区域供冷供热住宅建筑空调负荷同时使用系数的计算.pdf

第 2 7卷第 3期 2 0 0 6 年 6月 能源技术 ENERGY TECHNOI 0( Y V0 【 2 7 No 3 J u n e 2 0 0 6 建筑节能与 空调 峙 、 区域供冷供热住宅建筑空调 负荷同时使用系数的计算 蔡龙俊 。 欧阳生春 ( 同济大学暖通空调燃 气研 究所， 上海 2 0 0 0 9 2 ) 摘 要 ： 对区域供冷供热住宅建筑的同时使 用系数问题进行 了探讨， 采用实测分析和理论计算 的 方法提 出 了问题 的可行 性 解 决方案 。 关键 词 ： 区域供 冷供 热 ； 同时使 用 系数 ； 空调 负荷 中图分类号 ： TU9 9 5 文献标识 码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 5 7 4 3 9 ( 2 0 0 6 ) 0 3 0 1 3 0 0 3 Ca l c u l a t e t h e S i mu l t a n e i t y Us a g e Co e f f i c i e nt o f Ho u s e ho l d Ai r c o n d i t i o ni n g Lo a d f o r Di s t r i c t Co o l i n g An d He a t i ng CAI Lo n j u n，OU YANG S h e n g - c h u n ( HVA C R e s e a r c h I n s t i t u t e ， To n g j i Un i v e r s i t y ， S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2 ， C h i n a ) 相对于常规的空调系统来说 区域供冷供热最大 的特点就是大型化、 整体化、 集约化和复杂化。对区 域供冷供热系统运行影响最大的有冷热负荷的计算 及冷热源的确定 、 输送管网优化设计 、 系统 的运行和 调节和末端用户的冷热费用 的计量， 而 同时使用系 数的取值大小决定了总冷热负荷的大小 。本文将对 住宅建筑的同时使用系数进行探讨 l 同时使用 系数 内扰、 外扰和建筑物维护结构蓄热特性 的影响 ， 使得各种建筑 的空调负荷曲线 呈现较大 的差异， 当 这些负荷曲线存在较大差异的建筑组合在一起时 ， 整体的空调负荷峰值将小于各建筑空调负荷峰值之 和， 两者之间 的比值 可 以用 同时使用 系数 K 来表 述 ， 它表示任意时刻空调负荷总量的最大值与各建 筑空调负荷峰值之和的比值 ， 数学表达式为 ： K = Q Q ( 1 ) 式中Q 高峰时刻区域所需冷( 热) 量最大值； Q一各建筑需冷( 热) 量峰值之和 。 住宅建筑群 中的大量楼群互相问具有相 同的建 筑面积、 外形和构造 ， 内扰情况也差不多， 因此空调 负荷特点以及峰值出现时问也大致相同， 对于一定 】 3 O 用户数 目的住宅区域来说 K 值是稳定的。 2 典型住 宅的冷负荷调查 2 0 0 4年的 8月 中旬 ， 对上海某住宅区域供冷供 热小区就空调使用情况进行了调研 。该小区总建筑 面积 7 1 0 0 0 m。 ， 5幢高层建筑 ， 2 0 2 8层， 建筑层高 2 9 3 0 I I 1 ， 计 5 7 3户 ； 小 区空调系统设计定位相 当于星级宾馆标准 。该小区内入住用户最多的 3 # 楼有三种房型： A房型空调面积 8 5 4 8 m 。 ， 建筑面 积 1 3 5 1 8 m ； B房型空调面积 8 2 7 3 m。 ， 建筑面积 u9 1 8 m。 ； C房 型空 调面 积 4 4 7 1 m ， 建筑 面积 9 4 1 8 m 。标准层建筑面积 3 4 9 5 5 m 。作为典型 的住宅用户对其中的 3 O户就进人用户 的冷水水量 及供 回水温度进行监测 ， 从早晨 1 o： 3 0 N2 o： 3 0 每 隔 1 h进行一次纪录。一些具有代表性 的房间一 天 负荷变化如图 1 一 图 3 ， 图中 4 ， 9 ， 1 2 ， 1 4和 l 5分别表 示 5 0 3 ， 1 0 0 2 ， 2 0 0 1 ， 2 6 0 l 和 2 7 0 1 室 。 图中看不到各用户共同的峰值 区域 ， 使用情况 完 全是 随机 的 。 如果把单个用户的同时使用系数作为大楼的同 时使用系数 ， 结果很可能出现较大 的偏差。为此将 整幢楼二天的空调负荷变化数据整理 如下图 4 。从 维普资讯 蔡龙俊等：区域供冷供热住宅建筑空调负荷同时使用系数的计算 8 6 g 2 。 0 3 0 1 2 ： 3 0 l 4 ： 3 0 1 6 ： 3 0 时间 图 1 2 0 0 4年 8月 1 2日( 周 四) 用 户的冷负荷变 化 8 亭 6 柱 4 2 0 1 0： 3 0 1 4： 3 0 l 8 ： 3 0 2 0 ： 3 0 时间 图 2 2 0 0 4 年 8月 1 5 13( 周 13) 用户 的冷负荷变化 l 2 1 0 至8 6 4 2 0 1 0 ： 3 0 l 4：3 0 1 8 ： 3 0 2 0 ： 3 O 时间 图 3 2 0 0 4 年 8月 1 6日( 周一) 用户的冷负荷变 化 图 4可以看出整幢楼 的总负荷呈现一定的规 律， 根 据整幢楼的空调负荷数据 ， 可算得单位建筑面积和 单位建筑空调面积的实际冷负荷值 ， 如表 1和表 2 。 可 以看 出： 3 #楼 的实际建筑面积冷负荷最 大值为 2 4 w m。 ， 空调面积冷负荷最大值为 4 1 W m。 。 耀 1 0 ： 3 0 l 4： 3 0 1 6： 3 0 l 8： 3 0 2 0 ： 3 0 时问 图 4 3 #楼总负荷变化 3 住宅的冷负荷 同时使用 系数 对于住宅建筑 的区域供冷供热系统 ， 各幢楼 的 同时使用系数大致相同， 故单独进行分析。对 于每 幢楼可将公式 ( 1 ) 变化为： K q q ( 2 ) 式 中 q 住宅单位面积实际冷负荷最大值 ； q 住宅单位面积冷负荷指标 。 表 1 3 #楼单位 建筑面 积 日冷负 荷分布 w m 时间l O 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 8 1 2 1 6 1 6 1 9 1 9 2 2 2 0 2 1 1 7 8 1 5 1 5 1 4 1 7 2 3 2 2 2 1 2 0 1 6 1 9 2 4 2 3 8 1 6 1 6 1 8 2l 2 1 2 O 1 7 1 7 1 6 1 6 21 2 4 * 时间 1 0 ， 1 1 ， 2 0分别表示 1 0：3 0 ， 1 1： 3 0 2 0：3 0 ， 下同 表 2 3 #楼单 位空调 面积 日冷 负荷分布 w m 时 间 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 8 1 2 2 7 2 7 3 1 3 3 3 7 3 4 3 5 3 0 8 1 5 2 5 2 5 3 0 3 9 3 8 3 5 3 3 2 7 3 3 4 1 3 8 8 1 6 2 7 31 3 6 3 6 3 3 2 9 2 8 2 7 2 7 3 5 4 1 进一步调查发现单 位建筑面积冷 负荷指标 为 1 o o w m 。如果 以此作为基 准， 该楼的冷负荷同时 使用系数的最大值为 0 3 。如果按设计冷负荷指标 确定设备 ， 造成的浪费是巨大的。 根据实际的建筑结构和室 内的散热设备功率利 用华电源软件对 3 #楼标准层进行计算。具体取值 如下 ： 层高 3 l e t ， 墙体传热系数 1 9 4 w( m K) ； 窗 体有内遮阳， 传热系数 5 o W( m。 K ) ； 内墙传热系 数 1 7 6 W( m K) ； 外 门为普通木 门， 传热系数为 3 1 2 W ( m K) ； 照明负荷按 2 O W m ， 户均人 口 按 3 5人考虑 ， 新风量按每人 5 0 m。 h选取 ； 室内主 要散热设备功率及同时使用系数如表 3 。根据计算 结果 ： 总冷负荷( 全热) 1 6 0 4 k W， 单位建 筑面积冷 负荷 4 5 W m ， 单位空调面积冷负荷5 7 w m。 。 利用负荷计算 的结果和表 1与表 2的冷负荷 ， 得到同时使用系数用直方图表示如图 5 。 由图 5可以得到如下结论 ： 以单位建筑面积冷 负荷指标 为计算基础， 此时同时使用系数值 出现在 0 3 5 O 5 O 之间 的次 数 比较 多， 占总出现 次 数 的 8 O ， 也就是说在本案例 中， 如果选择同时使用系数 表 3散热设备功率及同时使用系数 i 4 0 M l ： 妻 9 他 H _ ： I 圜 维普资讯 蔡龙俊等：区域供冷供热住宅建筑空调负荷同时使用系数的计算 l O 7 7 4 厂 0 _ 3 O O_ 3 5 0 4 0 045 0 5 0 0 5 5 同时使用系数 ( 负荷以单位建筑面积为基) 6 6 5 5 上 厂 l 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 O 同时使用系数 ( 负荷以单位建筑面积为基) 图 5 同时使用系数直方图 为0 5 0 ， 那么空调系统在 8 7 左右的时间可 以满足 整个运行 ； 以单位空调面积冷负荷指标为计算基础 ， 同时使 用系数值大部分集中 0 4 5 0 7 0之间， 如果 选择同时使用 系数为 0 + 7 0 。 那么空调 系统在 9 3 左右的时间可以满足整个运行。 因此建议在设计中如果采用单位建筑面积冷负 荷指标 进行 空调 负荷 的估 算 ， 取 同时使 用 系数在 0 5 0 0 5 5 之间 ， 据此计算 选取的设备基本 上能够 满足空调负荷的要求 ， 当用户数量较多时可取小值。 4 结 论 本文就区域供冷供热系统中住宅建筑的同时使 用系数进行了探讨， 通过对现有居住 区区域供冷供 热小区夏季空调使用情况 的调研数据分析， 得 出居 住建筑的夏季冷负荷同时使用系数在 0 5 0左右( 负 荷按单位建筑面积计算) ， 数据具备了代表性， 因此 适用于同类住宅建筑为主的区域供冷供热系统。 ( 上接 第 1 2 4页) 表 7 整改前后室内各测点温度比较 项 目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 】 组织起有效的气流 ， 保证冷却效果 。 ( 5 )由于人员负荷 的增加造成连廊局部过 热， 初步估算增加 2 4 9 k W 的制冷量 。( 选择单 台制冷 量为 9 0 k W 的 VR V室外机 3台) ， 应该可以改善连 廊及附近长廊共约 1 0 0 0 0 m。 的区域的空调状况 。 5 结 论 ( 1 )站楼一次水系统的水力失调供 回水温差小 于设计值， 加上区域供冷管网的冷冻站近端 用户 流 量过大进一步降低了管网供 回水温差 ， 致使高温季 节能源 中心的冷冻机不能全部投入使用 。 ( 2 )登机长廊 的热交换站 二次水 系统水力失 调， 平均 2 8 C的供 回水温差远远低于设计值 ( 3 )表 6的实测数 据表明， 板式换热器的二 次 水入 口温度与一次水 出 口温度之差大约为 1 ， 说 明换热面积是足够的。 ( 4 )登机长廊 的循环风空调箱二次水水量不足 水温偏高 ， 是导致长廊室内温度较高的直接原因。 ( 5 )通过测试和整改 ， 解 决了长廊 夏季 室温过 高的问题 。长廊的一次水流量增加 了 l 8 ， 供 回水 温差增加 了 2 3 ， 供冷量增加了 4 O以上。 参考文献： 1 范存养 大空间建筑空调设计及工程实录 M 北京 ： 中