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高层办公建筑空调设计冷负荷与全年耗冷量模拟分析

来源:飒榕旅游知识分享网
高层办公建筑空调设计冷负荷与全年耗冷量模拟分析 表5 上海分内外区/不分内外区空调系统模拟结果 全年耗冷量 (kWh/·m2·a) 实际设计冷理论峰值冷负荷 (W/m2) 负荷 (W/m2) 供冷时数 (h/a) 定新风 焓控新风 温控新风 试 验 号 焓控新温控新各种新风方各种新风方定新风 风 风 式 式 1 154/145 124/126 127/129 139.3/147.5 154.8/163.9 2610/1764 1737/1379 1737/1379 2 207/201 177/179 181/183 209.8/222.4 233.1/247.1 2610/1731 1737/1374 1737/1374 3 124/110 90/89 100/96 107.8/113.3 115.8/122.2 2610/1654 1738/1214 1738/1214 4 154/153 127/133 131/137 142.8/156.1 158.7/172.3 2610/1761 1738/1339 1738/1339 5 208/192 148/148 163/160 164.8/173.0 180.3/192.2 2610/2007 1738/1353 1738/1353 6 169/159 127/131 138/138 153.7/170.4 168.5/184.3 2610/1669 1738/1211 1738/1211 7 107/94 85/83 91/87 110.5/118.2 122.8/131.3 2610/1433 1738/1161 1738/1161 8 187/178 155/154 165/162 196.4/204.2 218.2/226.9 2610/1693 1738/1319 1738/1319 9 192/171 139/143 148/149 148.5/163.8 157.1/172.7 2610/1813 1737/1313 1737/1313 10 155/157 125/131 132/137 167.5/188.2 184.2/204.7 2610/1476 1738/1114 1738/1114 11 171/165 123/125 131/132 123.0/128.8 131.1/137.1 2610/2269 1737/1448 1737/1448 12 204/204 174/180 177/183 204.7/220.0 227.4/244.5 2607/1810 1737/1395 1737/1395 平169/161 133/135 140/141 155.7/167.2 171.0/183.3 2610/1757 1738/1302 1738/1302 均 表3~表5中的模拟结果可供统计分析,同时,还可供工程设计参考之用。

将各都市分内外区与否对应的两个多算例的平均“设计冷负荷”再作平均,所得数值确实是某都市的设计冷负荷的统计估算值,哈尔滨、北京、上海三都市分别为138.3W/m2,143.9W/m2,161.4W/m2。焓控新风方式下全年耗冷量统计估算值分别为79.5kWh/(m2·a),114.5kWh/(m2·a),134.0kWh/(m2·a)。 需要指出的是:全年耗冷量、设计冷负荷、峰值冷负荷这三个指标是按单位空调面积给出的,若要改用单位建筑面积给出,由于本文设定的非空调面积比为25%,则以上三个指标都要乘以系数0.75。

表中给出的各项指标是在理想的设定下得出的,实际运行治理中较少符合这种理想设定。具体应用时要依照专业知识对报表的有关指标酌情作一些变动。如模拟运算时,设定人员密度、照明散热量、设备散热量在工作时刻内不随时刻变化、保持稳固,实际使用中是有较大变动的;模拟运算时设定100%使用空调面积,实际上空调空间的使用率(或出租率)不可能一直坚持在100%;模拟运算时设定工作时刻内空调系统总是开机,总是保证设定的最小新风量,实际使用中业主专门可能为了减少运行费用而少开机、关小新风阀。考虑到空调空间的出租率、空调系统的开机率这两个阻碍较大的因素,一样来说模拟指标要作相应处理后应用。 3 模拟结果分析

本文的正交试验设计中,关于分内外区与不分内外区两种情形,除了建筑面积不一致外,相同试验号的其他共有因素的取值完全一致,故我们可对是否分内外区的阻碍进行分析。同理我们也将对地区、新风方式对模拟结果的阻碍进行分析。

剩下的阻碍负荷的11个因素是作为因子安排在正交表中的;这些因素各自的阻碍程度可通过设计更多次数的、且考虑交互作用的正交表来模拟运算,最后对模拟结果进行正交方差分析考察得出;限于篇幅,本文不作研究。 3.1 分内外区的阻碍

由模拟结果可知,各都市分内外区时的供冷时数都大于不分内外区的数值,这是因为分内外区设置空调系统时,当外区在过渡季已不需供冷时,内区一样仍需较长时刻的小负荷供冷。

各都市不分内外区的设计冷负荷(或峰值冷负荷)都大于分内外区的数值,这是因为标准层面积较小的建筑不分内外区,因此围护结构负荷占总负荷的比例较大。

各都市是否分内外区时的全年耗冷量大小没有规律。从耗冷量最小的焓控新风方式来看,分内外区时的全年耗冷量总体上要少一些。

3.2 气候条件的阻碍

由于气候条件的不同,3都市在相同试验条件下得到的结果也不同,运算其之比(不同都市的供冷时数之比意义不大,不考虑),再把12个试验的模拟结果之比作平均(不同于对表3~表5中列出的“平均”项再作有关比值处理,下同),所得的结果具有统计性、代表性,可使设计人员对都市(可代表不同建筑热工分区)间差异有一个宏观上的数量概念,见表6。

表6 不同都市空调系统模拟结果平均比值 全年耗冷量之比 设计冷负峰值冷负荷之比 荷之比 定新焓控温控各种新风各种新风方式 104% 方式 104% 风 新风 新风 129% 145% 145% 分内哈尔滨 外区 上海/136% 173% 172% 哈尔滨 132% 144% 143% 哈尔滨 128% 165% 161% 哈尔滨 上海/北京/北京/116% 114% 不分内外区 104% 104% 117% 116% 3.3 新风方式的阻碍

由模拟结果可知,各种新风方式下的设计冷负荷或峰值冷负荷是完全相同的。这是因为新风方式不同要紧阻碍过渡季负荷,而设计冷负荷或峰值冷负荷一样都发生在最热月。焓控和温控两种新风方式下的全年供冷时数几乎完全相同,而且这两种新风方式下的供冷时数都比定新风方式下的供冷时数少得多。

与气候条件的阻碍一样,可求出不同新风方式下模拟结果平均比值,见表7。

表7 不同新风方式下模拟结果平均比值 分内外区空调系统 不分内外区空调系统 都全年耗冷量供冷时数之全年耗冷量供冷时数之市 之比 比 之比 比 焓/定 温/定 焓/定 温/定 焓/定 温/定 焓/定 温/定 哈尔61.7% 65.6% 53.2% 53.2% 64.9% 69.7% 63.2% 63.2% 滨 北68.6% 73.5% 58.9% 58.9% 70.9% 75.9% 63.7% 63.6% 京 上78.4% 82.9% 66.6% 66.6% 84.1% 87.8% 74.6% 74.5% 海 注:“焓”、“温”、“定”分别指“焓控新风”、“温控新风”、“定新风” 考察表7,能够进一步得出以下结论:

①定新风方式下的全年耗冷量最大,而焓控新风要略小于温控新风,说明焓控新风方式最为节能。

②与不分内外区相比,分内外区的空调系统在过渡季大量使用新风更能减少耗冷量与供冷时数。

③采纳焓控新风与温控新风时,哈尔滨空调系统全年耗冷量、供冷时数减小得最多,而上海则最少。 4 结论

本文对高层办公建筑空调设计冷负荷与全年耗冷量等进行了模拟分析,得到了如下结论。

①哈尔滨、北京、上海三都市的设计冷负荷统计估算值分别为138.3W/m2, 143.9W/m2, 161.4W/m2;焓控新风方式下全年耗冷量统计估算值分别为79.5kWh/(m2·a),114.5kWh/(m2·a),134.0kWh/(m2·a)。

②分内外区与采纳不同的新风操纵方式对设计冷负荷与全年耗冷量的阻碍是:

(a)分内外区时供冷时数大于不分内外区时的,设计冷负荷小于不分内外区时的;

(b)定新风方式下全年耗冷量比全新风方式(焓控、温控)时大专门多;焓控新风方式最为节能;

(c)分内外区的空调系统在过渡季大量使用新风较不分内外区系统更能减少耗冷量与供冷时数;

(d)与采纳定新风相比,采纳焓控新风与温控新风时,在哈尔滨、北京、上海三都市中,哈尔滨空调系统全年耗冷量、供冷时数减小得最多,而上海则最少。 参考文献:

[1] 翁如璧.现代办公楼设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1995.53~56

[2] Lawrence Berkeley Laboratory, University of California Berkeley. DOE-2 BASICS[M]. May 1994

[3] 关颖男,施大德.试验设计方法入门[M].北京:冶金工业出版社,1985

[4] 管厚林,赵加宁.高层办公建筑空调冷负荷率分布阻碍因素研究[J].哈尔滨工业大学学报,2004,36(5):688~692

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