CN113465150A - 一种根据气象数据调整建筑物新风量设计运行的节能方法 - Google Patents

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张晖
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郭超月
林育贤
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肖龙洋
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Abstract

本发明公开了一种根据气象数据调整建筑物新风量设计运行的节能方
Figure DDA0003152055670000011
(℃)是房间，K是当前时刻的室温；Tbak(℃)是不计当前时刻空调、自然通风、邻室通风、邻室传热的影响时，房间K的室温。有益效果：在公共建筑物运行时，根据室外气候变化情况，反馈并控制暖通设备新风处理系统，合理利用室外≤26℃时的低温空气处理室内冷负荷，达到节能效果。具体操作是当室外气温≤26℃时，采用全新风处理室内冷负荷，当室外气温＞26℃时，将新风系统改为最小新风量运行，并启用制冷空调处理室内冷负荷。

Description

一种根据气象数据调整建筑物新风量设计运行的节能方法
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，具体来说，涉及一种根据气象数据调整建筑物新风量设计运行的节能方法。
背景技术
现有公共建筑能耗有33％消耗在暖通空调设备上，目前根据规范设计的建筑物新风量均按照能够满足新风要求的最小量来设计，未考虑当室外气象数据能够满足全新风降低室内冷负荷时的情况，未充分利用新风的冷负荷处理能力。目前鼓励夏季开启空调设备的温度设定值为26℃，如通过适当增大新风量，在夏季室外气温≤26℃区间内，达到全新风运行制冷，则能够大幅降低高温天气时的建筑物能耗。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种根据气象数据调整建筑物新风量设计运行的节能方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种根据气象数据调整建筑物新风量设计运行的节能方法，包括以下步骤：
建立房间热平衡模型：建筑房间k内的室温计算式；
Figure BDA0003152055650000011
式中，Tk(℃)是房间，K是当前时刻的室温；Tbak(℃)是不计当前时刻空调、自然通风、邻室通风、邻室传热的影响时，房间K的室温，TJ(℃)是第J个房间当前时刻的室温，φJ·O·K是它对房间K当前时刻的室温的影响系数；QHVAC·K(℃)是当前时刻投入房间K的空调热量(或冷量)，φHVAC·K(℃)是当前时刻的室外通风量，TOUT(℃)是当前时刻的室外温度；GJK(℃)是从第J个邻室到房间K的通风量；
当已知条件是送风温度和送风量以及末端再热量时，投入属于系统1的房间k的空调热量(或冷量)表示如下；
qhvac，k(τ)＝cpρGs，k(τ)[ts(τ)-tk(τ)]+qterm，k(τ)
其中，CP1OGS·K(℃)[TS(℃)-TK(℃)]是当前时刻空调系统L投入房间K的热量(或冷量)；GS·K(℃)是当前时刻系统L的送风温度；QTEM(℃)是当前时刻末端在热管投入房间K的热量(或冷量)；
建筑热平衡模型：
Figure BDA0003152055650000021
式中，
Figure BDA0003152055650000022
Figure BDA0003152055650000023
bkk＝-Φhvac，k；
G(τ)＝Φhvac，kcpρGs，k(τ)；
将一个包含二个房间和m个系统的建筑的室温计算式都写成式(4)的形式，并将所有房间的方程联立，可以写成如下的矩阵方程形式；
(A+G)Tr+BQterm-GPTs+C＝0
Figure BDA0003152055650000024
其中，矩阵P的元素由和1组成，是反映系统和房间的从属关系的转换矩阵，P的行数等于房间数二，列数等于系统数m，在矩阵P的每一行中有且仅有一个元素等于1。
作为优选的，5-10月区间，尤其在夏热冬冷地区，室外在夜间及下雨天气，气温低于26℃时间长度较长。
本发明的有益效果为：在公共建筑物设计时，摈弃原有最小新风量设计，采用最大新风量设计方法；在公共建筑物运行时，根据室外气候变化情况，反馈并控制暖通设备新风处理系统，合理利用室外≤26℃时的低温空气处理室内冷负荷，达到节能效果。具体操作是当室外气温≤26℃时，采用全新风处理室内冷负荷，当室外气温＞26℃时，将新风系统改为最小新风量运行，并启用制冷空调处理室内冷负荷。
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是根据本发明实施例二的结构说明图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种根据气象数据调整建筑物新风量设计运行的节能方法。
实施例一；
根据本发明实施例的根据气象数据调整建筑物新风量设计运行参数的节能方法，包括以下步骤：
建立房间热平衡模型：建筑房间k内的室温计算式；
Figure BDA0003152055650000031
式中，Tk(℃)是房间，K是当前时刻的室温；Tbak(℃)是不计当前时刻空调、自然通风、邻室通风、邻室传热的影响时，房间K的室温，TJ(℃)是第J个房间当前时刻的室温，φJ·O·K是它对房间K当前时刻的室温的影响系数；QHVAC·K(℃)是当前时刻投入房间K的空调热量(或冷量)，φHVAC·K(℃)是当前时刻的室外通风量，TOUT(℃)是当前时刻的室外温度；GJK(℃)是从第J个邻室到房间K的通风量；
当已知条件是送风温度和送风量以及末端再热量时，投入属于系统1的房间k的空调热量(或冷量)表示如下；
qhvac，k(τ)＝cpρGs，k(τ)[ts(τ)-tk(τ)]+qterm，k(τ)
其中，CP1OGS·K(℃)[TS(℃)-TK(℃)]是当前时刻空调系统L投入房间K的热量(或冷量)；GS·K(℃)是当前时刻系统L的送风温度；QTEM(℃)是当前时刻末端在热管投入房间K的热量(或冷量)；
建筑热平衡模型：
Figure BDA0003152055650000041
式中，
Figure BDA0003152055650000042
Figure BDA0003152055650000043
bkk＝-Φhvac，k；
G(τ)＝Φhvac，kcpρGs，k(τ)；
将一个包含二个房间和m个系统的建筑的室温计算式都写成式(4)的形式，并将所有房间的方程联立，可以写成如下的矩阵方程形式；
(A+G)Tr+BQterm-GPTs+C＝0
Figure BDA0003152055650000044
其中，矩阵P的元素由和1组成，是反映系统和房间的从属关系的转换矩阵，P的行数等于房间数二，列数等于系统数m，在矩阵P的每一行中有且仅有一个元素等于1。
实施例二；
如图1所示，在室外气温低于26℃时开启所有新风口，处理室内的冷负荷，当室外气温高于26℃时仅开启最小新风量对应的新风口
5-10月区间，尤其在夏热冬冷地区，室外在夜间及下雨天气，气温低于26℃时间长度较长。
在公共建筑物设计之初，通过当地气候数据搭建气候模型，统计当地高温季节(5月-10月)中，工作时间9:00-17:00段内，室外处于低温(≤26℃)天气的时间(小时数)，计算能够保证室温处于28℃以下时，需要的新风量，作为最大新风量。
取夏季室内空调设计温度，按照规范要求最小新风量对应的新风冷负荷，及室内其他冷负荷的和计算并选择对应空调设备。
新风管道按照最大新风量设计布置，风口按照最小新风量及最大新风量均可送风情况布置，并提供控制机制，令设备可根据风量要求控制关闭风口。
当建筑物运行时，室外气温处于低温(≤26℃)天气时，采用全新风运行处理室内冷负荷，当室外气温＞26℃时，开启最小新风运行状态，关闭多余风口，利用空调设备处理冷负荷。
室内气温，室外气温新风动作空调设备动作
Figure BDA0003152055650000051
针对办公楼的控制方式：办公建筑使用时间为8:00-18:00，根据气象参数，如7:30时室外气温符合最大新风量运行要求，则于7:30启动最大新风量运行模式降低室内负荷，随后根据室外气温及室内气温情况启停空调设备。
针对宾馆类建筑的控制方式：宾馆类建筑使用时间为全天，但具有全年个别时间使用集中，房间使用百分比波动情况大。因此，首先对最小新风设计为分区块处理，满足不同使用百分比时开启不同台数的能力。其次按照最大新风情况补充新风管道，对最大新风量的新风管道同样设计为分区块，满足不同使用百分比时开启不同台数的能力。为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，在公共建筑物设计时，摈弃原有最小新风量设计，采用最大新风量设计方法；在公共建筑物运行时，根据室外气候变化情况，反馈并控制暖通设备新风处理系统，合理利用室外≤26℃时的低温空气处理室内冷负荷，达到节能效果。具体操作是当室外气温≤26℃时，采用全新风处理室内冷负荷，当室外气温＞26℃时，将新风系统改为最小新风量运行，并启用制冷空调处理室内冷负荷。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种根据气象数据调整建筑物新风量设计运行的节能方法，其特征在于，包括以下步骤：
建立房间热平衡模型：建筑房间k内的室温计算式：
Figure FDA0003152055640000011
式中，Tk(℃)是房间，K是当前时刻的室温；Tbak(℃)是不计当前时刻空调、自然通风、邻室通风、邻室传热的影响时，房间K的室温，TJ(℃)是第J个房间当前时刻的室温，φJ·O·K是它对房间K当前时刻的室温的影响系数；QHVAC·K(℃)是当前时刻投入房间K的空调热量(或冷量)，φHVAC·K(℃)是当前时刻的室外通风量，TOUT(℃)是当前时刻的室外温度；GJK(℃)是从第J个邻室到房间K的通风量；
当已知条件是送风温度和送风量以及末端再热量时，投入属于系统1的房间k的空调热量(或冷量)表示如下；
Figure FDA0003152055640000016
其中，CP1OGS·K(℃)[TS(℃)-TK(℃)]是当前时刻空调系统L投入房间K的热量(或冷量)；GS·K(℃)是当前时刻系统L的送风温度；QTEM(℃)是当前时刻末端在热管投入房间K的热量(或冷量)；
建筑热平衡模型：
Figure FDA0003152055640000012
式中，
Figure FDA0003152055640000013
Figure FDA0003152055640000014
Figure FDA0003152055640000017
Figure FDA0003152055640000015
将一个包含二个房间和m个系统的建筑的室温计算式都写成式(4)的形式，并将所有房间的方程联立，可以写成如下的矩阵方程形式；
(A+G)Tr+BQterm-GPTs+C＝0
Figure FDA0003152055640000021
其中，矩阵P的元素由和1组成，是反映系统和房间的从属关系的转换矩阵，P的行数等于房间数二，列数等于系统数m，在矩阵P的每一行中有且仅有一个元素等于1。
2.根据权利要求1所述的一种根据气象数据调整建筑物新风量设计运行的节能方法，其特征在于，5-10月区间，尤其在夏热冬冷地区，室外在夜间及下雨天气，气温低于26℃时间长度较长。
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