一種辦公室內部冷負荷的計算方法技術

本發(fā)明專利技術公開一種辦公室內部冷負荷的計算方法，包括步驟(1)建立人員在室率逐時變化模型；步驟(2)建立設備冷負荷逐時變化模型；步驟(3)建立人員冷負荷逐時變化模型；步驟(4)建立照明冷負荷逐時變化模型；步驟(5)將設備逐時冷負荷、照明逐時冷負荷、人員逐時冷負荷相加，獲得辦公室內部冷負荷模型。本發(fā)明專利技術基于能量守恒定律和建筑環(huán)境中的熱平衡關系，從辦公建筑內在室人數(shù)變化和人員用能模式的角度出發(fā)，對辦公室內部冷負荷擾量進行計算和分析。本發(fā)明專利技術建立了空調中的人員、設備和照明冷負荷以及人員在室率的逐時變化模型，并依此模型的疊加對空調系統(tǒng)的設計運行提出預測冷負荷。

A method for calculating the internal cooling load in an office

The invention discloses a method for calculating the cooling load of the internal office, comprising the steps of (1) the establishment of personnel in the room rate of hourly variation model; step (2) establish change model of hourly cooling load equipment; step (3) establish change model of personnel hourly cooling load; step (4) establish change model of cooling load of lighting by the time step; (5) the hourly cooling load, lighting equipment, the hourly cooling load of hourly cooling load together, get the internal cooling load model of the office. The invention of heat balance of the energy conservation law and environment construction based on the model can change from the inner room office building and the number of personnel of the office of internal point of view, the cooling load disturbance are calculated and analyzed. The invention establishes the hourly variation model of the personnel, equipment and lighting cold load in the air conditioner and the room rate of the personnel, and predicts the cold load for the design and operation of the air conditioning system according to the superposition of the model.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種辦公室內部冷負荷的計算方法
本專利技術屬于建筑采暖空調負荷計算領域，具體講，涉及一種辦公室內部冷負荷的計算方法。
技術介紹
采暖空調負荷計算是準確配置設備系統(tǒng)、實現(xiàn)高效運行和良好的室內環(huán)境的基礎，目前比較常見的負荷計算方法為面積指標法，然而通過調研發(fā)現(xiàn)，面積指標法雖然能適用于大部分建筑負荷的負荷計算，但往往存在負荷設計偏大的問題，難以精確計算出建筑的實際負荷。事實上，影響辦公建筑負荷的因素多樣，包括外部因素、內部因素、系統(tǒng)相關量三個方面。其中，外部因素主要包括室外氣象條件、圍護結構等；內部因素包括人員、設備、照明等；系統(tǒng)相關量主要包括機組能耗、水泵能耗、流體系數(shù)等。以辦公建筑負荷的影響因素為依據(jù)可以將建筑冷負荷分為三部分，一部分是通過圍護結構傳熱和透過玻璃窗的日射得熱形成的冷負荷，記為外部負荷；一部分是室內熱源散熱形成的冷負荷，記為內部負荷；另一部分是新風負荷，由于新風量與人員數(shù)量有關，而新風的送風溫差又與室內外設計溫度有關，故將其單獨列為一部分。隨著建筑圍護結構保溫性能的逐步提高，室外溫度、太陽輻射等外部環(huán)境因素對建筑負荷的影響在逐步減弱，而以室內人員行為為代表的內部因素已成為影響建筑負荷最重要的因素。內部負荷的計算精確與否直接關系到整個建筑負荷的精度。
技術實現(xiàn)思路
為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本專利技術提出一種辦公室內部冷負荷的計算方法，適用于辦公室的內部負荷擾量及其計算方法。為了達到上述目的，本專利技術采用以下技術方案：一種辦公室內部冷負荷的計算方法，包括以下步驟：步驟(1)：建立人員在室率逐時變化模型：輸入?yún)?shù)為在室人數(shù)逐時變化值，輸出參數(shù)為辦公室人員在室率變化曲線；步驟(2)：建立設備冷負荷逐時變化模型，計算辦公室內設備逐時冷負荷：輸入?yún)?shù)為：設備類型、各類型設備的臺數(shù)及額定功率；輸出參數(shù)為辦公室穩(wěn)定使用時，設備冷負荷逐時變化曲線；步驟(3)：建立人員冷負荷逐時變化模型，計算人員逐時冷負荷：輸入?yún)?shù)為在室人數(shù)逐時變化值；輸出參數(shù)為辦公室穩(wěn)定使用時，人員冷負荷逐時變化曲線；步驟(4)：建立照明冷負荷逐時變化模型，計算室內照明逐時冷負荷:輸入?yún)?shù)為辦公室穩(wěn)定使用時，燈具數(shù)量以及功率；輸出參數(shù)為辦公室穩(wěn)定使用時，照明冷負荷逐時變化曲線；步驟(5)：將設備逐時冷負荷、照明逐時冷負荷、人員逐時冷負荷相加，獲得辦公室內部冷負荷模型。所述步驟(1)建立人員在室率逐時變化模型，具體步驟如下：1)人員在室率計算公式為當前室內人數(shù)與設計在室人數(shù)之比：式中：y為不同時刻的人員在室率，N為辦公室設計在室人數(shù)，nt為t時刻的在室人數(shù)；2)計算典型辦公室人員在室率變化；3)將典型的一天上班時間分為上班時間自08:30至09:30、午休時間自11:20至13:00、下班時間自17:20至18:00、工作時間自09:30至11:20以及自13:00至17:20四個時間段，獲得每個時間段一周的平均在室人數(shù)變化后，即可分別用下列公式對人員在室率進行擬合：y＝ax3+bx2+cx+d(2)式中：y為不同時刻的人員在室率；a、b、c、d為模型系數(shù)；x為時間。所述步驟(2)建立設備冷負荷逐時變化模型，具體如下：辦公建筑室內設備冷負荷采用如下公式計算：其中式中：qe為設備散熱量，W；為設備顯熱散熱冷負荷系數(shù)；n1為單臺設備的使用效率，取值0.15至0.25；n2為設備折合系數(shù)，取值1.1；Ne單臺為設備的額定功率，W。所述步驟(3)建立人員冷負荷逐時變化模型，具體如下：代入人員在室率可計算得到人員逐時冷負荷，公式如下：式中：Qc為人體顯熱散熱形成的逐時冷負荷，W；qs為不同室溫和勞動性質成年男子顯熱散熱量，W；集群系數(shù)；CLQ為人體顯熱散熱冷負荷系數(shù)。所述步驟(4)建立照明冷負荷逐時變化模型的具體步驟如下：1)對于對存在多個照明分區(qū)的辦公室中，燈具開啟率根據(jù)下式計算：式中：j為照明分區(qū)數(shù)量；Uj為開啟j個照明分區(qū)時的燈具開啟率，％；k為辦公室照明分區(qū)數(shù)量；mi為第i個照明分區(qū)燈具數(shù)量；n為辦公區(qū)域燈具總量；2)辦公室的照明冷負荷可以采用下式計算：式中：QL為照明瞬時冷負荷，W；α為修正系數(shù)；WL為照明燈具所需功率，W；CQL為照明顯熱散熱冷負荷系數(shù)。所述步驟(5)建立辦公室內部冷負荷模型計算公式如下：Q＝Qc+Qe+QL(8)式中：Qc、Qe、QL均根據(jù)室內人員變化數(shù)量來確定。本專利技術的有益效果：1、本專利技術基于能量守恒定律和建筑環(huán)境中的熱平衡關系，從辦公建筑內在室人數(shù)變化和人員用能模式的角度出發(fā)，對辦公室內部冷負荷擾量進行計算和分析。基于熱平衡可以準確把握室內余熱的變化規(guī)律和實際的冷負荷需求，空調用能和人員行為和習慣密切相關，因此本專利技術建立了空調中的人員、設備和照明冷負荷以及人員在室率的模型，并依此模型的疊加對空調系統(tǒng)的設計運行提出預測冷負荷。2、與現(xiàn)有負荷計算方法相比，本專利技術具有計算簡便，準確度高，可推廣性強優(yōu)勢，能夠對辦公室由于內部使用形成的冷負荷進行估算，為合理設計和運行調節(jié)提供參考。3、使用本專利技術的方法，對于擬投入使用的辦公室，可以進行空調負荷的準確預測，從而避免空調系統(tǒng)選型過大的情況出現(xiàn)，對于已經(jīng)投入使用的辦公室，可以根據(jù)辦公人數(shù)變化，給出調節(jié)空調系統(tǒng)運行模式的依據(jù)，最大程度上實現(xiàn)節(jié)能。附圖說明圖1為本專利技術計算方法原理圖。圖2為本專利技術人員在室率的擬合曲線示意圖。圖3為典型辦公室人員在室率變化示意圖。圖4為辦公室中照明控制模式示意圖。具體實施方式下面通過具體實施例和附圖對本專利技術作進一步的說明。本專利技術的實施例是為了更好地使本領域的技術人員更好地理解本專利技術，并不對本專利技術作任何的限制。本專利技術一種辦公室內部冷負荷的計算方法，包括下列步驟：步驟(1)：建立人員在室率逐時變化模型：輸入?yún)?shù)為在室人數(shù)逐時變化值，輸出參數(shù)為辦公室人員在室率變化曲線；步驟(2)：建立設備冷負荷逐時變化模型，計算辦公室內設備逐時冷負荷：輸入?yún)?shù)為：設備類型、各類型設備的臺數(shù)及額定功率；輸出參數(shù)為辦公室穩(wěn)定使用時，設備冷負荷逐時變化曲線；步驟(3)：建立人員冷負荷逐時變化模型，計算人員逐時冷負荷：輸入?yún)?shù)為在室人數(shù)逐時變化值；輸出參數(shù)為辦公室穩(wěn)定使用時，人員冷負荷逐時變化曲線；步驟(4)：建立照明冷負荷逐時變化模型，計算室內照明負荷逐時值:輸入?yún)?shù)為辦公室穩(wěn)定使用時，燈具數(shù)量以及功率；輸出參數(shù)為辦公室穩(wěn)定使用時，照明負荷逐時變化曲線；步驟(5)：將設備逐時冷負荷、照明逐時冷負荷、人員逐時冷負荷相加，獲得辦公室內部冷負荷模型。實施例：一種辦公室內部冷負荷的計算方法，基于設計和實際使用情況，包括逐時人員在室率變化模型、設備冷負荷逐時變化模型、人員冷負荷逐時變化模型、照明冷負荷逐時變化模型四個模型，每個模型的提出都是基于大量的對行政、商業(yè)、教育科研等各類建筑中典型辦公室的實測數(shù)據(jù)分析總結而來，冷負荷模型的方法原理如圖1所示。下面將描述模型獲取的具體方法，包括調研方法以及數(shù)據(jù)處理方法，然后介紹本專利技術所需的輸入?yún)?shù)以及具體的計算方法。步驟(1)：建立人員在室率逐時變化模型本專利技術在基于大量對于辦公室的實測數(shù)據(jù)的基礎上，給出在室人員數(shù)逐時變化率的調研方法：對于獲得了調研許可的辦公室，通過安裝攝像頭、紅外計數(shù)儀等裝置，記錄人員進出及在室情況，記錄時長為無差別的穩(wěn)定工作日一周；將本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種辦公室內部冷負荷的計算方法，其特征是：包括以下步驟：步驟(1)：建立人員在室率逐時變化模型：輸入?yún)?shù)為在室人數(shù)逐時變化值，輸出參數(shù)為辦公室人員在室率變化曲線；步驟(2)：建立設備冷負荷逐時變化模型，計算辦公室內設備逐時冷負荷：輸入?yún)?shù)為：設備類型、各類型設備的臺數(shù)及額定功率；輸出參數(shù)為辦公室穩(wěn)定使用時，設備冷負荷逐時變化曲線；步驟(3)：建立人員冷負荷逐時變化模型，計算人員逐時冷負荷：輸入?yún)?shù)為在室人數(shù)逐時變化值；輸出參數(shù)為辦公室穩(wěn)定使用時，人員冷負荷逐時變化曲線；步驟(4)：建立照明冷負荷逐時變化模型，計算室內照明逐時冷負荷:輸入?yún)?shù)為辦公室穩(wěn)定使用時，燈具數(shù)量以及功率；輸出參數(shù)為辦公室穩(wěn)定使用時，照明冷負荷逐時變化曲線；步驟(5)：將設備逐時冷負荷、照明逐時冷負荷、人員逐時冷負荷相加，獲得辦公室內部冷負荷模型。

【技術特征摘要】
1.一種辦公室內部冷負荷的計算方法，其特征是：包括以下步驟：步驟(1)：建立人員在室率逐時變化模型：輸入?yún)?shù)為在室人數(shù)逐時變化值，輸出參數(shù)為辦公室人員在室率變化曲線；步驟(2)：建立設備冷負荷逐時變化模型，計算辦公室內設備逐時冷負荷：輸入?yún)?shù)為：設備類型、各類型設備的臺數(shù)及額定功率；輸出參數(shù)為辦公室穩(wěn)定使用時，設備冷負荷逐時變化曲線；步驟(3)：建立人員冷負荷逐時變化模型，計算人員逐時冷負荷：輸入?yún)?shù)為在室人數(shù)逐時變化值；輸出參數(shù)為辦公室穩(wěn)定使用時，人員冷負荷逐時變化曲線；步驟(4)：建立照明冷負荷逐時變化模型，計算室內照明逐時冷負荷:輸入?yún)?shù)為辦公室穩(wěn)定使用時，燈具數(shù)量以及功率；輸出參數(shù)為辦公室穩(wěn)定使用時，照明冷負荷逐時變化曲線；步驟(5)：將設備逐時冷負荷、照明逐時冷負荷、人員逐時冷負荷相加，獲得辦公室內部冷負荷模型。2.根據(jù)權利要求1所述的計算方法，其特征是：所述步驟(1)建立人員在室率逐時變化模型，具體步驟如下：1)人員在室率計算公式為當前室內人數(shù)與設計在室人數(shù)之比：式中：y為不同時刻的人員在室率，N為辦公室設計在室人數(shù)，nt為t時刻的在室人數(shù)；2)計算典型辦公室人員在室率變化；3)將典型的一天上班時間分為上班時間自08:30至09:30、午休時間自11:20至13:00、下班時間自17:20至18:00、工作時間自09:30至11:20以及自13:00至17:20四個時間段，獲得每個時間段一周的平均在室人數(shù)變化后，即可分別用下列公式對人員在室率進行擬合：y＝ax3+bx2+cx+d(2)式中：y為不同時刻的人員在室率；a、b、c、d為模型系數(shù)；...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：丁研，楊釩，張強，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發(fā)明
國別省市：天津,12