธแ แแแแธ แแผแปแแฌแธแฑแแฌแฑแพแแฌแ แแผแแแฌแแแกแแแแฌแ แแแแพแแฑแแ แแแแผแแแแ heat gain แ adjusted แแแแ แแกแแแแ แกแแผแแฑแแฌแแฟแแธ แกแแธแแแธแแ แฑแแฌแแ แกแแแแแแแแแแธแแ แกแแผแแฑแแฌแแฟแแธ แฑแแฌแแฌแธแแ แฑแแฌแแ แแ % แแแ(adult female is 85% of that for an adult male) แปแแ แแแ แแฑแแธแแ แฑแแฌแแ แกแแแแแแแแแแธแแ แฑแแฌแแฌแธแแแธแแ แฑแแฌแแ แแ % (gain from a child is 75% of that for an adult male)แปแแ แแแ
(แ) แแแ แกแแแแแแแ แฑแแฌแ(sedentary work)แ 60 Btu/h แแแ แกแแแแแแแแแ 30 Btu/h แแ sensible heat แปแแ แแ 30 Btu/h แแ latent heat แปแแ แแแ
แกแแแธแกแแแ(room temperature) 75หF DB แ แกแฑแปแแแ แปแแ แแฌแธแแ แแแแธแแฌแธแปแแ แแแ แกแแแ แฑแปแแฌแแธแแแ แกแแแผแแแแแธ แกแแแธแแ แฑแปแแฌแแธแแแแแแ(Values vary slightly at other temperatures)
Heat storage effect factor(CLF)แ แกแแธแปแแแแแ Sensible heat gain แกแแผแ แแแฌแธ(people) แแแผแแแฌแแ แกแแกแแผแ air conditioning system แ แแแแแผแ แแแแฌแธ(shut down)แแฌแธแแ แกแ
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-26
แแฑแแฌแแแ(storage)แ แแแแผแแธ แแผแแแแแ แแแกแแฑแแ CLF = 1.0 แปแแ แแแ Table 6.14 แแผแ แแแฌแธ (people) แกแแผแ CLF value แ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ
แฅแแแฌ (แ-แแ) แแแฌแธแ แแผแแแฌแแ แกแ(heat gain)แแแฌแ แปแแแฌแแแกแแผแแธแกแแแแแ 75หF DB แปแแ แแแ แปแแแฌแแแกแแผแแธแ แแกแฑแแฌแ(แแแ)แแแ แแแฌแธแ
แแผแแแฌแแ แกแ(heat gain)แแแฌแแ แแฌแแซแ แกแฑแปแ
Equation 6.6, 6.7 แแ Table 6.15 แ แกแแธแปแแแแ แปแแแฌแแแ air conditioning system แ แแแแแผแ แแแแฌแธแแฌแธแแแ แแแฑแพแแฌแ cooling load แแผแแแฌแแผแ storage effect แ แแแแผแแแ แแแกแแฑแแ (Because the air conditioning system of a theater is normally shut down overnight, no storage effect is included in calculating the cooling load.)
Qs = 245 x 240 x 1.0 = 58,800 BTU/hr QL = 105 x 240 = 25,200 BTU/hr QTotal = 58,800 + 25,200 = 84,000 BTU/hr
แ.แแ Equipment And Appliances Equipment แแฌแธแ heat gain แแแฌแแ แแแแแแแฌแธ(manufacturer) แแแแแ name plate
data แ แแแแแแแ Intermittent use แกแแผแ แกแแฑแแฌแแธแแฌแธ(allowance แแแแผแแธ)แแแแแ แแแแฑแแฌ equipment แแฌแธแแ sensible แแ latent heat แแ แแธแ แแธ แแแแแแแ Table 6.15 แแผแ typical appliance แแฌแธแ heat output แแฌแธแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ CLF factor แแฌแธแ แแฑแแฌแปแแแฌแธแแซแ 24 hours แแฌแ แฑแแฌแแธแฑแแแ system แปแแ แแ CLF factor แแแแผแแแแแ แฅแแแฌ (แ-แแ)
Diane's Deli Diner แ แฌแธแฑแแฌแแแแ air-conditioned area แกแแผแแธแ แฑแกแฌแแแซ equipment แแฌแธ แ แกแแธแปแแแฌแธแแแ Hood แแแแแแฌแธแปแแแธ แแ(without hoods)แแซแ
1 coffee burner (2 burners) 1 coffee heater (1 burner) I toaster (large)
Equipment แแฌแธแแแผแแแฌแแ sensible แ latent แแ total heat gains (cooling loads) แแแ แแฌแแซแ แกแฑแปแ Table 6.15 แ แแแแธแแฌแธ(values)แ แกแแธแปแแ ๐ธ๐(BTU/hr) ๐ธ๐(๐๐๐/๐ก๐ซ) ๐ธ๐ป๐๐๐๐(BTU/hr) Coffee Burner 3750 1910 5660 Coffee Heater 230 110 340 Toaster 9590 8500 18,090 Total heat gains (loads) 13,570 10,520 24,090
แฑแแฌแแฌแแฌแธ(motors)แแ แกแฑแแฌแแธแแแแ(equipment driven)แแฌแธแ แแผแแแฌแแ แกแแแฌแธ แแแ แ แ แผแแธแกแ(electrical energy)แ แกแ(heat)แกแปแแ แแ แฑแปแแฌแแธแแแผแฌแธแปแแแธแฑแพแแฌแ แกแแแฌแธ(heat output) แแผแแแฌแปแแแธ แปแแ แแแ
แฑแแฌแแฌ(motor)แแ driven load แแ แแแแแฌแฑแแแฌแ แแแแ แแผแแแฌแแแกแแแฌแธ(heat generated)แ แแแแแ แแแแ air conditioned space แแแ แฑแแฌแแแแผแฌแธแแแ Table 6.16 แแผแ แกแฑแปแ แกแฑแ แกแแธแแธแแแ แปแแ แฑแแแแ heat output แ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-27
แฅแแแฌ (แ-แแ) แกแแแธ (แแ แ)แแแ แแแแแ แแแผแ แกแแแธแแแธแ Fan Coil Unit (FCU) แแแแแแฌแธแแแ 0.16
HP motor แแซแแแแ FCU แฑแแฌแแฌแแแผแแแฌแฟแแธ แกแฑแแฌแแกแฅแแ แฑแแฌแแแแผแฌแธแแ แกแแแแฌแ heat gain (load)แ แแฌแแซแ แกแฑแปแ
แฑแแฌแแฌ(motor)แแ fan แ conditioned space แแแผแ แแแแแแฌแธแฑแแฌแฑแพแแฌแ table 6.16 แ heat gain (load) แแ
Q= 1160 BTU/hr x 150 = 174,000 BTU/hr
แแธแแธแ แแธแฑแแฌแแธแแฌแธ(lighting) แแ equipment แแแ แแกแแแแกแแซแแแฌ แแผแแฑแแแฑแแฌแฑแพแแฌแ heat gain แแแฌแแแแผแแแ แกแแแผแแแแแแฌแแแ แฑแแฌแแธแแ(แกแแธแปแแแแกแแ)แแแปแแ แฑแปแแแฌแแแแแ แแ แแซ แแ แแแแฌ แกแแธแปแแแ แแผแแแฌแธแแ แแแแพแแฌแแแ แแแแแแธแแแแแฑแแฌแฑแพแแฌแ factor แแ แแแฑแปแแแฌแแแ แแกแแแแ
แ.แแ Infiltration แปแแแแธแฑแแซแแแฌแธ(windows) แแแแแ แกแแแธ(room) แแแซแธแฑแแซแแกแพแแฌแธแฑแแแฌแแฌแธแ แแแฑแแฌแแแฌแแ
แฑแแ infiltration air แแฑแแแแแ แแฑแแแฌแธแฑแพแแฌแ sensible แแ latent heat gain แแ แแธแแธแปแแ แฑแแแฑแ แแแ
Infiltration heat แแผแแแแธ(calculating procedure)แแ แแแปแแแธ(equations)แ แแแธแปแแแฟแแธ แปแแ แแแ
Air conditioning system แแผแ mechanical ventilation แแแแแ แกแฑแแฌแแกแฅ แกแแผแแธแ แกแแแธแแ แแแฌแธแแ แแกแฌแธแปแแ แฑแแฑแกแฌแแแแธแแฌแธแฟแแธ(creating a positive air pressure within the building) แปแแแแฑแ(outside air) แแแแผแแธแฑแแธแปแแแธแฑแพแแฌแ infiltration แปแแ แฑแแแปแแแธแ แฑแแฌแ(reduces or eliminates) แแแแแ แแธแ แฑแแฌแแแธแฑแกแฌแ แปแแแแแแแแ
แแฑแแแฑแแ แกแฑแแฌแแกแฅแแฌแธ(modern buildings)แแผแ แกแฑแแแแแฌแธแแ แปแแแแธแฑแแซแแแฌแธ(fixed
sealed windows)แแซแแฑแแฌแฑแพแแฌแ infiltration loss แแปแแ แฑแแแฑแแ แแแแฑแแซแแ แแผแแฑแแซแ(entrances) แแฌแธแแแฌ infiltration loss แปแแ แฑแแแแแ
แ.แแ Room Cooling Load Room cooling load แแ แกแแแธแ แฑแแซแแแธ(roof)แ แแแแฌแธ(walls)แ แแแแฌแธ(glass)แ แฑแแฑแแฌแ(solar)แ
แแแฌแธ(people)แ equipment แแ infiltration แ แแ component แแฌแธแ แปแแ แฑแแแแฌแแ cooling load แแ แ แแแธแ แ แฑแแซแแธแแฌแธแแ แแแแธ แปแแ แแแ
Ventilation air แแ แกแแแธ(room) load แแธ แแแแฑแแ Central cooling equipment แกแแผแ load แปแแ แแแ แแ แแแธแกแฌแธแปแแ ventilation air แฑแพแแฌแ แปแแ แฑแแแฑแแฌ load แแ air conditioning system แแแแฌ แแแแแแแ แกแแแธแแ แแแธแแแธแ แแ แแแแแแ แแแแแแแ
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-28
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-29
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-30
Cooling load แแผแแแแกแแซ แแ (form)แปแแ แแผแแปแแแธแแ แแแแผแแแแแ แ(แ-แ)แแผแ แแแผแ commercial cooling load calculations form แ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ แกแแแธแแ แแแธแแแธแ (individual rooms) แแแแแ แฑแแธแแแแ แกแฑแแฌแแกแฅ(small building )แกแแผแ แกแแธแปแแแแแแ
แแแแแแแกแแซ แแผแแ(convenience)แฑแ แแ แฑแกแฌแแแผแ แกแแฑแแฌแแ แฌแแธแแฌแธ(following abbreviations)แ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ Component
TCL = Total Cooling Loads SCL = Sensible Cooling Loads LCL = Latent cooling loads
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-31
Room RTCL = Room Total Cooling Loads RSCL = Room Sensible Cooling Loads RLCL = Room Latent cooling loads
Building BTCL = Building Total Cooling Loads BSCL = Building Sensible Cooling Loads BLCL = Building Latent cooling loads
Coil CTCL = Coil Total Cooling Loads SCSL = Coil Sensible Cooling Loads CLCL = Coil Latent cooling loads
แ.แแ Room Peak Cooling Load Cooling load แแแแแ แแผแแแแแแแ แฑแแแฌแฟแแธแฑแแฌแ peak (maximum) value แแแแแ แแฌ
แฑแแผแแแแ แฑแแแฌแแ แแแแ Air conditioning system แแฌแธแ แกแแผแแกแ แฌแธแ peak load แแผแ แฑแแฌแแธแ แผแฌ แฑแแฌแแธแแแฑแกแฌแ แฑแแผแธแแแแฌแธแแแแ Peak load แ แกแฑแปแแแ equipment แแฌแธแ แกแแผแแกแ แฌแธ แฑแแผแธแแแพแ แฑแแฌแฑแพแแฌแ peak load แแแฌแแ แแแแแ แผแฌ แแผแแแแแแแ
External heat gain แแ แกแแ(time of day)แ แฑแแ แแ แ แแแ แแแ แฑแปแแฌแแธแแฑแแแแ แกแแแฑแพแแฌแแแฑแแฌ แฑแแแผแฌแธแแแธแฑแพแแฌแแธ แฑแปแแฌแแธแ(orientation of the sun changes) แฑแแฑแแฌแฑแพแแฌแ solar radiation แแแฌแ แฑแปแแฌแแธแแฑแแปแแแธแฑแพแแฌแ แปแแ แแแ แแแปแแ แแฌแแฅแแ แแแ แปแแแแกแแแ(outdoor temperature) แฑแปแแฌแแธแแฑแแปแแแธแฑแพแแฌแ แปแแ แแแ แแกแแ แแ แแแฑแพแแฌแ external heat gain แแแฌแ แฑแปแแฌแแธแแฑแแปแแแธแฑแพแแฌแ total room cooling load แฑแปแแฌแแธแแปแแแธ แปแแ แแแ
แแ แแซแแ แ แแแฌแธแแฌแธแ แพแแแแแฑแแแฌแปแแแธ(inspecting the tables)แปแแ peak load แปแแ แฑแแแแ แกแแ (what time the peak load occurs)แ แแแแแแธแแแแแ แแ แแซแแ แ peak load แปแแ แฑแแแแแกแแแ แแแ แแผแแแแแแแฌแธ แปแแแแแ แแกแแแแ
แแธแแแธแแผแแแ แผแฌ แแผแแแแแแกแแผแ guideline แกแแแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ CLTD แ SHGF แแ CLF table แแแ แแแแฌแธแ แแฌ แกแแแแฌแธแ แฑแกแฌแแแผแ แฑแแฌแแแแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ (แ) แฑแปแแฌแแแแแแแฌแแแฌแธแแ แแแแแแฌแปแแแแฌแธ(west-facing glass)แกแแผแ แกแแฌแธแแธ(maximum) load
แปแแ แฑแแแแแแ แฑแแผแแฌแแกแแแ แแผแแธแแผแแ(mid-summer in the afternoon) แปแแ แแแ
(แ) แกแฑแแแแแแแแฌแแแฌแธแแ แแแแแแฌแปแแแแฌแธ(east-facing glass)แกแแผแ maximum solar load แปแแ แฑแแแแแแ แฑแแผแแฌแแกแแแ แแแแแแธแกแแ(early or mid-summer in the morning) แปแแ แแแ
(แ) แฑแแฌแแแแแแแฌแแแฌแธแแ แแแแแแฌแปแแแแฌแธ(south-facing glass)แกแแผแ maximum solar load แปแแ แฑแแแแแแ แฑแแฌแแธแแฌแแฑแแแแแแแธแกแแ(fall or winter in early afternoon) แปแแ แแแ
(แ) แกแฑแแฌแแฑแแฌแแแแแแแฌแแแฌแธแแ แแแแแแฌแปแแแแฌแธ(southwest-facing glass)แกแแผแ maximum solar load แปแแ แฑแแแแแแ แฑแแฌแแธแแฌแ แกแ แฅแธ แฑแแแแแกแแ(fall in the afternoon) แปแแ แแแ
(แ ) แฑแแซแแแธแแฌแธ(roofs)แกแแผแ maximum load แปแแ แฑแแแแแแ แฑแแผแแฌแแฑแแแแ แแแแแ แแฑแแกแแ (summer in the afternoon or evening)แปแแ แแแ
(แ) แแแแฌแธ(walls)แกแแผแ maximum load แปแแ แฑแแแแแแ แฑแแผแแฌแแฑแแแแแแแธ แแแแแ แแฑแแกแแ
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-32
(summer in the afternoon or evening)แปแแ แแแ
แคแฑแแแแฑแแฌแแแแแฌแธ(generalizations)แ แแ cooling load แแผแแแ แกแฑแแฌแแกแฅแ แฑแแ แแแแฌ แ แฑแแฌแแแแฌแธแปแแ แแแแแผแแ(localize approximate times of room peak loads)แแแแ
แฅแแแฌ- แฑแแฌแแแ แแแแฌแธแแ แกแแแธแแแแแธแ แปแแแแธแฑแแซแแงแแแฌแแฌแธแแ(south-facing room with a very large window area) peak load แแ แฑแแฌแแธแแฌแแฑแแแแแแ(early afternoon in the fall) แปแแ แฑแแแแแแแ แฑแแผแแฌแแแผแ แปแแ แฑแแแแแแ แแแแฑแ(not in the summer)แ แกแแแ แแแงแแแฌ แกแแแธแแแแฌแแซแแ แกแแแธแแแปแแ แแ(room had a small glass area) แแแแฌแธ(walls)แแ แแ(glass) แปแแ แฑแแ แแ heat conduction แแแฌแ แแแฌแธ(dominate)แแ peak load แปแแ แฑแแแแแแ แฑแแผแแฌแแ แฑแแแแ (summer afternoon) แปแแ แแแ
แแแแธแฑแแ(design day) แปแแ แฑแแแแ แฑแแแ แผแแแกแแแ แแแแแแธแฟแแธแฑแแฌแ peak load แปแแ แฑแแแแ แกแแแแ peak load แแแฌแแ แแแแแแธแแผแแแ(determine the exact time and value of the peak load) แแแแ
แฅแแแฌ (แ-แแ) แกแแแธแแ แกแฑแแแแแแ แแแแฌแ(east facing room)แแฌแธแแแ Shelton Motel แแ St. Louis,
Missouri แกแแแแผแ แแแแแแ แปแแแแธแฑแแซแ(window)แกแแแแ 60 ft2 แปแแ แแแ แกแแแแแฑแแฌแ (aluminum frame)แแ thermal break แแซแแแ แปแแแแธแฑแแซแ(window)แ 4 in. single heat-absorbing แกแแธแกแ แฌแธแแ(glass) แแแแแแฌแธแแแ Light colored interior venetian blind แแฌแธแ แกแแธแปแแแฌแธแแแ แแ(wall)แแ metal curtain wall แปแแ แฟแแธ U-value แแ 0.14 แปแแ แแแ แกแฑแแฌแแกแฅ แแแฑแแฌแแแฌแธแ (building construction)แแ lightweight แปแแ แแแ Room peak cooling load แปแแ แฑแแแแ แกแแ(time)แแ แแแฌแ(value)แ แแฌแแซแ แกแแแธแกแแแแแ 78หF DB แปแแ แแแ แกแฑแปแ
แแแงแแแฌ(glass area)แแ แแแงแแแฌแแ แแแฌแธแฑแแฑแแฌแฑแพแแฌแ แกแแแธ(room)แ solar load แกแแฌแธแแธ แปแแ แฑแแแแแแ peak load แปแแ แฑแแแแ แปแแ แแแ
Table 6.6 แ 40หN แแแแผแ(latitude)แ แงแฟแแ(April)แ แแแแ peak SHGF แแแแธแแ 224 BTU/hr-ft2 แปแแ แแแ Conduction heat loss แแแ(morning)แแผแ แแ(glass)แแ แแ(wall) แแแฑแพแแฌแ แปแแ แฑแแ แแแ แพแแแแ(August)แแผแ SHGF แแแแธแแ 216 BTU/hr-ft2 แปแแ แแแ April แแแผแ แปแแ แฑแแแแฑแแฌแ แแฌแธแแแ แพแแแแ(August)แแผแ total heat gain แกแแฌแธแแธ แปแแ แฑแแแแแ
Table 6.10 แแ 6.2 แ แแแ(แ)แแฌแแกแแ(8 AM Standard Time)แแผแ แแ(glass)แ CLF แแ แกแแฌแธแแธ แปแแ แแแ แแแ(แแ)แแฌแแแผแ(10 AM Standard Time)แแผแ แแ(wall) แกแแผแ CLTD แแ แกแแฌแธแแธ แปแแ แแแ แแแ(แ)แแฌแแ (แ)แแฌแ แแแแแ (แแ)แแฌแแ (8, 9, or 10 AM)แแแแผแ peak time แปแแ แฑแแแแแแแ แแฌแแกแแ load แแแแธแแฌแธแ แแผแแ แกแแฌแธแแธแ peak load แกแปแแ แแแแแแแแ แแแฑแแฌแ room cooling load แกแแฌแธแแธ(peak) แปแแ แฑแแแแแกแแแ peak time แกแปแแ แแแแแแแ แกแแแธ(room)แแ แกแปแแแแธแกแแ(top floor)แแแแ แแแแฌแธแแแ แกแแแ แแแแผแแฑแแแ แกแแแธแแ แกแปแแแแธ แกแแแปแแ แแซแ roof load แ แแแแผแแแ แแกแแแแ
Peak time แปแแ แแแแ แแแ(แ)แแฌแแ (แ)แแฌแ แแแแแ (แแ)แแฌแแ แแแแแแธแฟแแธแฑแแฌแ แแฌแแกแแ peak load แแแแธแแฌแธแ แแผแแแแพแแแแแแ (Proceeding to check the possibilities) แแแ(แ)แแฌแ(8 AM) แกแแแแผแ
Solar, glass Q= 216 x 60 x 0.53 x 0.80 = 5500 Conduction, glass Q= 1.01 x 60 x 1 = 61 Conduction, wall Q = 0.14 x 40 x 48 = 269
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-33
Total = 5830 BTU/hr แแแ(แ)แแฌแ(9 AM) แกแแแแผแ
Solar, glass Q = 216 x 60 x 0.53 x 0.76 = 5220 Conduction, glass Q = 1.01 x 60 x 3 = 182 Conduction, wall Q= 0.14 x 40 x 55 = 308 Total = 5710 BTU/hr
แแแ(แแ)แแฌแ(10 AM) แกแแแแผแ Solar, glass Q = 216 x 60 x 0.52 x 0.62 = 4180 Conduction, glass Q= 1.01 x 60 x 5 = 283 Conduction, wall Q = 0.14 x 40 x 56 = 314 Total = 4777 BTU/hr
แกแแแธ(room) peak load แแ แพแแแแ(August)แ (แ)แแฌแ(8 AM)แกแแแแผแ แปแแ แฑแแแแแ แปแแ แฑแแ แแฌแแ conduction heat gain แแ แแ(glass)แแ แแ(wall) แแแแผแ แแแแแแธแฑแแฌแแแแธแแผแ แแแฌแธแแฌแแแ Solar gain แแแแธ แแแแฌแแฌแแแฌแธแฑแแฌแฑแพแแฌแ แกแแ แพแแแแ แปแแแแธแฑแแซแ(window) แกแแผแแกแ แฌแธ แฑแแธแแแแ peak time แปแแ แแแกแแ แกแแแธแแ แแฑแแฌแแแแแแแ
แกแแแแ แงแฟแแแแแแธ peak load แปแแ แฑแแแแแแแ แแแแฑแ แฌแฑแ แฌ แกแแ(early morning)แแผแ แปแแแแกแแแ(outside temperature)แแ แงแฟแแแแผแ แกแแแธ(room)แ conduction heat loss แแ net heat gain แแแแฌแแฌ แฑแแฌแแแธแแแแแ Peak load แปแแ แแ แกแแแแฑแแแฌแแซแ แแผแแ แ แ แฑแแธแแ แแกแแแแ แกแฑแแฌแแกแฅแแฌแธแแผแ แกแแแธแแฌแธแ peak load (rooms load)แ แฑแแแฌแแผแแแ แแกแแแแ
Cooling load แแผแแแ แกแฑแแฌแแกแฅแแฌแธแกแฌแธแแธแ peak load แปแแ แฑแแแแแ แแผแแ แแธแปแแแฟแแธแแแฌ room load แแผแแแแแแ (Each building must be analyzed in a similar way to determine time of room peak loads so that the proper room load is calculated.)
แ.แแ Building Peak Cooling Load
แกแแแธแแ แแแธแแแธแ แ peak cooling load แ แ แ แฑแแซแแธแ แแแแแแแธแแ แกแฑแแฌแแกแฅ(building)
แ peak cooling load แแ แแแฌแธแแแ แกแแแฑแพแแฌแแแฑแแฌ peaks load แแฌแธแกแฌแธแแธแแ แแ แฟแแแแ แกแ(same time) แแปแแ แฑแแแฑแแฌแฑแพแแฌแ แปแแ แแแ แแแฑแพแแฌแ แแแแแฌแแฌแธแแ building cooling load แกแปแแแแธ (peak) แปแแ แแ แกแแ(time of year)แแ แฑแแ(time of day)แ แแผแแแแแกแแแแ
Room peak load แแผแแแแกแแผแ แแแปแแแปแแแธแแ แ แ แฑแแธแปแแแธ(reasoning and investigation)แแแธแ
แกแแธแปแแแแ (แ) แ แแแแธแแแแญแฌแ แฑแปแแฑแแแแผแแฑแแฌแแแแแฌแธแแ แกแฑแแฌแแกแฅแ peak load แแ แฑแแผแแฌแ แแฑแแแแธ
แแแแแกแแแแผแ แปแแ แฑแแแแแ แกแแแฑแพแแฌแแแฑแแฌ แแกแแแแผแ แปแแแแกแแแ แกแปแแแแธ แปแแ แฑแแฌ แฑแพแแฌแ แปแแ แแแ แแแแฌแธแฑแแแแผแ solar radiation แปแแ แฑแแแแแแแฌแ แแผแฌแปแแฌแธแแ แแแแแฌแธ แพแแฑแแ
(แ) แฑแแฌแแกแแแแ แกแฑแแฌแแฑแแฌแแกแแ แแแแฌแ แฌแแผแ แแแแฌแธแ แผแฌ แแแแแแฌแธแแ แกแฑแแฌแแกแฅแแฌแธแ peak load แแ แฑแแฌแแธแแฌแ แฑแแแแแกแแแแผแ แปแแ แฑแแแแแ แกแแแฑแพแแฌแแแฑแแฌ แแกแแแ radiation แกแแฌแธแแธ แปแแ แฑแแแฑแแฌแฑแพแแฌแ แปแแ แแแ แฑแแแฌแฑแกแฌแ แแแ แแผแแแแ แ แ แฑแแธแแ
Building cooling load แแแแแฌ peak load แปแแ แฑแแแแแกแแแแผแ air con แกแแแธแแฌแธแกแฌแธแแธ(all air conditioned rooms)แ แกแแ แผแแ แแแแแแแแแธ แกแแฌแธแแธแปแแ แแแ (all air conditioned rooms in the building at the time the building cooling load is at its peak value)
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-34
แแกแแแแ
(แ) แฑแแซแแแธแงแแแฌ แกแแผแแแฌแธแแ แแ แแแแ แกแฑแแฌแแกแฅแแฌแธแแผแ peak load แแ แฑแแผแแฌแ แแผแแธแแผแแแธแกแแแ แปแแ แฑแแแแแ
แกแแแแซแกแแแแฌแธแแ แฑแแแ แปแแ แฑแแแฑแแแแ แกแแแแฌแธแแฌ แปแแ แแแ แกแฑแแฌแแกแฅแแแแฌแแแฌ(building orientation)แแ แแแฑแแฌแแ(construction) แกแแธแแธ แแผแปแแฌแธ
แแแฑแแฌแฑแพแแฌแ แแผแแ แ แ แฑแแธแแ แแกแแแแ Peak load แปแแ แฑแแแแแกแแ(time)แ แแแฟแแธแฑแแฌแ total building heat gain แ แแแแผแแแแ
Peak load แปแแ แฑแแแแแกแแ(time)แ แแแฌแ(value) แแ building cooling load แ แกแแผแแแ แแฌแฑแแผแแแแแ Computer software program แแฌแธแ แกแแธแปแแ แแกแแแ แฑแแแฌแแฌแธ แแแ แกแแแธแแแแแ แกแแแกแแผแแธ แแแแผแแธแ แแ แแ แแแแธ แแฌแแกแแ แปแแ แฑแแแแ load profile แ แแแกแแผแแธ แแฌแฑแแผแแแแแ
Load diversity แปแแ แปแแแธแฑแพแแฌแ actual building peak load แแ แแผแแแแแแแแแธ(calculated value)แแ แแแแธแแแ แกแฑแแฌแแกแฅ(building)แแฌแธแแผแ peak load แปแแ แฑแแแแแกแแแ แแแฌแธ(people) แแแปแแแธแ แแธแแธแ แแธแฑแแฌแแธแแฌแธ(lights) แแแผแแแฌแธแปแแแธแแ equipment แแฑแแฌแแธแปแแแธ(not operating) แแแฑแพแแฌแ แปแแ แแแ แแแฑแแฌแแ diversity factor แแแแแ usage factor แ แแแแแแธแ building peak load แแแแผแแธ แแผแแแแแแแแ
แฅแแแฌ- แแธแแธแแแธแฑแแฌแแธแแฌแธ(lighting)แ 90%แแฌ แกแแธแปแแฑแแแ(แแผแแแฌแธแแแแ)แ แฑแแฌแแแแฌแธแแ peak load แปแแ แฑแแแแ แกแแ(time)แแผแ lighting load แแแผแแ แแแแ แแแฌแแ 0.9 แแแฑแปแแแฌแ(multiplied by a factor of 0.90)แแแแ แแแฑแแฌแแ diversity factor แ แฑแแผแธแแแแแกแแผแ แกแฑแแฌแแกแฅ (building) แกแแธแปแแ แ แกแฑแแผแแกแพแ(experience) แแ แแแแแ(judgment)แแ แแกแแแแ
แ.แแ Cooling Coil Load
Cooling coil load แแแแธแแ building load แแแ แแฌแธแแแแแ แกแแแฑแพแแฌแแแฑแแฌ air conditioning system แแฌแธแ แฑแกแฌแแแซ heat gain แแซแแแฑแแฑแแฌแฑแพแแฌแแปแแ แแแ (แ) Ventilation (outside air) (แ) Heat gains to ducts (แ) Heat produced by the air conditioning system fans and pumps แแ (แ) Air leakage from ducts แแแปแแ แแแ
แ.แแ Ventilation แกแฑแแฌแแกแฅ แกแแผแแธแแ แปแแแแ แฑแแแฌแธ(outside air) แแแฑแแธแแ แแกแแแแ แแแธแแฌแฑแแธ แแแผแ
แฑแ แแ(health)แแ แแแฑแแฌแแแแแฌ(comfort) แปแแ แฑแ แแ แแแแผแแแ(แ)แแธแปแแ แแแฑแแธแปแแแธ แปแแ แแแ
แปแแแแฑแแ sensible heat แแ latent heat แแแแแแแแ room air แแ แแแฌแธแฑแแฌแฑแพแแฌแ cooling load แแกแแแ แแแฌแธแแฌแแแ Cooling equipment แ แแแแฌแแ แกแแแฌแธแกแฌแธแแธแ แแแแแฑแแธแแแแ
Ventilation load แ cooling load แแผแ แแแแผแแธ แแผแแแแแแแ Ventilation load แแ building load แแผแ แแแซแแแฑแแ (cooling coil load but not the building load.)แ
Building cooling load แแแแธ แแแฟแแธแฑแแฌแ cooling coil load แ แแแแ แแผแแแแแแแ Cooling coil load แแแแแฌ air conditioning equipment แแแแ cooling coil(s)แ แกแแแฌแธ(heat)แ แแแแ แฑแแธแแแแแแแธ แปแแ แแแ
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-35
Sensible แแ latent cooling load แแผแแแแ แฑแกแฌแแแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ
๐ธ๐บ = ๐. ๐ ร ๐๐ ๐ ร ๐๐ (๐. ๐๐) ๐ธ๐ณ = ๐. ๐๐ ร ๐๐ ๐ ร (๐พ๐ถ โ ๐พ๐ ) (๐. ๐๐)
where ๐ธ๐บ, ๐ธ๐ณ = sensible and latent cooling loads from ventilation air(BTU/hr) CFM = air ventilation rate(ft3/min) TC = temperature change between outdoor and inside air (หF) ๐พ๐ถ , ๐พ๐ = outdoor and inside humidity ratio(gr w./lb d.a.) The total heat (QT) removed from the ventilation air is QT=QS+QL.
Table 6.17 แแผแ แแแแฑแแฌแแแแแธแแฌแธ(applications)แกแแผแ แแแฑแแฌแแ outdoor air ventilation rate แแฌแธแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ Ventilation rate แแฌแธแแ แแปแแฌแธแฑแแฌ state codes and standard แแฌแธแแ แแแพแแแแ
แ แแแฌแแแแแ แกแฑแแฌแแกแฅแแฌแธแแผแ แแกแแฑแแฌ ventilation rate แแฌแธแ chapter (13)แแผแ แฑแแฌแปแ แแฌแธแแแ แ แฌแกแแแแฑแแแแกแแแแผแ แปแแแแฌแแแแกแแผแ ACMV code แแแผแแฑแแธแฑแแฌแฑแพแแฌแ ASHRAE Standards 62.1 & 62.2 The Standards for Ventilation and Indoor Air Quality แแแแแ Code of Practice for Air-Conditioning and Mechanical Ventilation in Buildings (SS 553 : 2016)แ แแปแแแธแแแแแ
Ventilation rate แแ table 6.17 แแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแ minimum listed in earlier standard แแ แแแฌแธแแแ แฅแแแฌ- แแแ แฑแแฌแแกแแผแ แกแแแธแแธ แปแแแแฑแ 15 CFM แแแแธ(15 CFM per person) แปแแ แแแ Office space แกแแผแ แแแ แ แแแ แแผแแธ(standard)แกแ แแแ แฑแแฌแแกแแผแ แกแแแธแแธ แปแแแแฑแ 5 CFM (minimum of 5 CFM per person) แแแฑแแธแแ แแผแแปแแแฌแธแแแ Ventilation rate แแฌแธ แกแฑแพแแฌแแธแ แกแแแธ(แ) แแผแ แกแฑแแธแ แ แฑแแธแแฌแธแแฌแธแแแ
TABLE 6.17 MINIMUM MECHANICAL VENTILATION REQUIREMENT RATES Outdoor air shall be provided at a rate no less than the greater of either A. 15 CFM per person, times the expected occupancy rate. B. The applicable ventilation rate from the following list, times the conditioned floor area of the space.
Abridged from Energy Efficiency Standards. California Energy Commission, 1999.
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-36
แฅแแแฌ (แ-แแ ) Stellar Dome แแธแแฑแแแกแฌแธแแ แฌแธแ(athletic stadium)แแแผแ แแฑแแธแฑแแฌแแธ(40,000 people)แแแ
แแแแแแ แแแแแแแแ Space design condition แแ 80หF แแ 50% RH แปแแ แแแ Outdoor design condition แแ 94หF DB แแ 74หF WB แปแแ แแแ Ventilation แฑแพแแฌแ แปแแ แฑแแแแ cooling load แแแฌแแซแ แกแฑแปแ
Sensible heat equation แแ latent heat equation แ แกแแธแปแแแแ Table 6.17 แ แแแ แฑแแฌแ แแ แปแแแแฑแ(outside air) 15 CFM แแแแธแแแฑแแธแแแ(15 CFM of outside air per person)แ แฑแแฌแปแ แแฌแธแแแ
๐ธ๐บ = ๐. ๐ ร ๐๐ ๐ ร ๐๐ = 1.1 x 15 x 40,000 x 14 = 9,240,000 BTU/hr
Humidity ratio แแ แกแแแธแแผแแธ(inside)แแ แปแแแแกแฑแปแแกแฑแ(outdoor conditions) แ 77.0 แแ 95.0 gr.w./lb d.a. แปแแ แแแ
๐ธ๐ณ = ๐. ๐๐ ร ๐๐ ๐ ร (๐พ๐ถ โ ๐พ๐ ) = 0.68 x 15 x 40,000 x (95.0 โ 77.0) = 7,344,000 BTU/hr
QTotal = 9,240,000 + 7,344,000 = 16,584,000 BTU/hr ร
1 ๐ก๐๐
12,000 BTU/hr = 1382 tons
แกแแแ outdoor temperature แกแปแแแแธ(maximum)แแผแ peak load แแปแแ แฑแแแแ correction แแแแ แแกแแแแ Ventilation แแ infiltration load แ แแผแแแฌแแผแ correction แแแแแกแแผแ แกแแธแปแแแแ outdoor temperature แ Table 6.18 แแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ
แ.แแ Heat Gain to Ducts (Duct แแฌแธแ แกแแ แแแปแแแธ) แฑแแฑแกแธ(conditioned air)แแฌแธแแ duct แกแแผแแธแ แ แธแแแธแฑแแ แฅ แกแแธแแแธแแแ(surroundings)
แกแแแฌแธแ แ แแแแฌ gain heat แปแแ แฑแแแแแ Duct แแ unconditioned space แ แปแแแแผแฌแธแแ heat gain แปแแ แฑแแแแแแ useful cooling effect แปแแ แแแ Duct แแฌแธแแ unconditioned space แปแแแแผแฌแธแแ sensible heat แแฌแธ แแธแแแธแแผแฌแธแฑแแฌแฑแพแแฌแ BSCL แแผแ แฑแแซแแธแแแฑแแธแแแแ Heat gain แ heat transfer equation แ แแผแแแแแแแ
๐ธ = ๐ผ ร ๐จ ร ๐ป๐ซ (๐. ๐)
Q = Duct heat gain (BTU/hr)
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-37
U = Overall coefficient of heat transfer (BTU/hr) A = Duct surface area (ft2) TD = Temperature difference between air in duct and surrounding air (หF)
Unconditioned area แ แปแแแแผแฌแธแแ แฑแแฑแกแธแแฌแธแ แแแฑแแฌแแแผแฌแธแแ duct (cold air ducts) แกแฌแธ overall value of R-4 (U = 0.25) แแ แแแแธแแ แแ แฅแแธแแฌแธแปแแ insulate แแแแแแ
แฅแแแฌ (แ-แแ) แกแแ(แแ)แแแแแ แกแปแแ(แแ)แแแ แแฟแแธ แฑแ(แ แ)แแแแ duct แ แกแแแ 60หF แแแ แฑแแ
แแแฑแแฌแแแแกแแผแ แแแแแแฌแธแแแ แกแแแ 90หF แแแ แกแแแธแแปแแแ แแแแแแฌแธแแแ Insulation แ overall U แแแแธแแฌ U=0.25 แปแแ แแ duct แกแแผแแธแ แฑแแแผแ แปแแ แฑแแแแ heat gain แ แแฌแแซแ
แกแฑแปแ Duct แ แแแแฌแปแแ แงแแแฌ(surface area)
๐ด = (2 ร 36 ๐๐. ร 1 ๐๐ก
12 ๐๐+ 2 ร 12 ๐๐ ร
1 ๐๐ก
12 ๐๐) ร 50 ๐๐ก = 400 ๐๐ก2
Equation 3.5 แ แกแแธแปแแ ๐ธ = ๐ผ ร ๐จ ร ๐ป๐ซ
= 0.25 x 400 x (90 โ 60) = 3000 BTU/hr Return air duct แแผแ แปแแ แฑแแแแ heat gain แกแแผแแแฌแธแแ แแผแแ CSCL แแแ แฑแแซแแธแแ
แแแแแ BSCL แแแ แแฑแแซแแธแแแแแแซแ
Supply duct แแฌแธแแผแ แปแแ แฑแแแแ heat gain แแฌแธแแ แกแแ แแธแแแธแแผแฌแธแปแแแธ แแแแฑแแ Conditioned space แกแแผแแธแ แกแฑแกแธแแฌแแแฌแธ แปแแแแปแแธแแ(distribution of cooling) แแแฌแฑแกแฌแ แแแปแ แแแแแ Cooling distribution แ แแแแแฑแ แแ แแแปแแแแแแ แกแแผแแแแแฌแธแแ duct แแฌแธแแผแ แฑแแแผแแฑแแซแแ แแผแแแฌแแ supply air แ แแผแฌแปแแฌแธแแ แแแแแฌแธแแแฑแแ
แแแฑแแฌ แฑแแแผแแฑแแซแ(out let)แแฌแธแ แผแฌ แแซแแแแ แกแแผแแแแแฌแธแแ duct แปแแ แแ heat gain แฑแพแแฌแ แกแ แผแแแธ(แกแฑแแธแแธ)แฑแแแผแแฑแแซแแ แกแแแแปแแแแแฑแแแฌแธแแผแแแฌแแแแแ Duct แแ แฑแแฌแแแผแ แกแแแฌแธ แแธแแฌแปแแแธแฑแพแแฌแ supply air temperature แปแแแแแแฌแปแแแธ แปแแ แแแ แแแฑแพแแฌแ supply air duct แแฌแธแ insulate แแแแปแแแธ แปแแ แแแ
แแแแฑแแฌ แแแแแฌแแฌแธแแ supply air duct แแผแ แปแแ แฑแแแแ heat gain แแแฌแแ แแผแแแ แแแกแ แฌแธ BSCL แ แแฌแแแแแแธ แกแแแธแแ แกแแฑแแฌแแธแฑแแธแแแ แฅแแแฌ- insulated supply duct แแฌแธแกแแผแ Building Sensible Load (BSCL) แ 1% แ 3% แแแ แแแฑแแซแแธแฑแแธแแแ
แ.แแ Fan And Pump Heat Fan แแฌแธแแ pump แแฌแธแแ แแแฑแแธแแ แ แผแแธแกแ(input power)แกแแแแ แแผแแแแแ(friction)แแฌแธ
แฑแพแแฌแ แกแ(heat)แกแปแแ แแ แฑแปแแฌแแธแแแผแฌแธแแแ แแกแแแฌแธแแ sensible heat gain แปแแ แแแ
Draw-through fan arrangement แแผแ cooling coil แแ fan แแแแแแแผแ แแแ(fan down-stream from the cooling coil)แแแ Draw-through fan arrangement แแผแ แฑแแฌแแฌแแ fan แ แแผแแแฌแแ แกแ(heat)แ BSCL แแผแ แแแฑแแซแแธแฑแแธแแแแ
Blow-through arrangement แแผแ cooling coil แแ fan แฟแแธแฑแแฌแแแผแ แแแ(fan upstream from the coil)แแแ Blow-through arrangement แแผแ แฑแแฌแแฌแแ fan แ แแผแแแฌแแ แกแ(heat)แ CSCL load แแผแ แแแฑแแซแแธแฑแแธแแแแ
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-38
Fan heat แกแแผแ แแแฑแแฌแแฑแแธแแแ แแแแแแธแแแแธ(approximate allowance)แแฌ แฑแกแฌแแแซแกแแแธ แปแแ แแแ
แแกแฌแธ 1 inch WG แแแฑแแธแแแแ fan แกแแผแ BSCL แ 2.5% แกแแแ แฑแแฌแแธแฑแแธแแแแ แแกแฌแธ 2 inch WG แกแแผแ BSCL แ 5% แแ แแกแฌแธ 4 inch WG แกแแผแ BSCL แ 10% แกแแแ แฑแแฌแแธแฑแแธแแแแ (For 1 in. w.g. pressure add 2.5% to BSCL For 2 in. w.g. pressure add 5% to BSCL For 4 in. w.g. pressure add 10% to BSCL.)
แฑแแธแแแแ system แแฌแธแ chilled water pump แ แแผแแแฌแแ แกแแแแฌแแแ แกแแผแแแแธ แฑแแฌแฑแพแแฌแ แแ แแแแแแแแ แแแฑแแฌ แแแธแแฌแธแแ system แแฌแธแ chilled water pump แ แแผแแแฌแแ แกแแแแฌแแแ sensible load แ 1% แ 2% แแแ แปแแ แแแ (generally small and may be neglected, but for large systems it may range from 1-2% of sensible load.)แ
Central system แแฌแธแแผแ แแแแแแฌแธแแ chilled water cooling coil แแฌแธแกแแผแ pump แ แปแแ แฑแแแแ แกแ(heat)แแ refrigeration chiller แ load แปแแ แแแ Cooling coil แ load แแแแฑแแ แแ แแแธแกแฌแธแปแแ pump แแผแแแฌแแ แกแแแฌแธแ refrigeration chiller แ แแแแแฑแแธแแแแ Cooling coil แ แแแแแฑแแธแแ แแแกแแฑแแฌแฑแพแแฌแ cooling coil แกแแผแแกแ แฌแธแแ แแแแแแฑแแ
แ.แแ Duct Air Leakage Duct system แแฌแธแ แแแแฌแธแแ แฑแแแฌ(joint)แแฌแธแแผแ แแ แแแ(duct leakage) แปแแ แฑแแแแแแแ
แปแแ แฑแแแแ แแ แแแแแ CFM แ แ แฑแแซแแธแ 5% แแ แแแแฌแธแแแฑแแ Duct แแฌแธแแ conditioned space แกแปแแแแแแผแแแฑแแแ แฑแแแ แแแแ BSCL แแ BLCL แแแแผแ แฑแแซแแธแแแแแแ แฑแแแ แแแแแฌแธ(air leaks) แแ conditioned space แกแแผแแธแแ แแ แแแแ BSCL แแ BLCL แแแแผแ แแแฑแแซแแธแฑแแธแแ แแแกแแฑแแฌแแแธ แฑแแปแแแแปแแธแแ แแแฌแฑแ แแ แแแปแแแแแแ
แ.แแ Supply Air Conditions Sensible แแ latent heat gain แแแ แแผแแแแฟแแธแฑแแฌแ แแกแแแ แกแแแธแกแฑแปแแกแฑแ แแแแ
แกแแผแ supply air condition แแฌแธ แปแแ แแ แฑแแ แธแแแแธ(flow rate)แ แ แแแธแ(humidity)แแ แกแแแ (temperature) แแแ แแแแแฑแแธแแ แแกแแแแ
แ.แแ Summary of Commercial Cooling Load Calculation Procedures Commercial cooling load แแผแแแแธ แกแแแแแ แฑแกแฌแแแผแ แกแแ แแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ
(แ) Table 1.1 แแ A.9 แแแ แกแแแธแแผแแธ แแ แปแแแ แแแแธแกแฑแปแแกแฑแ(indoor and outdoor design conditions) แแฌแธแ แฑแแผแธแแแแซแ
(แ) External heat gain แปแแ แฑแแแแ แแแแฌแปแแแแฌแธแกแฌแธแแธ(all surfaces)แ แกแแแธแกแแฌ(measure dimensions)แแฌแธแ แแแแฌแ(architectural plans)แ แแแธแแแซแ
(แ) แแแแฌแปแแ แงแแแฌแแผแแแซแ(Calculate areas of all these surfaces.)
(แ) แแแฑแแฌแแ แแแฌแธแแฌแธ(appropriate tables)แ heat transfer coefficient U แแแแธ (U-values)แ แฑแแผแธแแแแซแ Element แแ แแแแธแ แกแแผแ R แแแแธ (R-values) แแ แแแแธแ แ แแผแแแซแ (calculate from
Refrigeration Load (RL)แแแแแฌ refrigeration equipment แแฌแธแ แฑแแฌแแธแฑแแธแแแแแ(load) แปแแ แแแ Direct expansion (DX) system แแฌแธแแผแ refrigeration load แแ cooling coil load แแ แแแพแแแแ Chilled water system แแฌแธแแผแ refrigeration load แแ cooling coil(s) load แแ chilled water pump heat แแ แฑแแซแแธแแฌแธแแ แแแฌแแปแแ แแแ
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-39
individual R-values)
แแแฑแแฌแแแแแฌแธ(table) แแฌแธแ แแแ แกแแธแกแ แฌแธ แแ แแแแธแ แ heat transfer coefficient U- value แแฌแธแ แฑแแผแธแแแแซแ
(แ ) แกแแแธ แแ แแแธแแแธแ แกแแผแ peak load แปแแ แฑแแแแแฑแแ(day)แแ แ(month)แแแ แแผแแแซแ Load แกแแฌแธแแธ แปแแ แฑแแแแแแแ แแแแแแธแแฌแธ(expected to be a maximum)แแแกแแแแผแ external heat gain แแฌแธแ แแผแแแซแ
Table 6.1 แ 6.2 แ 6.6 แแ 6.8 แแแ external heat gain แ แแผแแ แกแแฌแธแแธแแแแธ(maximum values)แ แแฌแฑแแผแแซแ แแ แแซแแ แ แกแปแแแแธ แปแแ แแแแแแ แกแแแกแแแ แแผแแแ แแกแแแแแแ
Peak load แปแแ แฑแแแแ แกแแแแแฟแแธแฑแแฌแ แกแแแธแแแธแ external heat gain แแ peak load แแฌแธแ แแผแแแซแ
(แ)
แแแฑแแฌแ แแแฌแธ(people)แ แแธแแธแแแธแฑแแฌแแธแแฌแธ(lights)แแ equipment แ แแ internal heat gain แแฌแธแ แฑแแซแแธแแแแซแ (Calculate each room peak load, using the values for the external heat gains determined)แ แแกแแแ แกแฑแแธแ แ แกแแแกแแแแฌแธแ แแแแฌแแ แกแฑแแฌแแกแฅ แแแแแแฌแธแแ แแแแแแแ Infiltration แปแแ แฑแแแแแแ room load แแแผแ แฑแแซแแธแแแแซแ
(แ) แกแแ(แ )แแผแ แฑแแฌแปแแแแ แแผแแแแธแกแแแธ แกแฑแแฌแแกแฅแแ แแแธแ peak load (Building peak load) แ แแฌแฑแแผแแซแ
(แ) External gain แ internal gain แแ infiltration แ แแแแแ แแแฑแแซแแธแ building load แ แแผแแแซแ Supply duct heat gain แ duct heat leakage แแ draw-through supply fan heat gain แแแ แฑแแซแแธแแแแซแ
(แ) Cooling coil แแ refrigeration load แแแแแฌแแซแ Ventilation load (Table 6.17) แ แฑแแซแแธแแแ building heat gain แแผแ blow-through fan แ return air fan แแ pump heat gain แแฌแธแ แแแฑแแซแแธแแซแ
(แแ) แกแแแแ supply air conditionแ แแผแแแซแ แฅแแแฌ(แ-แแ)แแผแ แกแแแแซแแผแแแแธ(procedures)แ แฅแแแฌ แกแปแแ แแผแแปแแแฌแธแแแ แ(แ-แ)แแผแ แฑแแแฌแแฌแธแแ แแแแแฌแธแ แแแฌแธแแ (data and results are tabulated on a Commercial Cooling Load Calculation form)แปแแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ แฑแแแฌแแฟแแธแแแกแแแแฌแธแแ แฅแแแฌแ แแแธแปแแแแแฌแธแ แกแฑแแธแ แ แแแแธแแฅแ แฑแแแฌแแแแแ
แฅแแแฌ (แ-แแ) แ(แ-แ)แแผแ cooling load แแผแแแ แ แแซแแฌแธแแ แแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ Columbus, Ohio แแผแ แแแ
แแแ แฑแปแแฑแกแฌแแแ (แ)แแแแซแแแแ (แ)แแแแ แกแฑแแฌแแกแก(one story building) แปแแ แแแ แฑแปแแฑแกแฌแแแแ แ แแแแธ แกแปแแ (basement used for storage) แกแแธแปแแแแ แแแฑแแฌแแแฌแธแ (construction)แแ แกแแแธแกแแผแแธแแ แปแแแแกแฑแปแแกแฑแแแฌแธ(conditions)แ แฑแกแฌแแแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ
(แ) แฑแแซแแแธ แฑแแซแแแธแแ แแผแแแแ (แ)แแแแแแแกแปแแฌแธ แปแแ แแแ แฑแแซแแแธ(roof) แแแฑแแฌแแแฌแธแแแฌ 4 in.
h.w. concrete slab, 2 in. insulation, gypsum board ceiling แปแแ แแแ U แแแแธ แฑแแธแแฌแธแแแ (U = 0.09 BTU/hr-ft2-F)แ แแ แแแแแแ gypsum board แ insulation แกแปแแ แกแแธแปแแแแ
(แ) แพแแแธแแแธ(floor) แพแแแธแแแธ(floor) แแแฑแแฌแแแฌแธแแแฌ 4 in. concrete slab แปแแ แแแ U แแแแธ แฑแแธแแฌแธแแแ (U=
0.35)
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-40
แ แ-แ แฅแแแฌ(แ-แแ)แกแแผแ แแพแแแธ
(แ) แแแแฌแธ(walls) แแแแฌแธ(walls)แแ 4 in. face brick, 4 in. common brick, 2 in. insulation, 1/2 in. gypsum
wallboard แกแแธแกแ แฌแธแปแแ แแแ U แแแแธ แฑแแธแแฌแธแแแ (U = 0.11)
(แ) แปแแแแธแฑแแซแ(window) แกแฑแแแปแแแแธแฑแแซแ(front window) แแฌแธแแ '4 in. single heat absorbing class, 10 ft high,
aluminum frame, not shaded แปแแ แแแ
(แ ) แแแซแธแแฌแธ(doors) แแแซแธแแฌแธ(doors)แแ 1/2 in. single clear glass, aluminum frame แกแแธแกแ แฌแธ แปแแ แแแ
แแแซแธ(receiving door) 1 and 1/2 in. steel with urethane core แกแแธแกแ แฌแธ แปแแ แแแ
(แ) แแฅแธแฑแ(occupancy) แแฅแธแฑแ(occupancy) แกแฑแแฌแ(แแ)แแแแ (60 people)
(แ) แแแฑแแฌแแแฌแธแ(construction) แแแฑแแฌแแแฌแธแ(construction)แแฌ medium (M) weight แกแแธแกแ แฌแธ แปแแ แแแ
(แ) แแธแแธแ แแธแฑแแฌแแธ(lighting) แแธแแธแ แแธแฑแแฌแแธ(lighting) แแ แ แแแแธแแแฌแแ 3 watts แแแแธแปแแ แแแ (3 watts per square foot of
floor area, fluorescent fixtures)
(แ) Outdoor ventilation rate Outdoor ventilation rate as per Table 6.17
(แแ) Operating hours แแแแผแแแ แแแ(แแ)แแฌแแ แ(แ)แแฌแ แกแ แปแแ แแแ (Store is open from 10 AM to 8 PM (9 AM
to 7 PM Standard Time))
แแกแแแ(required) cooling load แ แแผแแแซแ
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-41
แกแฑแปแ แแผแแแแธ(procedure)แ แฑแแฌแปแแฟแแธ แปแแ แแแ (แ) Indoor design condition แแ 76หF DB แแ 50% RH แปแแ แแแ Outdoor design condition แแ
90หF DB แแ 74 WB แปแแ แแแ แแแแผแ(latitude) 39หN แกแแแแผแ แแแแแแ Daily temperature range แแ 19หF แปแแ แแแ แกแแแธแกแแผแแธแแ แปแแแ แ แแแธแ(inside and outdoor humidity ratio) แแ 66 gr w./lb d.a แแ 101 gr w./lb d.a แปแแ แแแ
(แ) แแแผแ แกแแแธแกแแฌ แแฌแธแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ (Dimensions are shown on the plan.)
(แ) แงแแแฌแ แแผแแแแแ(Areas are calculated and recorded on the form.)
(แ) แแแฌแธแ U แแแแธแแฌแธแ แแแแแแ(U-values specified or found from tables are listed on the form.)
(แ )แ (แ) แกแแแธแแ แแแธแแฌ แแซแแ แกแฑแแฌแแกแฅ แปแแ แแแ แแแฑแแฌแแ(construction)แแ แแแแฌแแแฌ แกแแ(orientation)แแฌแธแกแ แฑแแซแแแธ(roof)แแ west glass แแแแ peak load time แ แปแแ แฑแแ แฑแ แแแ (indicates that the roof and West glass will determine the peak load time)
Peak glass load แแ July แแ August แแแแแผแ แปแแ แฑแแแแแ แแ(glass)แ peak CLF แแ 5 PM แแผแ แปแแ แฑแแแแแ แฑแแซแแแธ(roof)แ peak CLTD แแ แแแแแแฑแ(แ )แแฌแ(July at 5 PM)แแผแ แปแแ แฑแแแแแ แฑแแซแแแธ(roof) แกแแธแกแ แฌแธแแ No. 9 แปแแ แแแ แแแฑแพแแฌแ peak load แปแแ แฑแแแแ แกแแ(peak load time)แแ แแแแ แแฑแ(แ )แแฌแ (July 5 PM) แปแแ แแแ
แแฑแ(แ)แแฌแแแผแ แแ(wall)แแฌแธแฑแพแแฌแ แปแแ แฑแแแแ load แแ แแฑแ(แ )แแฌแแแผแ แปแแ แฑแแแแ load แแ แแแฌแธแแแ
(แ) Item แแ แแแแธแ (individual)แ แปแแ แฑแแแแ heat gain แ แแผแแฟแแธ แแ แแผแ แฑแแธแแผแแธแแแแฌแธแแแ Basement แกแแแแแ inside แแ outside temperature แพแแฌแธแแผแ แปแแ แแแ แแแแฌแธ(walls) แกแแธแกแ แฌแธแแ group B แปแแ แแแ
แแแฌแธ(people) แแแแแ แแธแแธแ แแฑแแฌแแธ(lighting)แฑแพแแฌแ storage effect แแปแแ แฑแแแฑแแ แกแแแฑแพแแฌแ แแฑแแฌ แ แแธแแแแ แฟแแธแฑแแฌแ air conditioning system แ แแแแแ(shutdown)แแแ แแแแแแธ แแแ แแผแแฟแแธแแ แแแแแธ แแแฌแธ แฑแแฌแแแแฌแแแฑแแธแฑแแฌแฑแพแแฌแ แแแแแธแฑแกแธแแ แแแกแแฑแแ
Infiltration แ แแแแผแแแ แแแกแแฑแแ แแแซแธแแผแแแแกแแแ แกแฑแแกแแผแ แแแธแฑแแฌ แฑแพแแฌแ ventilation air แ infiltration แปแแ แปแแแธแ แฑแแฌแแแธแฑแ แแแ (ventilation air is assumed to prevent any significant infiltration because the doors are not used heavily.) Supply duct แแ store แกแแผแแ แปแแแแแธแแผแแแแธ(exposed)แแฌแธแฑแแฌแฑแพแแฌแ heat gain แแ leakage แแแฑแพแแฌแ cooling load แแแฌแธแปแแแธ แแปแแ แแแฑแแ
(แ) Ventilation load แ แแ (form)แแผแ แปแแแฌแธแแแกแแแธ แแผแแ(calculated and shown on the form) แแแ Return air fan gain แ แแ แแแแแฌแธแแแ Pump แแฌแธ แแแแแแฌแธแปแแแธ แแแแซแ Draw-through unit แ แกแแธแปแแแฌแธแแแ Fan gain แแ 3% แปแแ แแแ แแแแแ
(แแ) Supply air condition แ แแฌแแแ
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-42
แฅแแแฌ(แ-แแ) แกแฑแปแ(Solution to Example 6.17)
แฅแแแฌ(แ-แแ)แแผแ แแผแแแฌแธแแ แกแฑแแฌแแกแฅแ cooling load calculation แ software program แ แกแแธแปแแ แแผแแแแแแแ Program แปแแ แแผแแแแกแแซ แฑแแแฌแแแฑแแธแ แกแแแธแแ แแผแปแแฌแธ(slightly different input data)แแแ แกแแแแแ แแผแแแแฌแแแแแแปแแ แแผแแ แแแแ แกแฑแปแแแ แแธแ แแแแธแแฅแพแแ แแแแแ
แ แ-แ Commercial cooling load calculations form.(Example 6.17)
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-43
Residential Cooling Loads Cooling load แแผแแแแธแแผแ residential แแผแแแแธแแ non residential แแผแแแแธแแ แแ แแธ
แแผแปแแฌแธแแแ Non residential แกแฑแแฌแแกแฅแแฌแธแแ แฑแแฌแแแธแ แแแฌแแฌแธแ แฑแแฌแแธแแฌแธแ แกแ แธแแแธแแฌแธแ แฑแแธแแแฌแธ แ แแแแ แปแแ แพแแแแ Industrial building แแฌแธ แกแแผแ non residential แแผแแแแธแ แกแแธแปแ แแแแแ
แฟแแธแแแ cooling load แแผแแแแธแแฌแธแแ commercial building แแ แ แแแ แกแแแแแฌแธ(industrial buildings)แแฌแธแกแแผแ แแผแแแแธแปแแ แแแ แแฑแแกแแแฌแธ(residences)แกแแผแ cooling load แแผแแแแธแแ commercial cooling load แแผแแแแธ แแ แแธแแธแแผแ heat transfer principle แแแพแแแแ แแผแแแแธ แกแแแแฌแธ(procedures) แแแพแแแแ แแแฑแแฌ แแ แแแธแแแธแแผแแแ แผแฌ แแผแแแแฑแกแฌแ แปแแปแแแแฌแธแแแ
Residential cooling load แแ commercial cooling load แแผแแแแธแแฌแธแแผแ แแผแปแแฌแธแปแแฌแธแแฌแธแแ แแฌแธแ แผแฌ แแแแ Residential air conditioning equipment แแ control แแแแผแ แแแแฌแธ แแแซแแแฑแแ (แแ)แแฌแแแแแธ air conditioning แ แฑแแฌแแธแแฌแธแฑแ แแฑแแฌแฑแพแแฌแ humidity control แแ part load operation แแ แแแฑแแ แแกแแแแฌแธแฑแพแแฌแ cooling load calculation แ แแผแแแ แผแฌ แแผแแแแแแ
Residential cooling load แแผแแแแกแแซ sensible load แแแฌ แแผแแแแ Latent load แแแแธแแฌแธแ แแแแแแธแแแแ Lighting load แแฌแธแ แแแแแผแแฑแแ Infiltration load แแฌแธแกแแผแ แแแแแแธแแแแ Peak time แ peak load แแแแแ heat storage effect แแแ แแแแผแแแ แแแกแแปแแแธ แ แแแกแแแแฌแธแฑแพแแฌแ residential cooling load แ แแผแแแแแฌแแผแ แแ แแผแแแแแ
(a) แแฑแแกแ(single-family detached houses) duplexes แแแแแ multifamily แกแแผแ Cooling Load
Temperature Differences(CLTDs) แปแแ แแแ แกแฑแแแแแแ แกแฑแแฌแแแแแแแฌแ แฌ(both east and west exposed walls) แแแแแ north and south exposed walls(หF) แแฌแธแแผแ แปแแ แแแ
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-44
(b) L denotes low daily range, less than 16หF: M denotes medium daily range, 16 to 25หF and H denotes high daily range, greater than 25หF
แ.แแ Cooling Load From Heat Gain Through Structure แแแแฌแธ(walls)แ แฑแแซแแแธ(roof)แ แแแแฌแพแแ(ceiling) แแ แพแแแแแธ(floor)แแแ แปแแแ แปแแ แฑแแแแฌแแ
cooling load แ แฑแกแฌแแแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแ แแแปแแแธ(following equation)แปแแ แแผแแแซแ
๐ธ = ๐ผ ร ๐จ ร ๐ช๐ณ๐ป๐ซ (๐. ๐)
Where Q = sensible cooling load (BTU/hr) U = overall heat transfer coefficient (BTU/hr-ft2-หF) A = area (ft2) CLTD = cooling load temperature difference (หF)
Table 6.19 แแผแ CLTD value แแฌแธแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ L (low) แ M (medium) and H (high) แ แแแปแแ outdoor temperature range แแฌแธแ แแผแปแแฌแธแฑแแฌแปแแแฌแธแแแ Table A.6 แแผแ แฑแแผแแปแแแแแแแ
CLTD table แแ แกแแแธแกแแแ(indoor temperature) 75หF แ แกแฑแปแแแแฌแธแแแ แแปแแฌแธ indoor temperature แแฌแธแกแแผแ CLTD แ correction แแแแ แแกแแแแ แแแฌแธแแ 75หF แ แกแฑแปแแแแฌแธ แฑแแฌแฑแพแแฌแ 1หF แแผแฌแปแแฌแธแแ แแแแธ 1หF correction แแแฑแแธแแ แแกแแแแ (corrected by 1หF for each 1หF temperature difference from 75หF)
แแแฌแธแแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแ แกแแแ(listed outdoor temperature values)แกแพแแฌแธแแผแ CLTD value แแฌแธแ interpolated แแแแ แแกแแแแ แแแแฌแปแแ(exposed surfaces)แแฌแธแ แกแฑแแฌแแแ แกแแแฑแแฌแ แปแแ แแแ แแแแแ แฅแแแฌ (แ-แแ)
แกแแแ แแธแ แฑแแซแแแธ แงแแแฌแแ (แแแแ)แ แแแแธแฑแ แปแแ แแแ แกแแแธแแผแแธแกแแแ(inside design condition)แแ 78หF แปแแ แแแ แปแแแแกแแแ(outdoor design condition)แแ 90หF แปแแ แแแ Outdoor daily temperature range แแ 20หF แปแแ แแแ แฑแแซแแธแแธแแ แแแแฌแพแแแฑแแซแแธแแฌแธแแ(combined roof-ceiling) U-factor แแ 0.09 แปแแ แแ roof cooling load แ แแฌแแซแ
แกแฑแปแ Equation 6.8 แกแแธแปแแ แแผแแแแ CLTD แแแแธแ Table 6.19 แ แแแแแแ แแแแแแ
แกแแแธแแผแแธ แแแแธแกแแแ(inside design temperature)แแ 78หF แปแแ แแแ Outdoor temperature range แแ M class แปแแ แแแ
CLTD = 42 โ (78 โ 75) = 39หF Q = 0.09 x 1600 x 39 = 5620 BTU/hr
แ.แแ Cooling Load From Heat Gain Through Windows แปแแแแธแฑแแซแแแแแแซแธ(windows and doors)แ แแ(glass)แแฌแธแ แปแแแ(through) แแแฑแแฌแแแฌแแ
heat gain แแฌแธแฑแพแแฌแ sensible cooling load แปแแ แฑแแแแแ Table 6.20 แแผแ Glass Load Factors (GLF) แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ GLF value แแฌแธแแ solar radiation แแ conduction through glass แแ แแธแฑแพแแฌแ แปแแ แฑแแแแแแแฌแ แปแแ แแแ Value แแฌแธแแ แแแฌแธแแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแ แกแแแ(listed outdoor temperature values) แกแพแแฌแธแแผแ แฑแแฌแแฑแแแ interpolate แแแแ แแกแแแแ
Equation 6.11 แ แกแแธแปแแ glass sensible cooling load แ แแผแแแแแ
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-45
๐ธ = ๐จ ร ๐ฎ๐ณ๐ญ (๐. ๐)
Where Q = sensible cooling load due to heat gain through glass (BTU/hr) A = area of glass (ft2) GLF = glass load factor (BTU/hr- ft2)
แฅแแแฌ (แ-แแ) แแฑแแกแ(residence)แแ แกแแแ 80 ft2 แแแแแธแแแ แกแฑแแฌแแแแแแแฌแ แฌแแผแแแแแ แแแแฌ
(regular single glass on the west side) แแซแแแ แแแธแแธ แแแแแ แแแแฌ(draperies) แแซแแแ แปแแแ แกแแแ(outdoor design temperature)แแ 95หF แปแแ แแแ แแ(glass)แ แปแแแ(through) แปแแ แฑแแแแฌแแ cooling load แ แแฌแแซแ แกแฑแปแ
Table 6.20 แ GLF แแ 50 BTU/hr-ft2 แปแแ แแแ แปแแแแธแฑแแซแ(window)แ แปแแ แฑแแแแ cooling load แแแ equation 6.9 แ แกแแธแปแแแแ
Q = 50 BTU/hr-ft2 x 80 ft2 = 4000 BTU/hr
แกแปแแแแแแผแ แกแฑแแแแแแแฌแธแแ overhang แ แปแแแแธแฑแแซแแแแแฌแธแฑแแแแ แกแแแแฑแแฌแแฑแ แฑแแฌแฑแพแแฌแ แแผแแแแธแแ แแแฑแแ แแแแฅแธแ แผแฌ แแฑแแฌแแแแกแแแกแแผแแกแ แฌแธแ แแผแแแแแแแ Table 6.21 แ แกแแธแปแแแแ
แปแแแแธแฑแแซแแแแฑแแแแ แกแแแแฑแแฌแแแ แฑแแซแแแแกแปแแ(vertical length of shading)แแแผแแแ แแแฌแธ(Table 6.21)แแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแ shade line factor แแ width of the overhang แ แฑแปแแแฌแแแแแ แแแ แแแแแแแฌแปแแ แฑแแแฌแ แกแแแแฑแแฌแ(part of the glass which is shaded) แฑแแแแกแแแธแกแแผแ table 6.20 แแแแแธแแฌแธแ แกแแธแปแแแแ Table 6.20 แ แแแแธแแฌแธแแ แฑแปแแฌแแกแแแ แแแแฌแแแฌแธแแ แแ(north facing glass)แแฌแธแปแแ แแแ แแแธแแแแ แกแแแแฑแแฌแแฑแแแ แแแ แแแแธแแฌแธแแ แแแแแ
แกแฑแแฌแแฑแปแแฌแ แกแแ(northwest)แแ แกแฑแแแฑแปแแฌแแกแแ(northeast)แแกแแผแ shade line factor แแฌแธแ แฑแแฌแปแแแแฌแธแฑแแ แกแแแฑแพแแฌแแแฑแแฌ แแแแแฌแแแฌแแ(orientations)แแผแ overhang แแฌแธ แแแแ แฑแแแ แฑแแฌแฑแพแแฌแ แปแแ แแแ แกแฑแแฌแแฑแปแแฌแแกแแแแ แกแฑแแแฑแปแแฌแแกแแแแแแฌแแแ overhang แแแแแ sun shade แแแแแฑแ แแแฑแแฌแฑแพแแฌแ แแกแแ แแแแฌแแฌแธแกแแผแ shade line factor แแฌแธแ แแแฌแธแแผแ แฑแแฌแปแ แแแฌแธแแซแ
แฅแแแฌ (แ-แแ) แฑแแฌแแแแแแแฌแแแแแ(south wall)แแผแ (แ)แฑแแปแแแแ แปแแแแธแฑแแซแ
(6 ft high picture window) แแ แแแแแ Roof overhang แแแแแแฌแธแแ แ(แ-แ) แแผแ แปแแแฌแธแแแ Savannah, Georgia แกแแแแผแ แฑแแฌแแแแแฌแธแแ แกแ แแ แฑแแฌแ(house) แปแแ แแแ แกแแแแฑแแฌแแฑแแแ แแแงแแแฌ(shaded glass area)แ แแฌแแซแ
แ(แ-แ) แกแฑแปแ
Savannah แแ 32หN แแแแผแ(latitude)แกแแแแผแ แแแแแแ Table 6.21 แแแแแ shade line factor แแ 5.0 แปแแ แแแ แกแแแ แฑแแซแแแแกแปแแ(vertical length of shade)แแ 2 x 5.0 = 10.0 ft แปแแ แแแ แแแ แฑแกแฌแแฑแปแ(bottom of the glass)แแ overhang แฑแกแฌแ(แ)แฑแแแผแ (8 ft below the overhang)แแแแ แแแฑแพแแฌแ แแแแ แแแธแแ แกแแแแฑแแฌแแปแแแธ(glass is completely shaded) แปแแ แแแ
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-46
แกแแแ แแแแ แกแฑแแฌแแฑแแฌแแแแแ แแแแฌแแแ(wall faced southwest) แกแแแ แฑแแซแแแแกแปแแ(shade extends vertically)แแ 1.6 x 2 = 3.2 ft แปแแ แแแ (แ)แฑแแแแแแฌ แกแแแแแแแแ (barely covers one foot of glass) แแแแฌแแแฌแกแแ(orientation)แแ design แแแแ แกแฑแแฌแแกแฅ(building) แ แผแแธแกแแแธแ แผแแ แแแธแฑแ แแ แกแแแกแแ แปแแ แแแ
แ.แแ People And Appliances แแแผแแแ แฑแแฌแแ แแผแแแแกแ(sensible heat gain per person)แ แแแธแ(average) 225
BTU/hr แกแปแแ แแแแแ แกแแแธแกแแผแแธแ แแฑแแแ แแกแฑแแกแแผแ(number of occupants)แ แกแแกแ แแแแแแ แกแแแแธ(bed room) แกแฑแแกแแผแแ แแ แแกแปแแ แแแแแแแ Maximum load แแ แฑแแแแแแแธ แฑแแฌแแแแธ(late afternoon)แแผแแแฌ แปแแ แฑแแแฑแแแแแ
แแแฌแธแแ แงแแแแธแแ แแแแธแ แฌแธแแแธแแแแผแ แแฑแแแแ แแแแแแแแซแแแ(it is usual to assume that the occupants are in living and dining areas for purposes of load distribution.)
1200-1600 BTU/hr แแแฌแแ แแธแแฑแแฌแ(typical for kitchen appliances)แกแแผแ sensible heat gain allowance แกแปแแ แแแแแแแ แกแแแ แแธแแฑแแฌแ(kitchen)แแ แกแแธแแกแแแธแแ แแแแแแแ(open to an adjacent room) แ แ% แ แฑแแธแแแธแแ (50% of this load should be assigned to that room) แฑแแฌแแแผแฌแธ แแแแแ แแแแแแแแแ แแแธแแฌแธแแ(large) special appliance แแฌแธแ แกแแธแปแแแฌแธแแ output แแธแปแแฌแธ แแผแแแแแแ
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-47
แ.แแ Infiltration And Ventilation Table 6.22 แแผแ infiltration rate แแฌแธแ Air Changes per Hour (ACH) แแแแธแปแแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ
แฑแแแแแกแแ (แ)แแ(three categories of construction tightness)แแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ
(แ) แกแแผแแฑแแแแแ (Tight) แปแแแแธแฑแแซแแแฌแธแแ แแแซแธแแฌแธแ แฑแแฌแแธแ แผแฌแฑแแแฑแกแฌแ แแแแ(well fitted windows and doors)
แแฌแธแแแ Weather stripping แแฌแธ แแแแแแฌแธแแแ แฑแแฌแแธแกแแซ แกแแกแแผแแธแ แแธแแแแ แแแ แฑแแซแแธแแ(fireplace) แแแแซแ
(แ) แฑแแกแแแกแแแแแแ (Medium) แปแแแแธแฑแแซแแแฌแธแแ แแแซแธแแฌแธแ แกแแแกแแ แฑแแแฑแกแฌแ แแแแ(average fit windows and
doors) แแฌแธแแแ แฑแแฌแแธแกแแซ แกแแกแแผแแธแ แแธแแแแ แแธแแแ แฑแแซแแธแแ(fireplace) แแแแแแฌแธ แฑแแฌแแแธ แแแธแแแกแแซ แแแแฌแธ(closed off)แแแ
(แ) แฑแแแแแแแธแแแ (Loose) แปแแแแธแฑแแซแแแฌแธแแ แแแซแธแแฌแธแแ แฑแแแ(Poorly fitted windows and doors)แแซแ แฑแแฌแแธแกแแซ แกแ
แกแแผแแธแ แแธแแแแแแธแแแ แฑแแซแแธแแ(fireplace) แแแแแแฌแธแฑแแฌแแแธ แแแธแแแกแแซ แแแแฌแธแ แแ (without shutoff)แแซแ
แฑแกแฌแแแซแแแปแแแธแ แกแแธแปแแ แกแแแธ(room)แกแแผแแธแแ แฑแแ แแแแแฌแแแแแฌแ(quantity of air
infiltrating)แ แแผแแแแแแแ
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-48
๐ช๐ญ๐ด = ๐จ๐ช๐ฏ ร ๐ฝ
๐๐ (๐. ๐๐)
Where CFM = air infiltration rate into room (CFM) Q = sensible cooling load due to infiltrating air CFM = from Equation 5.12 TC = temperature change between inside and outdoor air
แกแแแ infiltration air แแแฌแแแ 0.5 ACH แแแแแธแแ แฑแแกแแแกแฑแแผแธ(indoor air quality) แแ แแแแแแแ แกแฑแปแแกแฑแ แแแแแแฑแแ แแแแ แกแฑแปแแกแฑแแแธแแผแ แปแแแแฑแ(outdoor air) แแแฑแแธแแ แแกแแแแ
แ.แแ Room, Building, And Air Conditioning Equipment Loads Room Sensible Cooling Load (RSCL)
Room Sensible Cooling Load(RSCL)แแ แกแแแธ แแ แแแธแแแธแ แ แปแแ แฑแแแแ sensible cooling load แปแแ แแแ Building Sensible Cooling Load (BSCL)
แกแแแธ แแ แแแธแแแธแ แ แปแแ แฑแแแแ room sensible cooling load แ แ แฑแแซแแธแแ Building Sensible Cooling Load (BSCL) แปแแ แแแ
Duct Heat Gains (แ) Ducts in attics
Ducts in attics แแฌแธแกแแผแ building sensible cooling load แ 10% แแแฑแแซแแธแฑแแธแแ แแแแ
(แ) Ducts in crawl space or basement แฑแปแแฑแกแฌแแแแธแแ crawl space แกแแผแแธแ duct แแฌแธแกแแผแ building sensible cooling load แ 5%
แแแฑแแซแแธแฑแแธแแ แแแแ
Duct Leakage Duct แแฌแธแ แฑแแแ แแแ(air leakage)แแฌแธแกแแผแ building sensible cooling load แ 5% แแแฑแแซแแธ
แฑแแธแแ แแแแ
แ แ-แ Effect of infiltration on latent load factor.
(Reprinted with permission from the 1993 ASHRAE HandbookโFundamentals.) Equipment Sensible Cooling Load
Equipment Sensible Cooling Load แแ building sensible cooling load แแ duct heat gain leakage แแ แฑแแซแแธแ แแแแแแแธ แปแแ แแแ
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-49
Latent Cooling Load
Outdoor design humidity ratio แแแแ psychrometric chart แ Latent Factor(LF) value แ
แแแแแแแ แฑแกแฌแแแซแแแปแแแธแ แกแแธแปแแ equipment total cooling load แ แแผแแแแแแแ
๐ธ๐ป = ๐ธ๐ ร ๐ณ๐ญ (๐. ๐๐)
Where QT= equipment total cooling load (BTU/hr) QS = equipment sensible cooling load (BTU/hr) LF = latent factor (แ แ-แ)
แแผแแแฌแธแแ(calculated) equipment total cooling load แ แกแฑแปแแแ air conditioning unit แ แฑแแผแธแแแแแ Unitary (packaged) equipment แแฌแธแ แแแแแแแฌแธแฑแแฌแแธแแแ แกแแผแแกแ แฌแธ แกแแแธแแฌ แแแแแแแแแแ Central system แแผแ แแแแแแฌแธแแ Air Handling Unit (AHU)แแฌแธแแแ แกแแแแ sensible cooling load แแ latent cooling load แกแแธ(SHR)แ แแแแ แแปแแ แแแฑแแ
แ.แแ Summary of Residential Cooling Load Calculation Procedures Residential cooling load แแผแแแแธแกแแแแฌแธ(steps)แ แฑแกแฌแแแผแ แกแแฅแธแแแฑแแฌแปแ(summarized
as follows)แแฌแธแแแ (แ) Table 1.1 แแ A.9 แแแ แกแแแธแกแแผแแธ(inside)แแ แกแแแธแปแแแ แกแแแ(outdoor design temperatures)
แแฌแธแ แฑแแผแธแแแแซแ
(แ) แกแแแธแแแธ(each room)แ external heat gain แปแแ แฑแแแฑแ แแ แแแแฌแปแแแแฌแธ แกแฌแธแแธแ แกแแแธ แกแแฌแแฌแธ แแฑแกแฌแ แแแแฌแแแฌแธ(architectural plans)แ แแแธแแแซแ
(แ) แแแแฌแปแแแแฌแธแกแฌแธแแธแ แงแแแฌแ แแผแแแซแ (calculate areas of all these surfaces)
(แ) Table A.7 แแแแแ A.8 แ แแ แแธแแแธแ แ heat transfer coefficient แแแแธแ แฑแแผแธแแแแซแ แแ แแแแธแ แ R แแแแธแแแผแแแซแ (calculate from individual R-values)
(แ ) Table 6.19 แ CLTD แแแแธแแฌแธแ แกแแธแปแแ แแแแฌแธ(walls)แ แฑแแซแแแธ(roof) แแ แพแแแธแแแธ(floors) แกแแแธแแแธ(each room)แกแแผแ heat gain แแฌแธแ แแผแแแซแ
(แ) Table 6.20 แแ Table 6.21 แแแ แกแแธแปแแ แกแแแธแแแธ(each room)แ แแ(glass)แ แปแแแ(through) แปแแ แฑแแแแฌแแ heat gain แแแฌแแ แแผแแแซแ
(แ) แแแฌแธ(occupancy)แแ แแแแฌ(appliance) load แแแ แแแแแแซแ
(แ) Infiltration แแ ventilation load แแแแแแซแ
(แ) แแผแแแฌแธแแ load แแ แแแแธ(individual loads)แ แฑแแซแแธแแซแ แแ แแแธแแแธแ (each room)แแ แกแฑแแฌแ แกแฅ(building) แแ แแแธแ sensible load แ แแผแแแซแ
(แแ) Duct heat gain แแ แฑแแแ แแแ(leakage)แแแ Building Sensible Cooling Load (BSCL)แแผแ แแแฑแแซแแธแแซแ
(แแ) แ(แ-แ)แแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแ latent load factor แกแแแธ Building sensible cooling load แ Latent Factor(LF) แฑแปแแฌแแแซแ แแแแ แแแแแ air conditioning equipment แ total cooling load แปแแ แแแ
Residential calculation แแผแแแแธ(procedure)แแ แกแแฅแธแแธแแฌแธแแ(abbreviated) แแผแแแแธ แปแแ แฑแแฌแฑแพแแฌแ latent load แ แแธแแแ แแแแผแแปแแแธ แแแแซแ Building sensible load แ แแแแแแธ แแฌแธแแ แแแแธ(approximated)แ Latent Factor(LF)แปแแ แฑแปแแแฌแแ building total load แแแแแแแธ แปแแ แแแ
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-50
Residential cooling load calculation form แ แ(แ-แ)แแ Appendix แแผแ แฑแแฌแปแแแฌแธแแแ แแผแแแแธแกแแแแ(calculation procedure)แ แฅแแแฌแกแปแแ แแผแแปแแแฌแธแแแ แฑแแแฌแแแฌแธแกแฑแแปแแ แกแแแแแธแ แแผแแแแฑแกแฌแ แฑแแแแแซแ แฅแแแฌ (แ-แแ) แ(แ-แแ)แแผแ แปแแแฌแธแแแกแแแธ แแฑแแกแ(residence)แกแแผแ room and building cooling load แ แแผแแแซแ แกแฑแปแ แฟแแธแแแ แแผแแแแธแกแแแธ แแผแแแแแ แแ แแแแแธแ แ แแแแ แกแฑแปแแแฌแธแ แ(แ-แ)แแผแ แฑแแฌแปแ แแฌแธแแแ (แ) แแแแธแกแแแธ แกแแแแแ แปแแแแกแแแ(indoor and outdoor design temperatures)แแ 75หF แแ
96หF แปแแ แแแ
(แ- แ) แกแฑแแฌแแกแฅแ(building plans)แ แกแแแธแกแแผแฌ(dimensions)แแฌแธ แแแแซแ แแแ แฑแแซแแแธแ แแแซแธ แ แแแแ element แแ แแแแธแ แ gross area แแ net area แแฌแธแ แแผแแแซแ แ(แ-แ)แแผแ แปแแแฌแธแแ form แแแผแ แแแแผแแธแแซแ แแธแปแแฌแธแแแซแธ(separating door) แแแฑแแฌแฑแพแแฌแ Hallway แ living room แ แกแ แแกแแแธแกแปแแ แแแแแแแ
(แ) Table A.7 แแ A.8 แ แฑแแฌแแแแแฌแธแแ แแ แฅแแธแแฌแธ(materials)แ heat transfer coefficient แแแแธ แแแแซแ
(แ ) Table 6.19 แ CLTD value แ แฑแแผแธแแแแซแ Outdoor temperature range แแ 22หF แปแแ แแแ แกแฑแแฌแแกแฅแแ M class แปแแ แแแ แกแแแธแแ แแแธแแแธแ แ wall heat gain แ แแผแแแแแ Equation 6.8 แแ แ(แ-แ)แ แกแแธแปแแ แแปแแฌแธ element แแฌแธแ แกแแฌแธแ แแ แแธ แแผแแแซแ (Other elements are calculated in the same way.)
(แ) Table 6.20 แ แปแแแแกแแแ 95หF แแ แกแแแธแแผแแธ แกแแแ 75หF แกแแผแ แฑแแฌแแแแแแแฌแแแ แปแแแแธแฑแแซแ(windows on the south side)แกแแผแ แแ(glass) แแ shading แกแแผแ CLF แแ 28 BTU/hr-ft2 แปแแ แแแ Heat gain แแฌแธแ แแผแแแแ
(แ) แกแแแแธ(แ)แแแธแแซแแแกแ(two bedroom house) แปแแ แฑแแฌแฑแพแแฌแ แแฑแแธแฑแแฌแ แฑแแแแแ (occupancy of four)แ แแแแแ Peak load แปแแ แฑแแแแ แกแแแ แแแ แฑแแฌแแแ แงแแแแธแแผแ แแฑแแแแ แแแแแ แแแแแ แฑแแฌแแแ แแแแธแ แฌแธแแแธแแผแ แแฑแแแแ แแ (assumed)แแแ Kitchen appliance load แแฌแธ แกแแผแ 1200 BTU/hr แแแแแแแผแแแ แแ แแฌแธแแแ
(แ) Infiltration แแแฌแ แแแแแ Table 6.22 แแ equation 3.12 แแแ infiltration แแแธแปแแแธ แฑแพแแฌแ Indoor Air Quality(IAQ) แแแแธแแแแแ แปแแแแฑแ(outside air)แแฌแธแ fan แปแแ แฑแแฌแแธแแแฑแแธแปแแแธ แฑแพแแฌแ cooling load แแแฌแธแแฌแแแแแ
(แ) แกแฑแแฌแแกแฅ(building)แ แกแแแธแแแธ(each room)แ RSCL แแแแ individual gain แแฌแธ แกแฌแธแแธแ แฑแแซแแธแแแแแ
(แแ) แฑแปแแฑแกแฌแแแแธ(basement)แแผแ duct system แแแแแแฌแธแแแ Building Sensible Cooling Load (BSCL)แแแผแ heat gain แกแแผแ แ % แแ แฑแแแ แแแ(leakage)แกแแผแ แ % แกแแฑแแฌแแธ แแแฑแแซแแธ แฑแแธแแแแ
(แแ) Total load แแแแกแแผแ BSCL แ LF factor แแ แฑแปแแแฌแ(multiply)แแซแ แ(แ-แ)แ latent load factor แแแแแแแธแแซแ
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-51
แ(แ-แ)Residential cooling load calculations form.
แ แ-แแ Plan for แฅแแแฌ (แ-แแ)
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-52
แ.แแ Energy Conservation Building cooling load แ แฑแแฌแแแธแฑแกแฌแแปแแแแแแปแแแธ(reducing)แแ แ แผแแธแกแแฑแแผแแฌแแแแ
(energy conservation)แกแแผแ แกแแผแแกแฑแแธ(major opportunity)แฑแแฌแแธ แปแแ แแแ Building cooling load แฑแแฌแแแธแฑแ แแแแ แแแธแแแธแแฌแธแ แฑแกแฌแแแผแแฑแแฌแปแแแฌแธแแแ
(แ) แกแฑแแฌแแกแฅ(building) แแ แแแธแแผแ R-value แปแแแแ insulation แแฌแธแ แแธแแซแ
(แ) Table A.9 แ แกแแธแปแแ summer outdoor design แแแแธแแฌแธแปแแ แแ DB temperature แแ coincident WB temperature แ แแฌแแซแ
(แ) แกแแแธแกแแผแแธ แแแแธแกแแแ(inside design DB temperatures)แ 78หF แ 80หF แกแแผแแธ แกแแธแปแแแซแ 78-80หF แแ แแแฑแแฌแแแแแฌ แปแแ แฑแ แแ แกแแแ(adequate comfort for most applications) แปแแ แแแ แแแแกแแ แแธแแ(past practice) 75หF แแแแธแกแแแแ แแแกแแซ แ แผแแธแกแแปแแแธแแธแแฌ แฑแแฌแแแแ(even lower is wasteful) แแแแฌแพแแแแ
(แ) แกแแ แแแแแแ แแ(heat-absorbing glass)แแฌแธแ แกแแธแปแแแ แ แฅแธแ แฌแธแแซแ
(แ ) แแฑแแฌแแแ แกแแแแฑแ แแแแ แแแแฌ(effective interior shading devices)แแฌแธ แแแแแแซแ
(แ) แกแฑแแฌแแกแฅแ แฑแแฑแแฌแแแธแแแแแแผแ แแแแฌแธ แแธแ แผแปแแแธ แฑแแฌแ(minimize use of glass in building) แแซแ
(แ) Overhang แแแแแ sun shade แ แแ แกแปแแแแแ แกแแแแฑแ แแแแ แแแแฌ(external shading device)แแฌแธ แแแแแแฌแธแแซแ (Consider outside construction features that provide shading of glass.)
(แ) แฑแแผแแฌแแแผแ solar radiation แแแฑแแฌแแแแแแธแฑแ แแแกแแผแ แแแฑแแฌแแ แกแฑแแฌแแกแฅแ แแแแฌแ แแฌแแ แฑแแผแธแแแแซแ แแ แแแธแกแฌแธแปแแ solar radiation แแฌแธแแแแแแผแ แแแงแแแฌ แกแแแธแแแแฌ แแแแแแซแ แแแแแ solar radiation แแแธแแแแแแผแ แแแแฌแธแแฌแธ แแแแแแแแแ (Orient the building so that solar radiation in summer is minimum on sides with large glass areas.)
(แ) แแแกแแ แแแธแแแฑแแฑแกแฌแ แแธแแฌแธแแผแแธแแฌแธแปแแแธแฑแพแแฌแ cooling load แแแฌแธแแแ แแแฑแพแแฌแ lighting level แ แแกแแแแฌ แแฌแธแแแแแ (Avoid unnecessarily excessive lighting levels.)
(แแ) Energy efficient แปแแ แแ LED แ T8 แ T5 แกแแธแกแ แฌแธแแฌแธแ แกแแธแปแแแซแ (Use types of lighting that more efficiently convert electrical energy into light.) LED light แแ T8 แแ แแแธแฑแแฌแแธแ T8 แแ T5 แแแแแธแฑแแฌแแธ แแ efficient แปแแ แแแ
(แแ) Heat storage แแ time lag แแแฌแแแแ แแแแแแแแผแแแแธแแฌแธ(proper calculation procedures)แปแแ แแผแแแซแ
แ.แแ Problems (แ) A building with a 120 ft by 80 ft roof, located in Cincinnati, Ohio, has a roof constructed of
I in. wood with R-5.5 insulation and a suspended ceiling. The inside design condition is 78หF. Determine the net roof cooling load at
A. September 21 at noon B. Time of peak roof heat gain
(แ) A southeast facing wall of a building located in Las Vegas, Nevada, is 90 ft by 24 ft. The wall is constructed of 8 in. concrete, R-5 insulation and ยฝ in. gypsum wallboard. The inside design condition is 77หF. Determine the cooling load through the wall at
A. June 15 at 11 AM
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-53
B. Time of peak wall heat gain" (แ) A building in Baltimore, Maryland, has 2300 ft2 of exterior single glass with no interior shading.
The inside design condition is 78หF. Determine the net conduction heat gain through the glass at 2 PM in summer.
(แ) A building in Dallas, Texas, has 490 ft2 of windows facing west, made of 1/4 in. single clear glass, with medium color interior venetian blinds. The building is of light construction. Find the maximum net solar cooling load through the windows. In what month and hour is this?
(แ ) A room in a building in New York City has a 12 ft (W) by 6 ft (H) window facing south. The building is of medium weight construction. The window is 1/4 in. single clear glass, with dark roller shades. There is a 3 ft outside projection at the top of the window. Find the solar cooling load through the window at 12 noon on July 1.
(แ) A room has four 40 W fluorescent lighting fixtures and two 200 W incandescent fixtures in use. The cooling system is shut down during unoccupied hours. What is the cooling load from the lighting?
(แ) Find the sensible and latent load from 180 people dancing in the Get Down Disco. The temperature is 78หF.
(แ) The Squidget factory, which is air conditioned 24 hours a day, operates from 8 AM to 5 PM. It has 76 (male and female) employees doing light bench work. What is the cooling load at 1 PM? The temperature is 78หF.
(แ) The Greasy Spoon Cafe has a 20 ft2 steam table, without a hood. What are the sensible and latent heat gains?
(แแ) Find the peak cooling load for the general office shown in Figure 6.11, with the following conditions:
Location: Sacramento, California. Inside conditions 78หF DB, 50% RH Wall: U = 0.28 BTU/hr- ft2-F, Group E Window: 20 ft W x 6 ft H single clear glass, dark interior blinds Occupancy: 10 people. Lights 4 W/ft2 with ballast Floor-to-floor height: 10 ft
(แแ) The building shown in Figure 6.12, located in Ottawa, Canada, has the following conditions: Roof: 4 in. h.w. concrete, R-5.5 insulation, finished ceiling Inside design conditions: 77หFF, 55% RH Occupancy: 80 ft2/person. Lighting is 2.5 W/ft2. Determine the peak cooling load and the load at 11 AM June 30.
Cooling Load Calculations แฑแแฌแแธแแแซแผแแ
6-54
แ แ-แแ แแ แฌแฆ(แแ)แกแแผแ แ( Plan for Problem 6.10)
(แแ) Repeat Problem 6.12 for the building turned 45ห clockwise, and 90ห clockwise, and located in or near your community.
แ แ-แแ แแ แฌแฆ(แแ) แกแแผแ แ( Plan for Problem 6.11)
(แแ) A room in a building in Memphis, Tennessee, has one exposed wall, facing east, with the following conditions: Wall: A = 68 ft2, U = 0.21 BTU/hr-ft2-หF, Group E Glass: A = 130 ft2, single heat-absorbing glass, no shading Lightweight construction. Room temperature = 78หF. Find the peak cooling load.
(แแ) The Beetle Concert Hall in London, England, seats 2300 people. Inside design conditions are 75หF and 50% RH. Calculate the ventilation loads in summer.
(แแ ) Perform a complete cooling load calculation for the one story office building shown in Figure 6.13.Conditions are as follows:
แฑแแฌแแธแแแซแผแแ Chapter-6 Cooling Load Calculations (Part One)
6-55
Location: Your town Walls: U = 0.20 BTU/hr-ft2-หF. Group C Glass: Single heat absorbing glass, light interior blinds Roof: 2.5 in. wood, R-2.8 insulation Orientation as assigned by instructor. Light construction. People: 1 per 60 ft2. Make assumptions based on recommendations in the text on all other data (ventilation, duct and fan heat gains, and so on).
(แแ) Perform a complete cooling load calculation for the residence described in Problem 5.20, to be located in your town.
แ แ-แแ Plan for Problem 6.15
-End โ