CN109977447A - 一种建筑供冷供暖负荷的计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种建筑供冷供暖负荷的计算方法，所述方法包括：获取每个计算时间步长的得热总量和传热总量；其中，所述得热总量包括室内发热总量和房间太阳辐射得热总量；所述传热总量包括房间通过围护结构传热量和房间通风换热量；根据所述室内发热总量、所述房间太阳辐射得热总量、所述房间通过围护结构传热量和所述房间通风换热量分别计算供冷负荷和供暖负荷。本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，能够准确、快速地计算建筑供冷供暖负荷。
Description
技术领域
本发明实施例涉及建筑技术领域，具体涉及一种建筑供冷供暖负荷的计算方法。
背景技术
目前，节能是社会关注的重要问题，建筑领域能源消耗的数量巨大，因此，如何快速、准确地计算建筑供冷供暖负荷显得尤为重要。
现有技术中，采用DOE-2和Energyplus、以及DeST等动态计算工具进行建筑供冷供暖负荷计算，核心思想是基于房间热平衡方程，对建筑供冷供暖负荷动态热过程模拟计算，得到不同气象条件和使用状况、空调系统送入不同的冷热量的条件下建筑物内温度的变化情况，同时利用空调设备模型对设备的运行状态进行模拟，进而计算出建筑供冷供暖负荷需求以及能耗。但是，上述的动态负荷计算方法具有以下缺陷：1)时间尺度相对较短，一般为1h或更少，计算复杂，计算量巨大，所花费的计算时间较多。2)动态计算中为了求解热平衡方程，往往需要不断迭代，因而计算不稳定，不易收敛。3)由于建筑热湿过程和控制方式非常复杂，影响因素繁多，动态计算方法在处理时仍需假设和简化，与实际情况存在差异，模拟结果仍然存在偏差。4)由于动态计算中所需输入参数较多，部分参数取决于用户对软件熟练程度和个性经验，存在差异，因此导致计算结果差异较大，从而得到不同甚至相反的结论，而这对于工程上建筑的合规评估造成了较大困扰，限制了建筑设计向性能化方法升级。
因此，如何避免上述缺陷，能够准确、快速地计算建筑供冷供暖负荷，成为亟须解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种建筑供冷供暖负荷的计算方法。
所述方法包括：
获取每个计算时间步长的得热总量和传热总量；其中，所述得热总量包括室内发热总量和房间太阳辐射得热总量；所述传热总量包括房间通过围护结构传热量和房间通风换热量；
根据所述室内发热总量、所述房间太阳辐射得热总量、所述房间通过围护结构传热量和所述房间通风换热量分别计算供冷负荷和供暖负荷。
本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，能够准确、快速地计算建筑供冷供暖负荷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例建筑供冷供暖负荷的计算方法流程示意图；
图2为本发明实施例建筑供冷供暖负荷的计算方法原理示意图；
图3为本发明实施例平均修正系数和入射角的变化关系拟合曲线；
图4为本发明实施例以北京市为例各朝向的太阳直射辐射平均修正系数；
图5为本发明实施例冷热源供暖空调能耗计算示意图；
图6为本发明实施例实例房间平面。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例建筑供冷供暖负荷的计算方法流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供的一种建筑供冷供暖负荷的计算方法，包括以下步骤：
S101：获取每个计算时间步长的得热总量和传热总量；其中，所述得热总量包括室内发热总量和房间太阳辐射得热总量；所述传热总量包括房间通过围护结构传热量和房间通风换热量。
具体的，装置获取每个计算时间步长的得热总量和传热总量；其中，所述得热总量包括室内发热总量和房间太阳辐射得热总量；所述传热总量包括房间通过围护结构传热量和房间通风换热量。装置可以理解为执行该方法的设备，例如服务器等。每个计算时间步长可选为每月，不作具体限定。图2为本发明实施例建筑供冷供暖负荷的计算方法原理示意图，如图2所示，图2中的Qint对应室内发热总量、Qsol对应房间太阳辐射得热总量、Qtr对应房间通过围护结构传热量、Qve对应房间通风换热量。
S102：根据所述室内发热总量、所述房间太阳辐射得热总量、所述房间通过围护结构传热量和所述房间通风换热量分别计算供冷负荷和供暖负荷。
具体的，装置根据所述室内发热总量、所述房间太阳辐射得热总量、所述房间通过围护结构传热量和所述房间通风换热量分别计算供冷负荷和供暖负荷。可以根据如下公式计算所述供冷负荷：
QC，nd＝QC，int+QC，sol-ηC，ls(QC，tr+QC，ve)
其中，QC，nd表示所述供冷负荷、QC，int表示所述室内发热总量、QC，sol表示所述房间太阳辐射得热总量、QC，tr表示所述房间通过围护结构传热量、QC，ve表示所述房间通风换热量、ηC，ls表示热损失利用系数，0＜ηC，ls≤1。QC，int表示房间内人员、设备和照明等所释放到房间中的热量，QC，sol则主要包括了太阳光透过透明围护结构(外窗、玻璃幕墙、玻璃门等)将热量以辐射的形式带入室内的部分，这两部分是空调负荷产生的根源；另外，房间通过QC，tr或者QC，ve，也会将一部分热量在室内外之间进行交换，热量流动的方向取决于室内外空气的温度差。当室内温度高于室外气温时，QC，tr和QC，ve可以将室内产生的热量传向室外，因而抵消掉一部分空调负荷，因此，上述公式减掉这部分热量(设定室内向室外方向为正)。但算法中各部分热量都是统计每月总量，一个月内QC，tr和QC，ve的方向并不能保证一直由室内传向室外，因此不能100％用来抵消空调负荷，ηC，ls(0＜ηC，ls≤1)则用来描述在QC，tr和QC，ve两部分传热量中可用于抵消空调负荷的比例。
ηC，ls的确定是该准静态算法的核心，它反映了建筑的动态效应，在按月计算时，由于时间尺度较大，所以需要考虑两部分热量冷热抵消时在时间步长上不匹配的程度，而ηC，ls正是体现这一不匹配程度的无量纲因数。
所述ηC，ls的计算，包括：根据如下公式计算所述ηC，ls：
当γC＞0且γC≠1时，
当γC＝1时，
当γC＜0时，ηC，ls＝1；
其中，γC为房间热量收支平衡率，表征热量比例、αC为时间常数指数，表征建筑被动储热对负荷的影响。所述γC和所述αC的计算，分别包括：
根据如下公式计算所述γC：
根据如下公式计算所述αC：
其中，αC，0为参照数值参数、αC，0＝1.0；τC，0为参照时间常数、τC，0＝15小时；τ根据如下公式计算：
其中，Cm为房间内部热容、Ui为围护结构传热系数、Ai为围护结构面积、V为房间通风量、ρa为干空气的常温密度，取1.2kg/m3、ca为干空气的定压比热容，取1005J/(kg×K)。
可以根据如下公式计算所述供暖负荷：
QH，nd＝QC，tr+QC，ue-ηH，gn(QC，int+QC，sol)
其中，QH，nd表示所述供暖负荷、ηH，gn示热损失利用系数。
所述ηH，gn的计算，包括：
根据如下公式计算所述ηH，gn：
当γC＞0且γC≠1时，
当γC＝1时，
当γC＜0时，具体参数的说明可参照上述说明，不再赘述。
围护结构传热量QC，tr、通风对流换热量QC，ve以及室内发热量QC，int均可采用月平均的方法统计，例如月平均室外温度、月平均焓值等，分别如下所示：
QC，tr＝∑i∈DAiUi(T-Tx)t
D——房间与室外相邻围护结构序号；
T——室内供冷设计温度，℃；
Tx——邻室温度，若计算外墙、屋顶则等于该月室外平均温度，若计算地面则等于土壤平均温度，℃；
t——该月总时间，Ms；
QC，ve＝ρaV*(h-ha)*t
h——该月室内设计状态焓值，kJ/kg；
ha——该月室外平均焓值，kJ/kg；
QC，int＝(nqfn+wappfapp+wlightfli)At
n——人员密度，人/m2
q——人均散热量，W/人，包括显热和潜热；
wapp——设备能耗密度，W/m2
wlight——照明能耗密度，W/m2
fn——人均在室率；
fapp——设备同时开启率；
fli——照明同时开启率；
A——房间面积，m2
太阳辐射得热包括透过窗户和不透明围护结构两部分：
QC，sol＝Qsol，t+Qsol，nt
Qsol，t——透过窗户的太阳辐射得热，MJ
Qsol，nt——通过不透明围护结构的太阳辐射得热，MJ
其中在计算建筑透过窗户太阳辐射得热量QC，sol，t时，一般采用下式计算：
qsun，D，j——第j面窗所在朝向该月单位面积直射辐照量，MJ/m2；
qsun，d，j——第j面窗所在朝向该月单位面积散射辐照量，MJ/m2；
Aj——第j面窗面积，m2；
fsh，j——第j面窗外遮阳系数；
gj——第j面窗的太阳得热系数；
gj是通过窗户成为室内得热量的太阳辐射与投射到窗户上的太阳辐射的比值，一般称为窗户的太阳得热系数，简称SHGC值(下称SHGC)，包括太阳光直接透射比和被玻璃及构件吸收的太阳辐射再经传热进入室内的得热量。然而窗户玻璃对于来自各个方向的入射光线的透射比是不同的，当光线垂直入射时，透过的能量最大，入射角从90度变为0度的过程中透过的能量逐渐减弱。在负荷计算时，太阳光对于各窗户的入射角逐时发生变化，且绝大多数时间并不处于垂直入射的状态。但是，目前除少数大型计算软件，采用的gi都是在光线垂直入射情况下的值，因而会导致计算出的太阳辐射得热量被人为放大，负荷计算结果产生偏差。在准稳态负荷计算方法中，由于没有逐时对室内得热量进行计算，更是难以考虑入射角的逐时变化对SHGC的影响，在本发明实施例中为解决这一问题的具体做法如下：
不同入射角下SHGC的变化
在LBNL开发的window软件中，可以计算单片、中空玻璃的所有光学热工性能，这其中就包含不同入射角下的SHGC值。此外，软件内含一个国际玻璃数据库(IGDB)，提供了国际上主要玻璃生产厂家的1800多种玻璃及相关产品的光学数据，包括了所有的光学性能指标。在window软件中选取了几种常用类型的窗户，采用window软件导出其光学热工性能报告，总结如表1：
表1各典型窗在不同入射角下SHGC值
修正系数如表2所示：
表2各典型窗在不同入射角下SHGC值修正系数
图3为本发明实施例平均修正系数和入射角的变化关系拟合曲线，如图3所示，横坐标表示入射角、竖坐标表示平均修正系数
预设函数的表达式为：
Rθ＝-2*10-6θ3+7*10-5θ2-0.0012θ+0.9912
采用预设函数计算所述SHGC在太阳不同的入射角的修正系数；其中，所述预设函数反映所述修正系数随所述入射角的变化关系；
根据所述修正系数对所述SHGC进行修正。具体包括对所述SHGC进行太阳直射辐射部分修正；和/或，对所述SHGC进行太阳散射辐射部分修正。分别说明如下：
太阳直射辐射部分修正：
对于太阳直射辐射部分，由于一旦确定了建筑所在地理位置以及窗户朝向，太阳光在一年中对于这一窗户的入射角呈周期性变化，因此可以对不同城市、各个朝向在12个月份里的平均修正系数分别进行线下逐时计算，并写入数据库，在负荷计算时，根据城市、计算月份及窗户所在朝向进行查找便可得到。
在具体计算修正因子时，分别按照传统算法和带角度修正的算法进行逐时统计太阳辐照量，二者的比值即为平均修正系数。如下式所示：
其中i表示对该月所有时刻遍历求和，qsun，D，i表示在i时刻的太阳直射辐射，g⊥表示垂直入射时窗户的SHGC值，gθ，i表示该时刻入射角下窗户SHGC值(修正后的)，二者关系为：
gθ，i＝g⊥Rθ，i
其中，Rθ，i对应上述的Rθ，入射角则需要根据该时刻太阳高度角及立面方位角(朝向)进行确定，具体不再赘述。图4为本发明实施例以北京市为例各朝向的太阳直射辐射平均修正系数，如图4所示，
太阳散射辐射部分修正：
透过窗户的散射辐射可以看作是半球上各方向的均匀入射，因此散射辐射的修正系数可以按下式计算：
其中，ghemis对应表1和表2中的半球，表示各入射角度的SHGC值的平均值，Fd约为0.81。
综上，修正后的太阳辐射得热量应当按下式计算：
该方法还包括计算冷源系统能耗：
根据所述QC，nd和预设参数，计算从供应链始端到供应链末端的供冷量损失量Qloss，i；根据所述Qloss，i、冷源季节效率ηgen，cool和所述QC，nd，计算冷源系统能耗，具体为：
根据如下公式计算所述Qloss，i：
Qloss，i＝QC，tnd，i(αcool+fwaste/fdem，cool)
其中，所述QC，nd，i，m表示第i个房间第m月的供冷负荷、αcool表示管道热损、分配系统温控的参数、fwaste表示同时供暖供冷的能量损失的参数、fdem，cool表示空调负荷占冷热总负荷的比例，αcool、fwaste和fdem，cool对应预设参数，以供冷能耗计算为例，图5为本发明实施例冷热源供暖空调能耗计算示意图，如图5所示，冷源系统包含了多个房间的冷量供应，采用上述实施例的方法可以计算得到(图5左侧加粗字体)。在计算冷源系统能耗QC，dem，system(图5右下角加粗字体)时，一方面需要估算在整个供冷(暖)季中，源侧供给冷(热)量到末端所经过的储蓄、配送、分布等环节(对应从供应链始端到供应链末端)的损失量Qloss，i，另一方面需要估算冷(热)量在设备产生处的效率ηgen，cool。
所述fdem，cool根据如下公式进行计算：
其中，所述QH，nd，i，m表示第i个房间第m月的供暖负荷。
进一步地，所述αcool和所述fwaste根据室内所安装空调类型来确定，参照表3
表3不同系统类型fwaste和αcool\αheat取值表
表3中系统类型一列中代号对应着不同空调系统，如下：
A——全空气系统
A1——单风道系统
A2——双风道系统
A3——单风道系统且末端再热
B——空气-水系统
B1——风机盘管系统
B2——地板采暖系统
B3——嵌入式空调系统
B4——诱导式空调系统
B5——被动式冷梁系统
B6——主动式冷梁系统
B7——水环热泵系统
C——分体式空调器
C1——房间单元机系统
C2——单室内机系统
C3——多联机系统
D1——散热器末端(仅供暖)
αheat为计算暖源系统能耗时需要的参数，这里不再详细介绍。
另外，表3中f和a带数字的符号对应的值由表4确定：
表4 fwaste和αcool\αheat取值表
| θ<sub>TO</sub>/℃ | f4 | f8 | a1 | a7 |
| ≤6 | 0.29 | 0.55 | 0.33 | 0.48 |
| 7 | 0.21 | 0.45 | 0.33 | 0.48 |
| 8 | 0.15 | 0.35 | 0.33 | 0.48 |
| 9 | 0.10 | 0.20 | 0.33 | 0.48 |
| 10 | 0.07 | 0.16 | 0.33 | 0.48 |
| 11 | 0.04 | 0.10 | 0.33 | 0.48 |
| 12 | 0.03 | 0.08 | 0.25 | 0.36 |
| 13 | 0.02 | 0.06 | 0.18 | 0.24 |
| 14 | 0.01 | 0.03 | 0.14 | 0.17 |
| 15 | 0 | 0.01 | 0.10 | 0.10 |
| ≥16 | 0 | 0 | 0.08 | 0.04 |
所述fwaste的确定，包括：
若判断获知所述空调类型为预设空调类型(上述B1、B2、B3、B5、B6、B7、B4)，则根据如下公式计算转换温度θTO：
其中，Tin为当月室内设计温度、Tin，cool为供冷季室内设计温度、Qintern，ann为全年室内产热量、Qsol，ann为全年太阳辐照得热量、fu，avg为得热平均使用率，取0.64，nm，ann取12、tm取2.63；
根据所述θTO的数值，确定与所述预设空调类型对应的fwaste的数值。具体参照表4的对应关系。
所述冷源季节效率ηgen，cool的计算，包括：
根据如下公式计算所述ηgen，cool：
ηgen，cool＝EER×PLV
其中，所述EER表示冷机额定效率、所述PLV表示负载系数，
根据如下公式计算：
PLV＝1-Cd(1-PLRc)
其中，PLRc表示冷机负载率、Cd表示与冷机性能有关的系数，取0.25；
其中，所述PLRc根据如下公式计算：
其中，Qav，c表示供冷季平均负载、Qdesign表示冷机额定负载；
其中，所述Qav，c根据如下公式计算：
QC，tnd，m表示第m月建筑总空调负荷、LC表示供冷的月份数之和、ton，c表示每天开启空调的平均时长。
可以根据如下公式计算所述QC，dem，system：
其中，所述QC，tnd，i表示第i个房间在整个供冷季的空调负荷总和。求和是对所有的房间求和。
暖源系统能耗的计算可以参照上述冷源系统能耗的计算，具体不再赘述。
图6为本发明实施例实例房间平面，如图6所示的房间为实例进行举例说明，房间共两间，地点在北京，功能类型分别为起居室和卧室，面积分别为36平方米和24平方米，东侧和南侧是外墙，南墙上开有外窗，天花板为楼板，地板为地面(底层房间)。计算实例中重要的参数汇总于表5中。
表5计算实例中重要参数汇总
供暖空调负荷计算实例
以起居室1月供暖负荷计算为例，在表6中给出各参数计算过程和采用数值：
表6起居室1月供暖负荷计算过程及数值
起居室各月供暖、空调负荷计算结果分别如表7、表8所示：
表7起居室各月供暖负荷计算结果
| 月份 | Q<sub>tr</sub> | Q<sub>ve</sub> | Q<sub>int</sub> | Q<sub>sol</sub> | γ<sub>H</sub> | η<sub>H，gn</sub> | Q<sub>H，nd</sub> |
| 1 | 1,218 | 313 | 307 | 1,159 | 0.96 | 0.95 | 138 |
| 2 | 854 | 213 | 283 | 1,233 | 1.42 | 0.72 | 3 |
| 3 | 758 | 196 | 307 | 994 | 1.36 | 0.73 | 4 |
| 4 | 366 | 47 | 299 | 605 | 2.19 | 0.45 | 0 |
| 5 | 157 | -25 | 307 | 484 | 6.01 | 0.16 | 0 |
| 6 | -107 | -106 | 299 | 498 | -3.72 | -0.2 | 0 |
| 7 | -111 | -101 | 307 | 448 | -3.54 | -0.2 | 0 |
| 8 | -71 | -89 | 307 | 532 | -5.20 | -0.1 | 0 |
| 9 | 104 | -39 | 299 | 712 | 15.66 | 0.06 | 0 |
| 10 | 453 | 63 | 307 | 1,047 | 2.62 | 0.38 | 0 |
| 11 | 709 | 147 | 299 | 901 | 1.40 | 0.71 | 2 |
| 12 | 1,103 | 269 | 307 | 1,036 | 0.97 | 0.94 | 107 |
表8起居室各月空调负荷计算结果
供暖空调能耗计算实例
以计算冷源空调能耗为例，列出计算起居室7月的空调输配损失量、冷源季节平均效率、冷源空调能耗的示例，中间参数如下表9：
表9冷源空调能耗计算过程及数值
两个房间各月空调负荷及损失、冷源空调能耗分月数值如下表10所示：
表10各月空调负荷及冷源空调能耗计算结果
本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，能够准确、快速地计算建筑供冷供暖负荷。
在上述实施例的基础上，所述根据所述室内发热总量、所述房间太阳辐射得热总量、所述房间通过围护结构传热量和所述房间通风换热量分别计算供冷负荷和供暖负荷，包括：
具体的，装置根据如下公式计算所述供冷负荷：
QC，nd＝QC，int+QC，sol-ηC，ls(QC，tr+QC，ve)
其中，QC，nd表示所述供冷负荷、QC，int表示所述室内发热总量、QC，sol表示所述房间太阳辐射得热总量、QC，tr表示所述房间通过围护结构传热量、QC，ve表示所述房间通风换热量、ηC，ls表示热损失利用系数，0＜ηC，ls≤1；可参照上述实施例，不再赘述。
具体的，装置根据如下公式计算所述供暖负荷：
QH，nd＝QC，tr+QC，ve-ηH，gn(QC，int+QC，sol)
其中，QH，nd表示所述供暖负荷、ηH，gn示热损失利用系数。可参照上述实施例，不再赘述。
本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，通过具体公式进一步能够准确、快速地分别计算建筑供冷供暖负荷。
在上述实施例的基础上，所述ηC，ls的计算，包括：
具体的，装置根据如下公式计算所述ηC，ls：
当γC＞0且γC≠1时，
当γC＝1时，
当γC＜0时，ηC，ls＝1；
其中，γC为房间热量收支平衡率，表征热量比例、αC为时间常数指数，表征建筑被动储热对负荷的影响。可参照上述实施例，不再赘述。
本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，通过公式计算所述ηC，ls，进一步能够准确、快速地计算建筑供冷供暖负荷。
在上述实施例的基础上，所述γC和所述αC的计算，分别包括：
具体的，装置根据如下公式计算所述γC：
具体的，装置根据如下公式计算所述αC：
其中，αC，0为参照数值参数、αC，0＝1.0；τC，0为参照时间常数、τC，0＝15小时；τ根据如下公式计算：
其中，Cm为房间内部热容、Ui为围护结构传热系数、Ai为围护结构面积、V为房间通风量、ρa为干空气的常温密度，取1.2kg/m3、ca为干空气的定压比热容，取1005J/(kg×K)。可参照上述实施例，不再赘述。
本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，通过公式计算所述γC和所述αC，进一步能够准确、快速地计算建筑供冷供暖负荷。
在上述实施例的基础上，所述ηH，gn的计算，包括：
具体的，装置根据如下公式计算所述ηH，gn：
当γC＞0且γC≠1时，
当γC＝1时，
当γC＜0时，可参照上述实施例，不再赘述。
本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，通过公式计算所述ηH，gn，进一步能够准确、快速地计算建筑供冷供暖负荷。
在上述实施例的基础上，所述方法还包括：
具体的，装置根据所述QC，nd和预设参数，计算从供应链始端到供应链末端的供冷量损失量Qloss，i；可参照上述实施例，不再赘述。
具体的，装置根据所述Ql。ss，i、冷源季节效率ηgen，cool和所述QC，nd，计算冷源系统能耗。可参照上述实施例，不再赘述。
本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，还能够准确、快速地计算冷源系统能耗。
在上述实施例的基础上，所述根据所述QC，nd和预设参数，计算从供应链始端到供应链末端的供冷量损失量Qloss，i，包括：
具体的，装置根据如下公式计算所述Qloss，i：
Qloss，i＝QC，tnd，i(αcool+fwaste/fdem，cool)
其中，所述QC，nd，i，m表示第i个房间第m月的供冷负荷、αcool表示管道热损、分配系统温控的参数、fwaste表示同时供暖供冷的能量损失的参数、fdem，cool表示空调负荷占冷热总负荷的比例。可参照上述实施例，不再赘述。
本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，通过公式计算所述Qloss，i，进一步能够准确、快速地计算冷源系统能耗。
在上述实施例的基础上，具体的，装置中的所述fdem，cool根据如下公式进行计算：
其中，所述QH，nd，i，m表示第i个房间第m月的供暖负荷。可参照上述实施例，不再赘述。
本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，通过公式计算所述fdem，cool，进一步能够准确、快速地计算冷源系统能耗。
在上述实施例的基础上，具体的，装置中的所述αcool和所述fwaste根据室内所安装空调类型来确定。可参照上述实施例，不再赘述。
本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，通过安装空调类型来确定所述αcool和所述fwaste，进一步能够准确、快速地计算冷源系统能耗。
在上述实施例的基础上，具体的，装置中的所述fwaste的确定，包括：
若判断获知所述空调类型为预设空调类型，则根据如下公式计算转换温度θTO：
其中，Tin为当月室内设计温度、Tin，cool为供冷季室内设计温度、Qintern，ann为全年室内产热量、Qsol，ann为全年太阳辐照得热量、fu，avg为得热平均使用率，取0.64，nm，ann取12、tm取2.63；可参照上述实施例，不再赘述。
具体的，装置根据所述θTO的数值，确定与所述预设空调类型对应的fwaste的数值。可参照上述实施例，不再赘述。
本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，通过公式和对应的表格来确定所述fwaste，进一步能够准确、快速地计算冷源系统能耗。
在上述实施例的基础上，所述冷源季节效率ηgen，cool的计算，包括：
具体的，装置根据如下公式计算所述ηgen，cool：
ηgen，cool＝EER×PLV
其中，所述EER表示冷机额定效率、所述PLV表示负载系数，根据如下公式计算：
PLV＝1-Cd(1-PLRc)
其中，PLRc表示冷机负载率、Cd表示与冷机性能有关的系数，取0.25；
其中，所述PLRc根据如下公式计算：
其中，Qav，c表示供冷季平均负载、Qdesign表示冷机额定负载；
其中，所述Qav，c根据如下公式计算：
QC，tnd，m表示第m月建筑总空调负荷、LC表示供冷的月份数之和、ton，c表示每天开启空调的平均时长。可参照上述实施例，不再赘述。
本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，通过公式计算所述ηgen，cool，进一步能够准确、快速地计算冷源系统能耗。
在上述实施例的基础上，所述根据所述Qloss，i、冷源季节效率ηgen，cool和所述QC，nd，计算冷源系统能耗QC，dem，system，包括：
具体的，装置根据如下公式计算所述QC，dem，system：
其中，所述QC，tnd，i表示第i个房间在整个供冷季的空调负荷总和。可参照上述实施例，不再赘述。
本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，通过公式计算所述QC，dem，system，进一步能够准确、快速地计算冷源系统能耗。
在上述实施例的基础上，所述房间太阳辐射得热总量包括第j面窗的太阳得热系数SHGC；相应的，所述方法还包括：
具体的，装置采用预设函数计算所述SHGC在太阳不同的入射角的修正系数；其中，所述预设函数反映所述修正系数随所述入射角的变化关系；可参照上述实施例，不再赘述。
具体的，装置根据所述修正系数对所述SHGC进行修正。可参照上述实施例，不再赘述。
本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，通过入射角的变化，能够对所述SHGC进行修正，进一步能够准确、快速地计算建筑供冷供暖负荷。
在上述实施例的基础上，装置中的所述预设函数为：
Rθ＝-2*10-6θ3+7*10-5θ2-0.0012θ+0.9912
其中，Rθ表示所述修正系数、θ表示所述入射角。可参照上述实施例，不再赘述。
本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，通过具体的预设函数，能够合理、准确地对SHGC进行修正，进一步能够准确、快速地计算建筑供冷供暖负荷。
在上述实施例的基础上，所述根据所述修正系数对所述SHGC进行修正，包括：
具体的，装置对所述SHGC进行太阳直射辐射部分修正；和/或，
对所述SHGC进行太阳散射辐射部分修正。可参照上述实施例，不再赘述。
本发明实施例提供的建筑供冷供暖负荷的计算方法，通过分别进行太阳直射辐射部分修正和/或太阳散射辐射部分修正，进一步能够准确、快速地计算建筑供冷供暖负荷。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的电子设备等实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的各实施例技术方案的范围。
Claims (15)
1.一种建筑供冷供暖负荷的计算方法，其特征在于，包括：
获取每个计算时间步长的得热总量和传热总量；其中，所述得热总量包括室内发热总量和房间太阳辐射得热总量；所述传热总量包括房间通过围护结构传热量和房间通风换热量；
根据所述室内发热总量、所述房间太阳辐射得热总量、所述房间通过围护结构传热量和所述房间通风换热量分别计算供冷负荷和供暖负荷。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述室内发热总量、所述房间太阳辐射得热总量、所述房间通过围护结构传热量和所述房间通风换热量分别计算供冷负荷和供暖负荷，包括：
根据如下公式计算所述供冷负荷：
QC，nd＝QC，int+QC，sol-ηC，ls(QC，tr+QC，ve)
其中，QC，nd表示所述供冷负荷、QC，int表示所述室内发热总量、QC，sol表示所述房间太阳辐射得热总量、QC，tr表示所述房间通过围护结构传热量、QC，ve表示所述房间通风换热量、ηC，ls表示热损失利用系数，0＜ηC，ls≤1；
根据如下公式计算所述供暖负荷：
QH，nd＝QC，tr+QC，ve-ηH，gn(QC，int+QC，sol)
其中，QH，nd表示所述供暖负荷、ηH，gn示热损失利用系数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述ηC，ls的计算，包括：
根据如下公式计算所述ηC，ls：
当γC＞0且γC≠1时，
当γC＝1时，
当γC＜0时，ηC，ls＝1；
其中，γC为房间热量收支平衡率，表征热量比例、αC为时间常数指数，表征建筑被动储热对负荷的影响。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述γC和所述αC的计算，分别包括：
根据如下公式计算所述γC：
根据如下公式计算所述αC：
其中，αC，0为参照数值参数、αC，0＝1.0；τC，0为参照时间常数、τC，0＝15小时；T根据如下公式计算：
其中，Cm为房间内部热容、Ui为围护结构传热系数、Ai为围护结构面积、V为房间通风量、ρa为干空气的常温密度，取1.2kg/m3、ca为干空气的定压比热容，取1005J/(kg×K)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述ηH，gn的计算，包括：
根据如下公式计算所述ηH，gn：
当γC＞0且γC≠1时，
当γC＝1时，
当γC＜0时，
6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述QC，nd和预设参数，计算从供应链始端到供应链末端的供冷量损失量Qloss，i；
根据所述Qloss，i、冷源季节效率ηgen，cool和所述QC，nd，计算冷源系统能耗。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述QC，nd和预设参数，计算从供应链始端到供应链末端的供冷量损失量Qloss，i，包括：
根据如下公式计算所述Qloss，i：
Qloss，i＝QC，tnd，i(αcool+fwaste/fdem，cool)
其中，所述QC，nd，i，m表示第i个房间第m月的供冷负荷、αcool表示管道热损、分配系统温控的参数、fwaste表示同时供暖供冷的能量损失的参数、fdem，cool表示空调负荷占冷热总负荷的比例。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述fdem，cool根据如下公式进行计算：
其中，所述QH，nd，i，m表示第i个房间第m月的供暖负荷。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述αcool和所述fwaste根据室内所安装空调类型来确定。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述fwaste的确定，包括：
若判断获知所述空调类型为预设空调类型，则根据如下公式计算转换温度θTO：
其中，Tin为当月室内设计温度、Tin，cool为供冷季室内设计温度、Qintern，ann为全年室内产热量、Qsol，ann为全年太阳辐照得热量、fu，avg为得热平均使用率，取0.64，nm，ann取12、tm取2.63；
根据所述θTO的数值，确定与所述预设空调类型对应的fwaste的数值。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述冷源季节效率ηgen，cool的计算，包括：
根据如下公式计算所述ηgen，cool：
ηgen，cool＝EER×PLV
其中，所述EER表示冷机额定效率、所述PLV表示负载系数，根据如下公式计算：
PLV＝1-Cd(1-PLRc)
其中，PLRc表示冷机负载率、Cd表示与冷机性能有关的系数，取0.25；
其中，所述PLRc根据如下公式计算：
其中，Qav，c表示供冷季平均负载、Qdesign表示冷机额定负载；
其中，所述Qav，c根据如下公式计算：
QC，tnd，m表示第m月建筑总空调负荷、LC表示供冷的月份数之和、ton，c表示每天开启空调的平均时长。
12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述Qloss，i、冷源季节效率ηgen，cool和所述QC，nd，计算冷源系统能耗QC，dem，system，包括：
根据如下公式计算所述QC，dem，system：
其中，所述QC，tnd，i表示第i个房间在整个供冷季的空调负荷总和。
13.根据权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，所述房间太阳辐射得热总量包括第j面窗的太阳得热系数SHGC；相应的，所述方法还包括：
采用预设函数计算所述SHGC在太阳不同的入射角的修正系数；其中，所述预设函数反映所述修正系数随所述入射角的变化关系；
根据所述修正系数对所述SHGC进行修正。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述预设函数为：
Rθ＝-2*10-6θ3+7*10-5θ2-0.0012θ+0.9912
其中，Rθ表示所述修正系数、θ表示所述入射角。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述根据所述修正系数对所述SHGC进行修正，包括：
对所述SHGC进行太阳直射辐射部分修正；和/或，
对所述SHGC进行太阳散射辐射部分修正。
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