能耗分析方法课件

常见空调系统全年（或季节）能耗分析方法简介1.度日法度日法通常用来计算采暖期总的累计采暖耗能量.

度日,是指每日平均温度与规定的标准参考温度(或称温度基准)的离差.因此,某日的度日数,就是该日平均温度与标准参考温度的实际离差.即:(HDD)=TB–T

式中(HDD)—某日度日数(D.D),当T>TB

时,则(HDD)=0;TB—标准参考温度(℃),我国一般取18℃;国外取18.3℃常见空调系统全年（或季节）T—某日平均温度(℃),

我国气象部门统一规定每天观测记录(2,8,14和20时)室外空气温度,故:

采暖期总度日数是采暖期每日度日数的总和.为了使统计出的度日数具有足够的代表性,一般应统计十年以上的气象资料,表1是统计15~17年气象数据后整理出的我国部分城市的度日数.采暖期总度日数n—采暖期天数或计算天数，Ti—第i天的室外日平均温度，℃。T—某日平均温度(℃),我国气象部门统一规定每天观测记度日法采暖耗能量用下式计算:式中Qs—

采暖期耗能量,(KJ);q—建筑物总的设计耗热量,(KJ/h);(HDD)—采暖期度日数,(D.D);CD

—

修正系数,考虑间歇采暖对连续采暖的修正,可按表2取;tN-W

—

室内外设计温差,(℃).

表2修正系数根据《中国建筑热环境分析专用气象数据集》，可以找到供暖期室外日平均温度和采暖度日数，从而可以计算出整个冬季总热量为ΣQs。度日法采暖耗能量用下式计算:式中Qs—采暖期耗能量,(同样还有空调度日数，指在供冷期内，室外逐日平均温度高于室内温度基数的度数之和，即:我国一般取TB=26℃。TB

取值是一件比较复杂的事情,因为并不是说室外气温低于TB便马上开启采暖,很多情况下室内发热量(如照明、人体和设备)和日得热量足以抵消热损失,而室内设定温度也不一定是18℃,因此为了计算精确，还定义了以平衡温度Tbal，对于某个室内设定温度Ti，当温度达到Tbal时，得热qgain正好等于热损失。式中:Ktot—建筑的总热损失系数，W/℃。《节能设计标准》中，建筑物节能综合指标限值中的耗冷量指标（qc）和空调年耗电量（Ec）是根据建筑物所在地的制冷度日数（CDD26）确定的。其值为一年中当某天的室外日平均温度高于26°C时，将高于26℃的度数乘以1天，再将每一天的此乘积累加。其单位为℃·d。同样还有空调度日数，指在供冷期内，室外逐日平均温度高于室内温度日数反映了各地区的寒冷与炎热情况,供热与过渡季节空调系统工况转换温度为18℃,过渡季节与制冷工况的转换温度为26℃。公共建筑的围护结构负荷、新风负荷与室外气象参数有关,但室内热源引起的空调负荷仅与室内热源有关,并且占了相当大的比例,所以制冷季室内开空调的时间不仅仅受室外气象参数18℃,26℃的制约,还受建筑功能制约。导致实际制冷空调能耗大于按度日数计算的空调能耗。上表推荐的度日数与实际度日数有所区别。写字楼与办公楼春节期间不办公,室内热源可以抵消一部分热负荷以及抑制能源使用,因此写字楼实际供热空调能耗远远小于按度日数计算的空调能耗;度日法计算的制冷耗冷量小于实际耗冷量的主要原因是空调系统实际供冷度日数远远大于推荐的度日数。度日数反映了各地区的寒冷与炎热情况,供热与过渡季节空调系统工2.当量满负荷运行时间法—适用于空调或采暖设备的能耗计算

当量满负荷运行时间(τE):全年空调冷负荷(或热负荷)的总和QR(或QH)与冷(或热)源最大出力qR(或qB)比值,称为当量满负荷运行时间,即:或式中τER,τER

—

夏、冬季当量满负荷运行时间,(h);

QR,QH

—

全年空调冷热负荷,(KJ/a);

qR,qH

—

冷热源的最大出力,(KJ/h);2.当量满负荷运行时间法—适用于空调或采暖设备的能耗计算或式负荷率(∑):全年空调冷负荷(或热负荷)与冷(或热)源在累计运行时间内总的最大出力之和的比例,称为负荷率∑,即或式中TR,TH

—

夏冬季设备累计运行时间,(h).故∑

R=τER/TR,∑H=τEH/TH或τER=∑R*TR,τEH=∑H*TH

当量满负荷运行时间与建筑物的功能、性质、空调系统采用的节能方式等因素有关。不同类型建筑物的当量满负荷运行时间见下表：负荷率(∑):全年空调冷负荷(或热负荷)与冷(或热)在得到当量满负荷运行时间和负荷率这两个基本数据后就可以进行空调全年总耗能量的计算了.设备耗能量的计算见表在得到当量满负荷运行时间和负荷率这两个基本数据后就可以进行空能耗分析方法课件燃料消耗量的计算见表注:qfHN—

锅炉额定出力时的燃料耗量(m3/h)(t/h)耗水量的计算见表燃料消耗量的计算见表注:qfHN—锅炉额定出力时的燃3.负荷频率法，又为BINmethod

这种方法是建立在空调负荷与室内外温差大致成比例这一假设基础上的.该方法根据计算地点室外空气干球温度出现的年频率数(用于全年运行的空调系统)或季节频率数(用于季节性空调系统)和空调系统的全年或季节运行工况计算出不同室外空气状态下的加热量和冷却量。假设某个时刻的建筑冷负荷Q与室外空气温度t存在下列关系：

Q=Kt+C式中：Q为某时刻的建筑冷负荷，W/m2；K为常数，即建筑冷负荷与室外干球温度线性关系的斜率；C为常数；t为室外干球温度，℃。Q2=Kt2+CQ1=Kt1+C当假设室外干球温度为t1时，建筑冷负荷为Q1；室外干球温度为t2时，建筑冷负荷为Q2。可得方程组：由上述方程组可解出常数K和C，并带入式中，得出建筑冷负荷与室外干球温度的线性函数.3.负荷频率法，又为BINmethod这种方法是该方法根据计算地点室外空气干球温度出现的年频率数(用于全年运行的空调系统)或季节频率数(用于季节性空调系统)和空调系统的全年或季节运行工况计算出不同室外空气状态下的加热量和冷却量.季节冷负荷或热负荷的计算公式如下:Q=∑[K(tWX-tN)fX]式中Q—

建筑物季节冷负荷或热负荷(KJ);

K—

建筑物综合传热系数(KJ/h℃);

tWX—

某一时刻室外空气的干球温度(℃);

tN

—

室内设计状态的干球温度(℃);

fX—

某一室外空气干球温度值的年(或季节)小时频率值(h).假设室外温度为t1时，不需要开启空调系统，则此时建筑冷负荷Q1取0，则上式可简化为Q=——Q2t1-tt1-t2该方法根据计算地点室外空气干球温度出现的年频率数(用上海地区的BIN参数上海地区的BIN参数（一班制8:00~18:00）上海地区的BIN参数上海地区的BIN参数（一班制8:00~1某建筑为商住楼，室内环境要求较为严格。假设机组24小时连续正常运行。某地区冬季供热室外计算温度为-11℃，此时建筑物热负荷Qh=360.9kW。当室外温度低于15℃时开始供热。假定热负荷与室外温度成线性关系，则室外温度为t℃时建筑物热负荷的计算公式如下：以t=-1℃为例，按上式计算，则Qh-1=220.09kW。将Qh-1乘以t=-1℃出现的小时数T-1=555h，可得t=-1℃时供热季总热负荷：Q-1=Qh-1×T-1=220.08×555＝123261.5kWh以此类推，可得到每一温度下的供热季负荷，将其累加即可得供热季年总热负荷∑Qht=699286.94kWh冬季工况总负荷某建筑为商住楼，室内环境要求较为严格。假设机组24小时连续正该地区夏季制冷室外计算温度为33.4℃，对于选定建筑，其冷负荷为Qr=481.2kW，当室外温度高于22℃时开始供冷，冷负荷与室外温度成线性关系，则室外温度为t℃时建筑物冷负荷的计算公式如下：以t=31℃为例，当t=31℃时，按上式计算，Qr31=379.89kW，将Qr31乘以t=31℃时出现的小时数T31=228h，可得t=31℃时的总冷负荷：Q31=Qr31×T31=379.89×228＝86615.95kWh

可得制冷季总冷负荷∑Qrt=482212.75kWh夏季工况总负荷该地区夏季制冷室外计算温度为33.4℃，对于选定建筑，其冷负BIN法能耗模拟数学模型

在改进的BIN法中，空调负荷由太阳辐射负荷、传导负荷、内部负荷和新风负荷四部分组成。为简化计算,假设围护结构负荷（日射得热和温差传热）和新风负荷与室外干球温度存在线性关系。1太阳辐射负荷式中：SCL－平均日射负荷，7月份和1月份分别记作SCL7和SCL1，W/m2；n－建筑物朝向数；MSHGFi－朝向i的最大日射得热系数，W/m2；AGi－朝向i的窗子总面积，m2；SCi－朝向i的遮阳系数；CLFTi－朝向i的24小时日射冷负荷系数之和；FPS－月平均日照率；t－空调系统运行小时数，h；Af－建筑物空调面积，m2。BIN法能耗模拟数学模型在改进的BIN法中，空SCL与室外干球温度T之间存在如下线性关系：式中：Tpc－高峰冷负荷温度，℃；Tph－高峰热负荷温度，℃；2传导负荷传导负荷由两部分组成：(a)通过屋面、墙体、玻璃窗由温差引起的稳定传热部分，可根据式进行计算：式中：TCL、THL－分别为夏季、冬季由温差引起的传导负荷，W/m2；n－建筑物热传导表面数；Ai－第i个表面的面积，m2；Ki－第i个表面的传热系数，W/m2·℃；T－室外干球温度，℃；Ti－室内设定温度，℃。SCL与室外干球温度T之间存在如下线性关系：2传导负荷式中(b)通过屋面、墙体由日射引起的不稳定传热部分，可根据式进行计算：式中：TSCL－日射形成的传导负荷，7月份和1月份分别记作TSCL7和TSCL1，W/m2；CLTDS－日射形成的墙体冷负荷温差，℃；KC－墙体外表面颜色修正系数；TSCL与室外干球温度T之间存在如下线性关系：

(b)通过屋面、墙体由日射引起的不稳定传热部分，可根据式进行3内部负荷内部负荷根据式进行计算：式中：CLI－内部负荷，W/m2；AU－同时使用系数；CLImax－照明、发热设备的最大负荷和房间内最大人数时的人体散热，W。4新风负荷新风负荷包括显热负荷和潜热负荷，分别根据下式进行计算：式中：V－新风量，m3/h；d－室外空气含湿量，g/kg；di－室内设计要求的空气含湿量，g/kg。

3内部负荷4新风负荷对温频（ＢＩＮ）法的改进日射负荷包括透过玻璃窗的日射负荷和通过屋面、外墙的不稳定传热负荷，其中，透过玻璃窗的日射负荷占的比重最大。原有温频（ＢＩＮ）法假设透过玻璃窗的日射负荷与室外干球温度有着一定的线性关系，这样处理与实际情况不符。根据现有的计算透过玻璃窗的日射负荷的研究方法对其进行改进，改进的方法不改变原温频（ＢＩＮ）法的思路。单位空调面积日射负荷为:

CL(Ti)=F*Cz*Cf(Ti)/Ar

(W/m2空调面积)式中，Ar—空调面积；F—玻璃窗面积；Cz—玻璃窗综合遮挡系数；

Cf(Ti)—Ti温度下的日射负荷因数。计算出各温度下负荷之后,乘以相应