地源熱泵運(yùn)行監(jiān)測(cè)與建筑能耗模擬

1、 華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文地源熱泵運(yùn)行監(jiān)測(cè)與建筑能耗模擬姓名：謝運(yùn)生申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：供熱、供燃?xì)?、通風(fēng)及空調(diào)工程指導(dǎo)教師：胡平放;董春橋20210531 摘要近年來，可持續(xù)開展已經(jīng)成為我國(guó)重要的開展戰(zhàn)略，能源問題是制約可持續(xù)發(fā)展的重要瓶頸，所以國(guó)家大力推行各種節(jié)能措施，衣食住行中， “住是耗能的最大戶，行次之，為了解決“住的能耗過高這個(gè)問題，綠色建筑的概念應(yīng)運(yùn)而生，綠色建筑包括節(jié)能，環(huán)保，舒適等多個(gè)方面，節(jié)能是綠色建筑的重中之重，建筑的能耗是多方面的，空調(diào)設(shè)備是建筑里面的耗能大戶，地源熱泵系統(tǒng)由于其高效、節(jié)能、環(huán)保的特性而獲得了國(guó)家的大力支持，并且成為推廣綠色建筑的重要一環(huán)，如何讓綠色

2、建筑更快更好的開展呢？一種理念要想得到快速的開展和推廣，必需有相應(yīng)的政策和制度，綠色建筑能效測(cè)評(píng)正是讓綠色建筑能快速深入人心的重要政策，本文結(jié)合清江花園實(shí)際工程，遵循綠色建筑能耗控制的 4個(gè)階段進(jìn)行分析，即規(guī)劃階段對(duì)應(yīng)本文 BIN方法能耗估算，設(shè)計(jì)階段對(duì)應(yīng)本問的 DeST能耗模擬，施工階段，運(yùn)行與管理階段對(duì)應(yīng)本文地源熱泵運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，并對(duì)以上幾種方法得出的結(jié)果進(jìn)行比照分析，挖掘節(jié)能潛力，本文將在第二章詳細(xì)介紹 BIN方法的原理，DeST能耗模擬軟件的具體情況以及實(shí)際工程監(jiān)測(cè)的過程及數(shù)據(jù)處理方法，第三章那么是針對(duì)清江花園實(shí)施 BIN方法計(jì)算， DeST模擬，處理實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)得出實(shí)際能耗，即對(duì)各結(jié)

3、果的差異進(jìn)行探討，并找出原因。通過對(duì)三種方法所得結(jié)果的分析與比照，討論各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出改良意見，證實(shí)各種方法的有效性及相對(duì)準(zhǔn)確性，論證了簡(jiǎn)單能耗計(jì)算 相對(duì)精確能耗模擬建筑運(yùn)行監(jiān)測(cè)及分析這一能耗控制手段在能耗測(cè)評(píng)活動(dòng)中實(shí)施的可行性，并對(duì)能耗模擬和運(yùn)行監(jiān)測(cè)進(jìn)行展望。關(guān)鍵詞：運(yùn)行監(jiān)測(cè)BIN能耗計(jì)算DeST能耗模擬I Abstract Recently, The sustainable process of development has turned into the most importantstratagem in china, while the lake of energy sou

4、rces has block it off, so energy saving hasbe imperative under the situation. Buildings consume most of the energy employed inbasic necessities of life, so Green Buildings emerge as the times require. GreenBuildings is about some buildings which have got characters as energy saving,environmental pro

5、tection, comfortable and so on, energy saving is the basic characters.The HVAC system take a huge share in energy needs of a building, because of its highefficiency, energy saving, environmental protection features, Ground-Couple heat pumpsystem wins an abroad sustain by state, and its characters is

6、 so adapt to the GreenBuildings that Ground-Couple heat pump system expand rapidly in last years, this paperwill presents a case study of operational monitoring and energy- simulating based on areal project, Qing Jiang uptown, to initialize a case study in the Qing Jiang uptown studied.A methodology

7、 is developed, which has four phases, show as follow, the first part: set amodel based on BIN to calculate the uptowns energy consumption. The second part: set amodel based on physical principle(DeST) as an auditing and predicting tool in order toforecast buildings energy consumption. The third part

8、: take a accurate operationalmonitoring to the buildings and collect all the energy consumption data and the last:make some comparisons among the energy consumptions come from BIN, DeSTsimulation and collect data. Then find the difference of the three energy consumptions andinvestigate the relation

9、about them.By comparing the energy consumptions come from BIN, DeST simulation andcollect data, the advantage and the disadvantage about BIN,DeST or collect data used forenergy consumptions is given, and then put forward some prospect about energy savingand Green Buildings.Key word：Operational monit

10、oringBINDeST simulationII 獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本文的研究做出奉獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承當(dāng)。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保存并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或局部?jī)?nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行

11、檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密，在年解密后適用本授權(quán)書。本論文屬于不保密。請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期：年月日日期：年月日 1 緒論課題研究的背景可持續(xù)開展已經(jīng)成為國(guó)家開展的重要戰(zhàn)略1，高能耗的工業(yè)開展模式已經(jīng)嚴(yán)重制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)的健康開展，為了解決這些問題，國(guó)家大力開展可再生能源，地源熱泵以其優(yōu)秀的可再生能源利用率在我國(guó)獲得了飛速的開展，綠色建筑應(yīng)運(yùn)而生，國(guó)家也通過法律的方式規(guī)定建筑建造應(yīng)符合的能耗標(biāo)準(zhǔn)，綠色建筑測(cè)評(píng)及建筑能耗的模擬是實(shí)施綠色建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的重要途徑，本論文即從能耗模擬與運(yùn)行監(jiān)測(cè)入手，探索節(jié)能的新方法?？沙掷m(xù)開展已經(jīng)成為

12、我國(guó)乃至世界重要的開展戰(zhàn)略，也是科學(xué)開展觀的重要體現(xiàn)，可持續(xù)開展是二十世紀(jì)八十年代提出的一個(gè)新的開展觀，它的提出是應(yīng)時(shí)代的變遷、社會(huì)經(jīng)濟(jì)開展的需要而產(chǎn)生的。1987年，世界環(huán)發(fā)委員會(huì)主席布倫特蘭夫人第一次提出“可持續(xù)開展概念，在我國(guó)，通過社會(huì)開展的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與提煉，可持續(xù)開展已經(jīng)有了明確的概念，“可持續(xù)開展就是既滿足當(dāng)代人的需求,而又不損害后代人滿足起需求的能力的開展.它具有這樣的意義:堅(jiān)持以人為本的全面,協(xié)調(diào),可持續(xù)開展的科學(xué)開展觀，正確處理好人口、資源、環(huán)境之間的關(guān)系，能源危機(jī)是制約可持續(xù)開展的關(guān)鍵因素。我國(guó)在資源總量上是個(gè)資源大國(guó)，但是人口基數(shù)大，相對(duì)的人均資源占有率就變得很低了，所以從平

13、均資源這個(gè)意義上來說，我國(guó)算是個(gè)資源貧乏的國(guó)家。另一方面，我國(guó)一直保持著高速的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，然而在高速經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的背后是能源的高消耗，能源消耗速率可以說也是國(guó)際領(lǐng)先的。相對(duì)資源貧乏和能源高速消耗一起構(gòu)成了我國(guó)能源危機(jī)的典型狀況，讓我國(guó)政府毫不猶豫地把降低能耗作為可持續(xù)開展的重中之重，在?2000年可持續(xù)開展戰(zhàn)略報(bào)告?中指出：“在未來的幾十年中我國(guó)把降低能耗、提高能源利用效率和減少環(huán)境污染作為新世紀(jì)能源戰(zhàn)略依據(jù)。地源熱泵是一種循環(huán)利用淺層地?zé)豳Y源的熱泵技術(shù)，它和普通熱泵一樣既可供熱又可制冷，又有獨(dú)特的地?zé)嵫h(huán)利用的節(jié)能優(yōu)勢(shì)2。到達(dá)一定深度的地層在未受強(qiáng)1 干擾的情況下能常年維持恒定的溫度，這個(gè)溫度遠(yuǎn)高

14、于冬季的室外溫度，又大大低于夏季的室內(nèi)溫度，地源熱泵正是利用這個(gè)特點(diǎn)，在冬季通過熱泵機(jī)組把大地中的相對(duì)高溫?zé)崃可叩揭欢囟群髮?duì)建筑供熱，夏季那么通過熱泵機(jī)組把建筑物中的多于熱量排放到相對(duì)低溫的大地，從而到達(dá)使建筑物降溫，或那么是制冷的效果。推廣地源熱泵系統(tǒng)已成為我國(guó)建筑節(jié)能開展的重要手段。地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于：和常規(guī)的供熱空調(diào)系統(tǒng)相比大約節(jié)能50%，是一種利用可再生能源，高效節(jié)能，無(wú)污染的既可供暖又可制冷的新型空調(diào)系統(tǒng)，而且地源熱泵省去了鍋爐和冷卻塔等一些設(shè)備，使系統(tǒng)地維護(hù)更為方便，地埋管埋于地下，即美觀又不占空間，一次施工永久受用，是一種獨(dú)特的空調(diào)系統(tǒng)。推廣地源熱泵系統(tǒng)對(duì)于調(diào)整我國(guó)能源結(jié)

15、構(gòu)也有很大的作用，基于我國(guó)的根本國(guó)情及經(jīng)濟(jì)實(shí)力，開展地源熱泵技術(shù)是充分利用可再生能源的重要措施。用可再生能源逐步替代常規(guī)能源是一個(gè)世界趨勢(shì)，我國(guó)也已經(jīng)公布了?可再生能源法?，并大力加快開展可再生能源的步伐，努力落實(shí)國(guó)家提出的建設(shè)節(jié)約型社會(huì)和開展循環(huán)經(jīng)濟(jì)這個(gè)方針。地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)通過吸收大地的能量再由熱泵機(jī)組向建筑物供冷供熱可廣泛應(yīng)用于商業(yè)樓宇、公共建筑、住宅公寓、學(xué)校、醫(yī)院等建筑物，是可再生能源在建筑中應(yīng)用的重要組成局部。綠色建筑：所謂“綠色建筑的“綠色，并不是指一般意義的立體綠化、屋頂花園，而是代表一種概念或象征，指建筑對(duì)環(huán)境無(wú)害，能充分利用環(huán)境自然資源，并且在不破壞環(huán)境根本生態(tài)平衡條件

16、下建造的一種建筑，又可稱為可持續(xù)開展建筑、生態(tài)建筑、回歸大自然建筑、節(jié)能環(huán)保建筑等。綠色建筑是指在設(shè)計(jì)與建造過程中，充分考慮建筑物與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，利用光能、風(fēng)能等自然界中的能源，最大限度地減少能源的消耗以及對(duì)環(huán)境的污染。綠色建筑的室內(nèi)布局十分合理，盡量減少使用合成材料，充分利用陽(yáng)光，節(jié)省能源，為居住者創(chuàng)造一種接近自然的感覺。以人、建筑和自然環(huán)境的協(xié)調(diào)開展為目標(biāo)，在利用天然條件和人工手段創(chuàng)造良好、健康的居住環(huán)境的同時(shí)，盡可能地控制和減少對(duì)自然環(huán)境的使用和破壞，充分表達(dá)向大自然的索取和回報(bào)之間的平衡。地源熱泵運(yùn)行監(jiān)測(cè)的內(nèi)容地源熱泵運(yùn)行監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)周期較長(zhǎng)的工作，需要持續(xù)的投入精力，也需要合理2 安

17、排和統(tǒng)籌規(guī)劃，需要足夠的測(cè)量設(shè)備以滿足統(tǒng)計(jì)所需要的所有數(shù)據(jù)的測(cè)量，地源熱泵監(jiān)測(cè)的幾個(gè)主要數(shù)據(jù)是，室外氣象，土壤溫度，用戶側(cè)供水回水溫度，用戶側(cè)流量，埋管側(cè)供水回水溫度，埋管側(cè)水流量，機(jī)組耗電量，水泵耗電量等等4。這些數(shù)據(jù)在時(shí)間上也需要盡量完整，雖然在監(jiān)測(cè)過程中有些時(shí)間段因?yàn)榭陀^原因無(wú)法測(cè)量，如果時(shí)間段夠短可以插值補(bǔ)上，當(dāng)監(jiān)測(cè)完畢之后應(yīng)當(dāng)處理數(shù)據(jù)，剔除那些完全不合理的數(shù)據(jù)，對(duì)于監(jiān)測(cè)過程中出現(xiàn)的事故應(yīng)給以記錄，比方說停機(jī)維護(hù)，遇強(qiáng)冷天氣加裝加熱器等，只有用更好的研究態(tài)度才能獲得更好的數(shù)據(jù)。建筑運(yùn)行監(jiān)測(cè)與能耗模擬國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)外研究現(xiàn)狀在國(guó)外的興旺國(guó)家，建筑的運(yùn)行監(jiān)測(cè)工作開展較早，在監(jiān)測(cè)和節(jié)能方面

18、也做得比擬多，特別是在系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化方面做得比擬好，Neto, Alberto Hernandez Fiorelli,Flavio Augusto Sanzovo等人分別使用軟件模型法和人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對(duì)一個(gè)建筑模擬能耗，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行比照分析。他們選取的對(duì)象是巴西的圣保羅大學(xué)的管理中心,這個(gè)建筑是由兩棟六層的樓組成，建筑面積約為 3000m，建筑的朝向北偏西432度，建筑使用時(shí)間是早上8點(diǎn)到晚上6點(diǎn)，建筑內(nèi)工作人員大概有1000人，空調(diào)系統(tǒng)由窗機(jī)和局部獨(dú)立空調(diào)組成。使用Energy-plus作為能耗模擬工具，得出的能耗與80%的歷年數(shù)據(jù)偏差不超過13%，同時(shí)他們也指出在模擬過程中，設(shè)備熱擾和

19、人體負(fù)荷等與氣象參數(shù)無(wú)關(guān)的能耗也很大程度影響準(zhǔn)確性，而對(duì)結(jié)果最有影響力的當(dāng)屬系統(tǒng)的COP。條件對(duì)于能耗的定量影響如下，室外干球溫度偏差正負(fù)一度時(shí)，能耗偏差2.3%，濕度偏差正負(fù)5%時(shí)，能耗偏差1.6%，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度偏差正負(fù)20W/m時(shí)，能耗偏差20.3%，他們的模擬結(jié)果顯示室外干球溫度對(duì)模擬的準(zhǔn)確性影響比擬大5?！癘nut, S. and S. Soner等人對(duì)土耳其的32個(gè)五星級(jí)酒店進(jìn)行了能耗分析，他們指出，由于Antalya Region的酒店在能源消耗比例急劇上升，而當(dāng)時(shí)也沒有能源有效利用和管理的指導(dǎo)性思想或者是法規(guī)，雖然能耗類論文中有大量的節(jié)能模型，但是很少有論文涉及到比擬各系統(tǒng)對(duì)能源

20、利用的有效性，Onut, S. and S. Soner使用一個(gè)獨(dú)特的多輸入和多輸出的線性模型來模擬這些酒店的能量流，最終得出的結(jié)論是 32個(gè)酒3 店中只有8個(gè)是相對(duì)節(jié)能的，其他24個(gè)都存在能源消耗過高。6“Caglar Selcuk Canbay,Arif Hepbasli,Gulden Gokcen等人對(duì)意大利的一個(gè)貿(mào)易中心進(jìn)行能耗評(píng)估，并對(duì)貿(mào)易中心的HVAC系統(tǒng)的運(yùn)行過程進(jìn)行研究改造以降低能耗。通過研究，得出了以下結(jié)論：減少化石燃料而更多的使用電力對(duì)提高建筑的性能有重要的影響，通過改良空氣處理機(jī)組，貿(mào)易中心和非飲食商店在夏天的節(jié)能潛力可以到達(dá)22%左右，樓宇智能管理系統(tǒng)在運(yùn)行管理過程中對(duì)

21、能耗的管理有待加強(qiáng)，另外需要更多的物業(yè)管理人員更熟練的使用樓宇管理系統(tǒng)，而且建議在建筑運(yùn)行階段最好雇傭一名專業(yè)的節(jié)能工程師來控制能耗和進(jìn)行節(jié)能審計(jì)7。近年來，空調(diào)系統(tǒng)的高能耗讓建筑節(jié)能受到了廣泛的關(guān)注，盡管模擬軟件成為了建筑能耗分析的最主要的工具，但是軟件得出的結(jié)果的可靠性往往因?yàn)檐浖荒芡耆M實(shí)際環(huán)境而顯得薄弱，因此，需要軟件能耗模擬和實(shí)際運(yùn)行監(jiān)測(cè)結(jié)合使起來，為了對(duì)西班牙塔拉戈納省的一個(gè)吸收式空調(diào)系統(tǒng)能耗進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行監(jiān)測(cè)和模擬分析，并讓結(jié)果進(jìn)行比照，在原有的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上添加探測(cè)器和流量計(jì)，并完整的記錄了 2002年夏天該系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)，然后讓模擬空調(diào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與運(yùn)行監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比照，得出

22、的結(jié)論是，空氣處理機(jī)組的能耗占總能耗的60%，風(fēng)機(jī)盤管占18%，水泵能耗和管道損耗占22%，空調(diào)機(jī)組提供的冷量比模擬計(jì)算的末端耗冷和管路冷量損耗之和要小，主要原因是計(jì)算過程中使用溫度的差異以及計(jì)算機(jī)組外表溫度使用的方法不當(dāng)，總的來說實(shí)際運(yùn)行監(jiān)測(cè)所得出的機(jī)組供冷量小于模擬計(jì)算所需要的耗冷量 8。國(guó)外學(xué)者在對(duì)酒店的能耗模擬和運(yùn)行監(jiān)測(cè)做的比擬多，因?yàn)榫频晔羌惋?，娛樂，住宿于一體的建筑綜合體，能耗比擬高，相對(duì)的節(jié)能潛力也比擬大，Karagiorgas,Michaelis Tsoutsos, Theocharis Moia-Pol,等人針對(duì)希臘的一些具體典型意義的酒店，做了一個(gè)模型進(jìn)行模擬，他們?cè)谖闹?/p>

23、指出，為了更好的在就酒店設(shè)計(jì)過程中遵循節(jié)能和對(duì)環(huán)境更加友好這個(gè)理念，減少化石燃料的使用，針各種不同能耗類型的酒店這些酒店分布在山區(qū)，城鎮(zhèn)，沿海等各個(gè)地區(qū)，建立了一個(gè)完整的模型，該模型能模擬酒店各種能量的流入和能量的流出過程，并最終得出酒店的能耗。然后與實(shí)際耗能進(jìn)行了比照，在他們對(duì)希臘一個(gè)豪華酒店的模擬過程中，能耗計(jì)算能精確到平均一個(gè)午餐耗能5.5 kWh94 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀對(duì)地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行測(cè)試，是了解地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行與能耗情況的重要手段。到目前為止，有局部國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)地源熱泵系統(tǒng)在建筑中的運(yùn)行性能做了分析和相關(guān)調(diào)研，也有學(xué)者采用數(shù)值模擬方法和結(jié)合實(shí)際實(shí)驗(yàn)對(duì)地源熱泵的長(zhǎng)期性能進(jìn)行研究。但總

24、體來說研究較少，幾個(gè)國(guó)內(nèi)在監(jiān)測(cè)分析的事例如下。天津大學(xué)的王華軍10等人做了地源熱泵系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行特性的實(shí)驗(yàn)研究，針對(duì)一個(gè)3715 m2地源熱泵系統(tǒng)，進(jìn)行了系統(tǒng)運(yùn)行特性的長(zhǎng)期測(cè)試實(shí)驗(yàn)。結(jié)果說明，“長(zhǎng)期運(yùn)行條件下，熱泵機(jī)組平均COP分別為3.55(冬季)和2.80(夏季)，冬季工況和夏季工況的系統(tǒng)COP分別呈遞增和遞減趨勢(shì)，且變化規(guī)律可表述為指數(shù)形式。與冬季工況相比，夏季工況的系統(tǒng)COP波動(dòng)較大，而且在初始階段存在一個(gè)峰值。張樹信11等人測(cè)試了北京某寫字樓地源熱泵機(jī)組在不同供暖期的運(yùn)行參數(shù)，分析了熱泵機(jī)組運(yùn)行性能?！鞍l(fā)現(xiàn)熱泵機(jī)組的性能系數(shù)COP和系統(tǒng)能效比EER在不同供暖期相差較大;在埋管水流量、進(jìn)

25、出口水溫差相差不大的情況下，埋管水出口溫度經(jīng)過一個(gè)供暖期后降低了攝氏度;分析了產(chǎn)生的原因，并提出優(yōu)化地源熱泵設(shè)計(jì)的意見。與空氣源熱泵、鍋爐取暖進(jìn)行了比擬，證明了系統(tǒng)的節(jié)能性11。能耗模擬方面，自從 DeST發(fā)布正式版本以來，已有大量的專家學(xué)者采用該軟件進(jìn)行能耗模擬或者是能耗分析，最有影響力的當(dāng)屬國(guó)家游泳中心，國(guó)家大劇院的DeST模擬分析與輔助設(shè)計(jì)，一些高校的老師和學(xué)生利用 DeST做了一些較有特色的模擬，湖南大學(xué)的張國(guó)強(qiáng)、許艷12利用 DeST對(duì)長(zhǎng)沙建筑做了通風(fēng)方面的模擬，針對(duì)長(zhǎng)沙地區(qū)一棟辦公建筑，模擬在不同的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)(重型墻、輕型墻，保溫材料、普通材料)、變換窗戶面積、改變通風(fēng)時(shí)段、換氣

26、次數(shù)等各種條件對(duì)建筑蓄熱和夜間通風(fēng)技術(shù)效果的影響，通過對(duì)辦公建筑不同的換氣次數(shù)、窗墻比、通風(fēng)時(shí)間段、蓄熱體的實(shí)驗(yàn)和研究，分析了各種情況下最高溫度的降低、時(shí)間延遲以及溫度波動(dòng)幅度的變化，得出了較滿意的結(jié)論。山東建筑大學(xué)的張亞杰，尹綱領(lǐng)，李永安 13等人采用 DeST能耗模擬軟件，對(duì)濟(jì)南地區(qū)一標(biāo)準(zhǔn)房間在不同結(jié)構(gòu)和不同根底室溫，研究了不同圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)根底室溫的影響，并在此根底上提出了一些滿足舒適性要求的節(jié)能措施。趙峰，邵林廣利用 DeST對(duì)兩個(gè)應(yīng)用地下水源熱泵的工程進(jìn)行實(shí)例分析，并5 將地下水源熱泵與空氣源熱泵的耗電量進(jìn)行比擬，得出了水源熱泵夏天平均節(jié)能23.6%，全年平均節(jié)能 21.5%14的結(jié)論，

27、為用 DeST分析熱泵開辟了一條新途徑。本課題研究的具體內(nèi)容及意義本課題針對(duì)武漢清江花園這個(gè)實(shí)際工程，先用 BIN方法粗略的估算該工程的能耗，然后運(yùn)用DeST對(duì)清江花園小區(qū)進(jìn)行精確的能耗模擬，得出負(fù)荷和能耗，結(jié)合清江花園實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比擬分析，遵循建筑能耗控制的4個(gè)階段，規(guī)劃階段對(duì)應(yīng)本文BIN方法能耗估算，設(shè)計(jì)階段對(duì)應(yīng)本問的 DeST能耗模擬，施工階段，運(yùn)行與管理階段對(duì)應(yīng)本文地源熱泵運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè):1BIN方法階段：使用一種簡(jiǎn)潔，高效，不要求復(fù)雜建筑信息的能耗計(jì)算方法，來適應(yīng)建筑規(guī)劃階段的粗略能耗估算，本文采用了BIN方法。2DeST能耗模擬階段：為建筑設(shè)計(jì)階段提供一種比擬精確的，能得出整棟建

28、筑，各小房間以及各獨(dú)特功能房間的逐時(shí)負(fù)荷的復(fù)合模擬方法，便于較精確的設(shè)計(jì)房型，為建筑節(jié)能提供可靠的參考信息。3結(jié)合實(shí)際工程，對(duì)地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)測(cè)，利用現(xiàn)在較先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，以年為周期，逐時(shí)記錄建筑正常運(yùn)行時(shí)各種系統(tǒng)，各種設(shè)備，以及各種耗能效勞所消耗的能源，然后集中處理，找出建筑能耗的特點(diǎn)，并尋找可以改良的地方，到達(dá)建筑節(jié)能的目的。本課題以試驗(yàn)和仿真模擬為手段，其主要科學(xué)意義是1進(jìn)一步完善和推廣簡(jiǎn)單易用的能耗計(jì)算方法本文以 BIN方法為例2為綠色建筑系統(tǒng)評(píng)估提供更精確的計(jì)算機(jī)能耗模擬3為地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化高效運(yùn)行提供工具與根底數(shù)據(jù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)。通過本文的研究，作者希望對(duì)建筑測(cè)評(píng)和各種能耗計(jì)算

29、技術(shù)的研究，分析3種適合建筑在不同建設(shè)周期的能耗控制方法，希望能為建筑能效測(cè)評(píng)推廣起到積極的推動(dòng)作用，從而能在一定程度上緩解建筑耗能過大的壓力，減少對(duì)不可再生能源的依賴性，為推行可持續(xù)性開展戰(zhàn)略奉獻(xiàn)一份力量。6 2 BIN方法，DeST能耗模擬及運(yùn)行監(jiān)測(cè)的研究建筑能耗計(jì)算方法：現(xiàn)階段，建筑能耗的模擬方法有兩種，一種是運(yùn)用不穩(wěn)定傳熱理論根底上的軟件動(dòng)態(tài)模擬能耗及分析，另外一種是參考穩(wěn)定傳熱根底上的靜態(tài)能耗分析方法21。靜態(tài)處理方法主要有：度日數(shù)法，當(dāng)量峰值小時(shí)數(shù)法，設(shè)備滿負(fù)荷小時(shí)數(shù)法，BIN溫頻法，這些方法簡(jiǎn)單實(shí)用，上手方便，一般的設(shè)計(jì)計(jì)算人員和管理人員經(jīng)常采用，動(dòng)態(tài)能耗模擬方法對(duì)室內(nèi)各種能耗擾

30、量考慮比擬細(xì)，當(dāng)然得到的結(jié)果也相對(duì)準(zhǔn)確，利用計(jì)算機(jī)的虛擬性可以頻繁的改變室內(nèi)外參數(shù)來進(jìn)行動(dòng)態(tài)的負(fù)荷計(jì)算，以及對(duì)空調(diào)系統(tǒng)全年能耗進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算。能耗計(jì)算方法之 BIN法BIN法是一種比擬易用的能耗計(jì)算方法，它適合以室內(nèi)負(fù)荷占主導(dǎo)的建筑。且適用面比擬廣，可以用來計(jì)算空調(diào)供冷，也可以用來做采暖能耗分析，它在計(jì)算之前要先算出不同室外溫度下的瞬時(shí)能耗，然后再與不同溫度所對(duì)應(yīng)的小時(shí)數(shù)即一年當(dāng)中出現(xiàn)該溫度段的時(shí)間，單位為小時(shí)相乘，最后累加變成負(fù)荷，然后乘以不同溫頻段的小時(shí)數(shù)，累加后得到全年能耗22。頻率數(shù)一般根據(jù)當(dāng)?shù)?10-16年氣象站臺(tái)觀測(cè)到的記錄值的統(tǒng)計(jì)而得出。由于氣象參數(shù)的隨機(jī)性，為了方便統(tǒng)計(jì)出更符

31、合當(dāng)?shù)貙?shí)際值所需要的計(jì)算頻率數(shù)，經(jīng)常以典型氣象年23 (平均年)的實(shí)測(cè)氣象資料作為對(duì)象來統(tǒng)計(jì)頻率數(shù)。BIN法不僅能夠用于供熱、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)，對(duì)于分析熱泵系統(tǒng)一樣適用。通過對(duì)不同時(shí)期的室內(nèi)負(fù)荷的計(jì)算，亦可以得出空調(diào)系統(tǒng)隨時(shí)間的能耗狀況。BIN法是假設(shè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷(包括日射及傳熱負(fù)荷)與室外氣溫能成線性關(guān)系，并依此線性關(guān)系計(jì)算出不同溫度下的負(fù)荷并乘以該溫度段持續(xù)的時(shí)間，最后得出該溫度下的冷負(fù)荷、熱負(fù)荷。BIN法中的空調(diào)負(fù)荷主要由太陽(yáng)輻射負(fù)荷、熱傳導(dǎo)負(fù)荷、內(nèi)部負(fù)荷及新風(fēng)負(fù)荷四個(gè)局部組成。該方法還將供熱空調(diào)系統(tǒng)的主要設(shè)備能耗也計(jì)算在內(nèi)，BIN法的特點(diǎn)如下：1適用面較廣:BIN法可方便用于空調(diào)制冷，亦

32、可用于采暖能耗的分析；7 2使用簡(jiǎn)單方便:BIN法使用的是穩(wěn)定傳熱公式，上手快，使用方便；3BIN法比擬簡(jiǎn)潔，相對(duì)于我國(guó)的“冷負(fù)荷系數(shù)法，可減少許多參數(shù)的計(jì)算。氣象參數(shù)是影響建筑室內(nèi)熱環(huán)境和供暖空調(diào)能耗的一個(gè)主要因素，對(duì)于用 BIN法計(jì)算空調(diào)系統(tǒng)能耗而言，如果沒有逐時(shí)氣象資料，如室外干球溫度、相對(duì)濕度或含濕量等資料，那是不可能完成的。用 BIN法估算負(fù)荷需要以下幾個(gè)參數(shù)：室外干球溫度，相對(duì)濕度或含濕量，各溫度頻率。BIN法主要統(tǒng)計(jì)以下幾個(gè)空調(diào)負(fù)荷，透過玻璃窗戶的太陽(yáng)輻射負(fù)荷，墻體及窗戶的傳導(dǎo)負(fù)荷，內(nèi)部熱擾負(fù)荷及空調(diào)新風(fēng)負(fù)荷。為了更簡(jiǎn)單的計(jì)算， BIN法有個(gè)假設(shè)，所有的計(jì)算都是建立在該假設(shè)上的，

33、即假設(shè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的負(fù)荷和室外的干球溫度存在某種線性關(guān)系24，而內(nèi)部熱擾及新風(fēng)負(fù)荷那么采用的方法，計(jì)算中將會(huì)用到兩個(gè)比擬重要的參數(shù)，頂峰冷負(fù)荷溫度 Tpc及頂峰熱負(fù)荷溫度 Tph,即某地區(qū)最高溫度段最低溫度段的代表溫度。下面簡(jiǎn)要列出各種負(fù)荷的計(jì)算方法。太陽(yáng)輻射負(fù)荷nSCL=MSHGFi AGi SCi CLFTi FPS/(Ti Ak )(2.1)i1SCL平均透射負(fù)荷MSHGFi i方向的最大日射得熱因子，W/m；2AGi i方向的窗戶總面積；SXi i方向的遮陽(yáng)系數(shù)；CLFTi i方向的 24小時(shí)日射冷負(fù)荷系數(shù)之和；FPS月平均日照率；Ti 每晝夜空調(diào)運(yùn)行小時(shí)數(shù)，h；Ak 建筑空調(diào)面積；那么

34、SCL與室外干球溫度 T存在如下線性關(guān)系：SCL= SCL7 -SCL1T-Tph/Tpc -Tph+SCL1(2.2)8 熱傳導(dǎo)負(fù)荷墻體和窗戶的熱傳導(dǎo)負(fù)荷由兩局部組成，一局部是穩(wěn)定傳熱，一局部是不穩(wěn)定傳熱；1穩(wěn)定傳熱之溫差傳熱nCRFHi = Ai KiT-Tn/ Ak(2.3)i1CRFHi i時(shí)間溫差引起的傳熱負(fù)荷Ai -i外表的面積；W/m；2n總外表個(gè)數(shù)；Ki 外表傳熱系數(shù)；W/m2 oCT外界干球溫度； CoTn 空調(diào)設(shè)定溫度；oC2墻體，窗戶等通過日射引起的不穩(wěn)定傳熱局部nRSCDi =Ai Ki CLTDSKFPS/ Ak(2.4)i1RSCDi -日射傳導(dǎo)負(fù)荷；CLTDS日射

35、墻體引起的冷負(fù)荷溫差；K-修正系數(shù)；假設(shè)墻體負(fù)荷和室外溫度存在線性關(guān)系，那么RSCD= RSCD7 - RSCD1T-Tph/Tpc -Tph+ RSCD1(2.5)(2.6)內(nèi)部熱擾負(fù)荷NBFHn = Kc Fmax / AkNBFHn -內(nèi)部熱擾；Kc -內(nèi)部熱擾同時(shí)使用系數(shù)；Fmax -內(nèi)部熱擾的最大功率；9 新風(fēng)負(fù)荷新風(fēng)顯熱負(fù)荷與新風(fēng)潛熱負(fù)荷XFx T-Tn/ AkXFq d-dn/ AkFxf = Fx + Fq；(2.7)(2.8)Fxf -新風(fēng)負(fù)荷；V新風(fēng)量；dn -空調(diào)設(shè)計(jì)的含濕量；d外界含濕量；將上述各種負(fù)荷相加后得到建筑物空調(diào)在各溫頻段的能耗，再將結(jié)果乘以各溫頻段對(duì)應(yīng)的持續(xù)

36、時(shí)間，累加后便可以得到該建筑空調(diào)系統(tǒng)全年的冷熱耗量。能耗模擬與 DeST介紹目前世界上許多興旺國(guó)家開發(fā)出不同特點(diǎn)的能耗模擬軟件，比擬有代表性的有DOE-2，Energy_plus25等，應(yīng)用的對(duì)象包括酒店26 29，住宅27，公共建筑30 33，系統(tǒng)能耗優(yōu)化28，復(fù)合建筑 31 32等。 DeST在國(guó)內(nèi)有相當(dāng)?shù)挠绊懥Α?DeST是模擬建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境及采暖通風(fēng)空調(diào)制冷系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程的模擬軟件，該軟件由清華大學(xué)從1980年開始研發(fā)，集成了日照采光，自然通風(fēng)，室內(nèi)溫濕度，空調(diào)負(fù)荷，空調(diào)系統(tǒng)及設(shè)備模擬等多項(xiàng)模擬技術(shù)34，是國(guó)內(nèi)較流行的能耗模擬軟件，DeST可用于建筑能耗模擬和環(huán)境控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)校核，起

37、到提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、保證設(shè)計(jì)可靠性和降低系統(tǒng)能源消耗的作用。DeST-h的根本算法是基于清華大學(xué)江億院士提出的用于分析建筑熱狀況的狀態(tài)空間法35，該算法是對(duì)建筑各個(gè)熱工部件建立熱平衡的根底上，在空間上將其離散，時(shí)間上保持連續(xù)的一種求解方法。通過該算法，可以對(duì)建筑的熱狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，反映出建筑熱狀況隨時(shí)間的變化情況。DeST有以下用途：1擬分析輔助建筑設(shè)計(jì)，即應(yīng)用DeST的模擬分析功能輔助進(jìn)行方案的分析和設(shè)計(jì)。2公共建筑節(jié)能評(píng)審，即依據(jù)?公共建筑節(jié)能評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)?，采用DeST模擬軟件對(duì)10 新建建筑進(jìn)行節(jié)能評(píng)審，減少和防止由于設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致的高能耗，同時(shí)亦可用于新開發(fā)公共建筑的投標(biāo)，對(duì)于節(jié)能評(píng)審不通過

38、者，不予標(biāo)地。3住宅建筑能耗標(biāo)識(shí)，“住宅能耗標(biāo)示體系是利用DeST模擬軟件計(jì)算出新建商品住宅中每戶的熱環(huán)境指標(biāo)空調(diào)能耗，溫度指標(biāo)等，將其標(biāo)示于售樓書上供購(gòu)房者參考，使購(gòu)房者認(rèn)識(shí)節(jié)能與自身健康舒適，經(jīng)濟(jì)利益密切相關(guān)。這也是以后能耗模擬的主要應(yīng)用方向。地源熱泵運(yùn)行監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)處理運(yùn)行監(jiān)測(cè)起步較早，數(shù)據(jù)處理方法也多種多樣36 37。本文使用的數(shù)據(jù)均是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，再對(duì)數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算處理最終獲得地源熱泵系統(tǒng)的能效比 39管取熱量以及地下土壤溫度的變化。、供熱量、單位埋測(cè)試時(shí)間：2007年 8月 20日至 2021年 3月 20日用戶側(cè)的供熱量的計(jì)算Q1 1V1CP1(Tout1 Tin1)(2.9)符號(hào)意義：

39、Q1-用戶側(cè)獲得的供熱供冷量，單位 k；1 -供回水的密度，單位kg / mV1-用戶側(cè)的體積流量，單位mCP1-供回水的比容，單位 J / kg.；33/ s；C；oTin1,Tout1-機(jī)組末端側(cè)進(jìn)出口水溫，單位 oC；埋管側(cè)取熱量Q2 2V2CP2(Tout2 Tin2)(3.0)符號(hào)意義：11 Q2 -土壤取熱量，單位 k；2 -埋管側(cè)供回水密度，單位kg / m；3V2 -埋管側(cè)供回水體積流量，單位mCP2 -埋管側(cè)供回水的比容，單位 J / kg.Tin2,Tout2 -埋管的進(jìn)、出口水的溫度，單位 oC；機(jī)組的性能系數(shù)/ s；3oC；COP1 QP11(3.1)符號(hào)意義：COP1

40、-地源熱泵機(jī)組的性能系數(shù)；P1-整個(gè)空調(diào)機(jī)組的輸入功率，單位 k；地源熱泵系統(tǒng)的性能系數(shù)Q1P1 P2COP2 P3(3.2)符號(hào)意義：COP2 -地源熱泵的性能系數(shù)；P2 -水泵的運(yùn)行功率，單位 k；P3 -用戶末端使用功率，單位 k；P P P+ + 3之和是系統(tǒng)消耗的總功率，包括以下幾個(gè)局部：空調(diào)主機(jī)功耗、水泵功21耗、風(fēng)機(jī)盤管末端功耗，均由查看電表獲得其中末端并未真正計(jì)量，而是由總用戶末端功率與使用時(shí)間計(jì)算獲得。供熱量、取熱量以及耗電量等根本平衡，其中出現(xiàn)的較小誤差應(yīng)該由散熱損失已經(jīng)測(cè)量?jī)x表誤差導(dǎo)致。不影響大局及相對(duì)的準(zhǔn)確性。12 本章小結(jié)本章主要介紹了三種負(fù)荷獲得手段的根本原理及操作

41、方法，其中 BIN方法主要是理論介紹，關(guān)鍵在于如何獲得當(dāng)?shù)貧庀髤?shù)及溫頻的劃分，所需要的其他條件都相對(duì)容易獲得，所得的結(jié)果也僅僅是建筑的全年負(fù)荷及能耗，模擬方面那么主要介紹了 DeST的一些特性以及 DeST的各種用途，以及強(qiáng)調(diào)了該軟件在綠色建筑方面的巨大用途，而監(jiān)測(cè)方面那么詳細(xì)的介紹了數(shù)據(jù)的處理方法，其中包括用戶測(cè)供熱量的計(jì)算，埋管側(cè)取熱的計(jì)算，機(jī)組性能系數(shù)的的獲得，以及最終能耗和地源熱泵系統(tǒng)性能系數(shù)的獲得方法。13 3 三種能耗模擬方式的具體實(shí)現(xiàn)與比照3.1 BIN法能耗計(jì)算要實(shí)現(xiàn) BIN法的計(jì)算，首先了解工程的具體情況，本文要模擬的對(duì)象如下：清江花園小區(qū)位于武漢市武昌中南三路，總建筑面積

42、 38000m2，為前后兩棟小高層住宅，中間為小區(qū)花園，花園下為地下車庫(kù)，共計(jì) 200套高檔公寓40?？照{(diào)運(yùn)行的條件為，當(dāng)溫度大于 26度時(shí)開啟制冷，當(dāng)溫度低于 10度時(shí)開啟采暖20，該建筑空調(diào)面積一號(hào)樓約為 10000 m2，二號(hào)樓約為 14000 m2，由于是住宅小區(qū)，運(yùn)行時(shí)間按三班制，即除開工作時(shí)間的其他時(shí)間均為空調(diào)時(shí)間，具體工況如下：1室內(nèi)設(shè)計(jì)條件： “夏天住宅設(shè)計(jì)溫度為 26，設(shè)計(jì)相對(duì)濕度為 60%，冬季住宅設(shè)計(jì)溫度為 18，設(shè)計(jì)相對(duì)濕度為 40% 20，每人新風(fēng)量為 30m3/h，一號(hào)樓按每戶 4人考慮到有的是三口之家，有的是 5口之家，均值算，標(biāo)準(zhǔn)層每層 6戶。2圍護(hù)結(jié)構(gòu)：外墻材

43、料為 240mm黏土多孔磚，外貼瓷磚，內(nèi)刷白粉，傳熱系數(shù) 1.14w/ (m2.k)，屋面為普通混泥土保溫屋面，厚 200mm，傳熱系數(shù) 1.074 w/ (m2.k),窗戶為單層 6mm玻璃窗，窗內(nèi)掛了窗簾，遮陽(yáng)系數(shù) ，傳熱系數(shù) 5.7 w/ (m2.k),一號(hào)樓朝北窗戶 1620m2，朝南窗戶 1080m2，無(wú)東西方向窗戶。外墻面積為 9462 m2，屋頂為 910 m23人員新風(fēng)統(tǒng)計(jì)：按每戶 4人計(jì)算，每層 6戶，每層為 24人，總共 19層，折合 18個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層，那么總?cè)藬?shù)為 432人，總新風(fēng)量為 432*30=12960 m3/h。4室內(nèi)熱擾：設(shè)備，照明等按 10 w/ m2算，同時(shí)使

44、用系數(shù)為 。5其他熱擾：其他方面熱擾較小，在此次計(jì)算中不考慮。武漢地區(qū) BIN氣象資料按照 2的 BIN區(qū)間劃分溫度，武漢地區(qū)三班制 BIN圖，如表 所示。14 表 武漢地區(qū)分時(shí)間段 BIN參數(shù)溫度1_4時(shí)段5_8時(shí)段9_12時(shí)段13_16時(shí)段17_20時(shí)段21_24時(shí)段濕球溫度-4-20013621009212893679077891099386125118107110103000001-3259510790104798767739610388921231198919333768394976473839965791101039212290692231430627711462716988898

45、583110121899710170251345711051197065987381959495104107948238104497801251046681709010095889913210479424658101214161820222426283032343625001000對(duì)表 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)于住宅小區(qū)，我們可以剔除 9點(diǎn)到 12點(diǎn)以及 13點(diǎn)到 16點(diǎn)兩個(gè)階段，這兩個(gè)時(shí)間段為上班或上學(xué)時(shí)間，可認(rèn)為此時(shí)是非空調(diào)期，在武漢地區(qū)假設(shè)室外溫度低于 10那么進(jìn)行采暖，那么除上班時(shí)間段以外的其他時(shí)間段全年采暖時(shí)間為 2083小時(shí)。如果在室外溫度高于 26開啟制冷，同樣剔除 2個(gè)工作時(shí)間段，那么全年

46、制冷時(shí)間為 1663小時(shí)。能耗計(jì)算1用第二章 節(jié)所介紹的 BIN法展開計(jì)算，首先根據(jù) 公式nSCL=MSHGFi AGi SCi CLFTi FPS/(Ti Ak )i1計(jì)算SCL1以及SCL7，對(duì)于朝南方向：查得表及修正得武漢地區(qū)最大日射得熱因子為 168.15 W/m，2武漢地區(qū) 7月的 24小時(shí)日射冷負(fù)荷系數(shù)之和為 41對(duì)于朝北方向：查得表及修正得武漢地區(qū)最大日射得熱因子為 m，武2漢地區(qū) 7月的 24小時(shí)日射冷負(fù)荷系數(shù)之和為 41武漢 7月平均日照率取 ；一月平均日照率為 。查表得武漢地區(qū) 7月15 MSHGFi CLFTi =1290，一月MSHGFi CLFTi =158042。窗

47、戶穩(wěn)定傳熱之溫差傳熱:SCL7 =27001290m2。SCL1 =27001580m根據(jù)公式 得2SCL=T+3/37+3+10.32=0.048T+10.46;(3.1)2墻體的熱傳導(dǎo)負(fù)荷：根據(jù)公式 ，且外墻面積為 9462 m2，屋頂為 910 m2nCRFH7 =CRFH1 = Ai KiT-Tn/ Ak ； Ai KiT-Tn/ Ak ；(3.2)(3.3)i1ni1屋頂傳熱：用式 計(jì)算屋面上的日射引起的不穩(wěn)定傳熱負(fù)荷。查的武漢地區(qū) 7月份和 1月份日射形成的屋面冷負(fù)荷溫差 CLTDS分別為 和 42。外表顏色的修正系數(shù) K取 1，經(jīng)查表的七月的日照率為 ，一月的日照率為 42。nR

48、SCDi =Ai Ki CLTDSKFPS/ Aki1RSCD1=9101m2RSCD7 =9101m2那么根據(jù)假設(shè)所得熱射傳導(dǎo)與溫度的線性關(guān)系43，再參考 得到RSCD=T+3/37+3+0.17=0.016T+0.22;3計(jì)算內(nèi)部負(fù)荷(3.4)照明設(shè)備負(fù)荷為 10 W/m人體負(fù)荷：全樓估算是 432人，平均每人散熱 134W，根據(jù)公式 得134432/10000=5.79 W/m累計(jì)內(nèi)部負(fù)荷 NBFH =7+5.79=12.79 W/m，同時(shí)使用系數(shù)為 ，所以的負(fù)荷 7 W/m2 22。2。4計(jì)算新風(fēng)負(fù)荷：由上面的條件可知一號(hào)樓總?cè)藬?shù)為 432人，總新風(fēng)量為432*30=12960 m3/

49、h，由溫度 26度，相對(duì)濕度 60%對(duì)應(yīng)的dn =12.6 g/ KG.干空氣)，而溫度 18度相對(duì)濕度為 40%時(shí)， dn =5.1 g/ KG.干空氣)41。16 將數(shù)據(jù)分別代入 和 ，得新風(fēng)的顯熱負(fù)荷,潛熱負(fù)荷，顯冷負(fù)荷及潛冷負(fù)荷，各負(fù)荷計(jì)算公式如下XFXR ；XFQR ；XFXL ；XFQL ；(3.5)(3.6)(3.7)(3.8)空調(diào)系統(tǒng)能耗計(jì)算，夏天耗冷量由公式 疊加得到(3.9)根據(jù)公式 以及溫頻表，計(jì)算冷負(fù)荷，如表 所示。表 一號(hào)樓冷耗量指標(biāo)溫度26283032343638溫頻47340720389391011222顯冷負(fù)荷顯冷量含濕量135潛冷負(fù)荷潛冷量冷負(fù)荷冷耗量合計(jì)由表

50、 可以得出，最終冷負(fù)荷指標(biāo)為 kW.h / m ,2熱負(fù)荷的計(jì)算：由前面的描述可知，只要疊加(3.1),(3.3),(3.4),(3.5)幾個(gè)公式可以得到冬天顯熱耗熱量，DHL=1.86T-21.77,潛熱耗熱量根據(jù) (3.6)，代入溫頻數(shù)據(jù)，如表 所示，內(nèi)部負(fù)荷未計(jì)入。表 一號(hào)樓熱耗量指標(biāo)溫度-4-20246810合計(jì)溫頻1392143493334623952902083顯熱負(fù)荷顯熱量含濕量潛熱負(fù)荷潛熱量熱負(fù)荷熱耗量17 由表 可知最終得到的累計(jì)耗熱指標(biāo)為 kW.h / m。2二號(hào)樓工況與一號(hào)樓根本相同，參數(shù)如下：1室內(nèi)設(shè)計(jì)條件：夏天住宅設(shè)計(jì)溫度為 26，設(shè)計(jì)相對(duì)濕度為 60%，冬季住宅設(shè)計(jì)

51、溫度為 18，設(shè)計(jì)相對(duì)濕度為 40%，每人新風(fēng)量為 30m3/h，二號(hào)樓按每戶 5人二號(hào)樓是四室一廳，面積比擬大，平均 5人每戶應(yīng)該是比擬適宜的，標(biāo)準(zhǔn)層每層 6戶。2圍護(hù)結(jié)構(gòu)：外墻為 240mm黏土多孔磚，外貼瓷磚，內(nèi)刷白粉，傳熱系數(shù)1.14w/ (m2.k)，屋面為普通混泥土保溫屋面，厚 200mm，傳熱系數(shù) 1.074 w/ (m2.k),窗戶為單層 6mm玻璃窗，窗內(nèi)掛了窗簾，遮陽(yáng)系數(shù) ，傳熱系數(shù) 5.7 w/ (m2.k),二號(hào)樓朝北窗戶 1606m2，朝南窗戶 1757m2，無(wú)東西方向窗戶。外墻面積為 10920 m2，屋頂面積為 980 m2。3人員新風(fēng)統(tǒng)計(jì)：按每戶 5人計(jì)算，每層

52、 6戶，每層為 30人，總共 17層，那么總?cè)藬?shù)為 510人，總新風(fēng)量為 510*30=15300 m3/h。4室內(nèi)熱擾：設(shè)備，照明等按 10 w/ m2算，同時(shí)使用系數(shù)為 。5其他熱擾：其他方面熱擾較小，在此次計(jì)算中不考慮。二號(hào)樓具體計(jì)算同一號(hào)樓，如表 ，表 所示。表 二號(hào)樓冷耗量指標(biāo)溫度26溫頻47340720389顯冷負(fù)荷顯冷量含濕量135潛冷負(fù)荷潛冷量冷負(fù)荷冷耗量28303234393610381合計(jì)1222由表 可知 2號(hào)樓夏天耗冷量最終冷負(fù)荷指標(biāo)為 kW.h / m。218 表 二號(hào)樓熱耗量指標(biāo)溫度-4溫頻1顯熱負(fù)荷顯熱量含濕量潛熱負(fù)荷潛熱量熱負(fù)荷熱耗量-2390214349333

53、4623952902083246810合計(jì)由表 可知 2號(hào)樓冬天耗熱量指標(biāo)為 kW.h / m2本章小結(jié)：由表(3.2)和表(3.4)可以看出，夏天最大耗冷量出現(xiàn)在室外溫度干球溫度 26到 28之間，由表(3.3)和表(3.5)可以看出冬天最大耗熱量出現(xiàn)在室外干球溫度為 2這個(gè)溫度段，最高能耗并不出現(xiàn)在最熱時(shí)間或那么最冷時(shí)間段，也不出現(xiàn)在頻度最高的時(shí)間段，既然能得出耗能最多的溫度段，也知道該狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的機(jī)組功率，那么在機(jī)組選型的時(shí)候又多了一個(gè)參考的標(biāo)準(zhǔn)，如果把機(jī)組的最正確工況選在對(duì)應(yīng)的的耗能最多溫度段，能到達(dá)節(jié)能的效果。3.2 DeST能耗模擬清江花園概況清江花園小區(qū)坐落于武漢市武昌中南三路，

54、是典型的高層住宅建筑，一號(hào)樓達(dá)到 19層，占地面積約為 38000m，主體建筑包括兩棟小高層住宅，小區(qū)內(nèi)設(shè)有花2園，花園底下設(shè)有地下車庫(kù)，合計(jì) 200多套高檔公寓?？照{(diào)系統(tǒng)采用地源熱泵，系統(tǒng)主要為住宅集中提供冷(熱)中央空調(diào)和生活熱水。地源熱泵系統(tǒng)采用地埋管式。地源熱泵布局如下，U型地埋管位于地下車庫(kù)的底部，而空調(diào)機(jī)房那么設(shè)在地下車庫(kù)的設(shè)備間。各個(gè)房間采用能夠獨(dú)立控制的風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)。水系統(tǒng)那么采用雙管同程制。每家每戶都有一套獨(dú)立的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。采用了帶熱回收的地源熱泵機(jī)組，本系統(tǒng)還有一個(gè)獨(dú)特的地方，夏天可以回收制冷機(jī)的冷凝廢熱來制取具有相當(dāng)溫度的生活用溫水。DeST模擬的對(duì)象主要是兩棟高樓，即一號(hào)

55、樓與二號(hào)樓，一號(hào)樓是個(gè)組合樓，由19 3個(gè)相似的單元由東向西排列在一起，總共 19層，標(biāo)準(zhǔn)層每層 6戶人家，2到 17層為標(biāo)準(zhǔn)層，二號(hào)樓亦為多個(gè)單元的組合樓，戶型和一號(hào)樓稍有不同，二號(hào)樓，如圖 所示。圖 二號(hào)樓戶型模型建立DeST是在 AUTOCAD的根底上開發(fā)的軟件，所以 DeST模型的建立也容易掌握，根本和 CAD的制圖一樣，只要在 DeST的界面上完整描述出所有和能耗有關(guān)的建筑構(gòu)件即可，根本操做界面，如圖 所示。菜單工具欄屬性工具欄活動(dòng)樓層控制主視窗命令欄狀態(tài)欄圖 3.2 DeST操作界面20 菜單管理任務(wù)的地方，包括工程管理，建筑描述，建筑編輯，系統(tǒng)描述，設(shè)置，模擬計(jì)算，顯示，建筑構(gòu)件

56、，幫助等按鍵，都對(duì)應(yīng)相應(yīng)的功能，這個(gè)是 DeST的比擬獨(dú)特的地方，以下詳細(xì)介紹：工程管理菜單包含：新建，保存，打印等；建筑描述是一個(gè)重要的功能：如建立樓層，繪制維護(hù)結(jié)構(gòu)墻體，門，窗戶，以及增加熱擾；建筑編輯包含：對(duì)當(dāng)前圖形設(shè)定參數(shù)的編輯功能，如改變樓層高度等；模擬計(jì)算包含：各種計(jì)算操作所需的命令，如建筑室溫計(jì)算，住宅負(fù)荷分析，系統(tǒng)方案分析，空氣處理室模擬等；建筑構(gòu)件包含：修改、添加建筑構(gòu)件庫(kù)，包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)、門窗、窗簾、遮陽(yáng)等，并可從其他建筑圖中導(dǎo)入構(gòu)件庫(kù)；上面幾個(gè)都是能耗模擬中比擬常用的命令，其他的幾個(gè)菜單同理。工具欄：提供具體的操作選項(xiàng)，如復(fù)制，粘貼，剪切等屬性欄：操作界面左上第二個(gè)說明框所

57、指，是一個(gè)方便使用者查看建筑構(gòu)件屬性的文本圖框?；顒?dòng)樓層控制器：一個(gè)能讓使用者在各樓層方便切換的文本操作框，在高層的能耗模擬中有很大的作用。開始建立模型，以一號(hào)樓為例，新建工程新建建筑輸入建筑名稱“清江花園一號(hào)樓 建立樓層設(shè)定層高“3m,然后畫模型，先把外圍護(hù)結(jié)構(gòu)畫出，然后參加門窗，一號(hào)樓一層畫好為了不會(huì)溢出，已經(jīng)簡(jiǎn)化了一些圍護(hù)結(jié)構(gòu)門窗后，如圖 所示。畫好根本圍護(hù)結(jié)構(gòu)后開始設(shè)定各房間的功能，一般住宅有以下集中類型的房間，主臥室，次臥室，起居室，廚房，衛(wèi)生間，空房間，如果有些特殊的房間還可以自己定義，房間功能主要是確定房間的熱擾，包括以下幾個(gè)方面：人員熱擾，燈光熱擾，設(shè)備熱擾及空調(diào)作息時(shí)間，除了

58、維護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷，其他負(fù)荷根本都被房間功能決定了，清江花園一號(hào)樓的戶型為三室一廳一廚兩衛(wèi)，其中三室分為一個(gè)主臥室，兩個(gè)次臥室，各房間設(shè)定，如圖 所示。21 圖 一號(hào)樓門窗圖次臥室主臥室圖 一號(hào)樓房間功能設(shè)定22 當(dāng)把第一層建模完畢之后，如果是標(biāo)準(zhǔn)層，那么可以直接點(diǎn)擊復(fù)制樓層命令，系統(tǒng)那么會(huì)使用已有的樓層框架在標(biāo)準(zhǔn)層之上再建立一個(gè)樓層，可以自行設(shè)置層高等各層獨(dú)有的特性，當(dāng)然各標(biāo)準(zhǔn)層的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，門，窗戶，陽(yáng)臺(tái)根本都是一樣的，清江花園一號(hào)樓的 2到 17層都是標(biāo)準(zhǔn)層，所以可以較快的直接畫到 17層，當(dāng)然復(fù)制的過程有可能出現(xiàn)樓層房間功能補(bǔ)對(duì)應(yīng)的情況，要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，當(dāng)把所有的標(biāo)準(zhǔn)層畫完時(shí)，應(yīng)該回頭檢查各層的

59、設(shè)計(jì)，有些樓層如果有獨(dú)特的地方，應(yīng)當(dāng)加以調(diào)整，直到完全符合建筑的原始設(shè)計(jì)意圖。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)層處理完畢時(shí)，就該處理頂層了，頂層一般不同于標(biāo)準(zhǔn)層，有獨(dú)特的屋頂，有的還有樓閣，清江花園一號(hào)樓的 18層，19層均為非標(biāo)準(zhǔn)層，是一個(gè)漸縮型的屋頂構(gòu)造，19層比 18層還小，呈錐型，頂層一般都是中軸線對(duì)齊的，而不是以 X-Y坐標(biāo)平面原點(diǎn)對(duì)齊，建摸的時(shí)候要特別注意，否那么建出了中空樓層必定出錯(cuò)，處理頂層之后，得到建筑的根本模型，一號(hào)樓模型，如圖 3.5(a)所示，實(shí)際效果圖，如圖3.5(b)所示。圖 3.5(a)一號(hào)樓 DeST所得模型23 圖 3.5(b)一號(hào)樓效果圖全局設(shè)定：模型建立完畢后，進(jìn)行建筑所屬地區(qū)和朝

60、向的設(shè)置，點(diǎn)開屬性工具欄，然后選取建筑圖形左下腳的指北針，再選取城市欄然后修改，這個(gè)比擬關(guān)鍵，假設(shè)地區(qū)選錯(cuò)，負(fù)荷偏差相當(dāng)遠(yuǎn)，選擇所屬地區(qū)及朝向，如圖 所示。朝向欄城市欄指北針圖 設(shè)定區(qū)域和朝向24 還有較多的負(fù)荷元素需要參加，如通風(fēng)，由于小區(qū)住宅一般沒有使用復(fù)雜的通風(fēng)技術(shù)，在一般的 DeST模擬中只要設(shè)置自動(dòng)通風(fēng)就行了然后圍護(hù)結(jié)構(gòu)及外墻的各項(xiàng)負(fù)荷屬性也需設(shè)置，如果使用的墻體是比擬通行的，一般可以在材料庫(kù)中直接選取，門和窗戶的設(shè)置同理，全局設(shè)定，如圖 所示。各種全局設(shè)定圖 建筑全局設(shè)定然后可以進(jìn)行預(yù)處理，如圖 所示。預(yù)處理命令圖 建筑預(yù)處理25 模擬處理完畢，假設(shè)未出現(xiàn)異常，那么可以開始模擬負(fù)荷