[发明专利]一种办公室内部冷负荷的计算方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑采暖空调负荷计算领域，具体讲，涉及一种办公室内部冷负荷的计算方法。

背景技术

采暖空调负荷计算是准确配置设备系统、实现高效运行和良好的室内环境的基础，目前比较常见的负荷计算方法为面积指标法，然而通过调研发现，面积指标法虽然能适用于大部分建筑负荷的负荷计算，但往往存在负荷设计偏大的问题，难以精确计算出建筑的实际负荷。事实上，影响办公建筑负荷的因素多样，包括外部因素、内部因素、系统相关量三个方面。其中，外部因素主要包括室外气象条件、围护结构等；内部因素包括人员、设备、照明等；系统相关量主要包括机组能耗、水泵能耗、流体系数等。以办公建筑负荷的影响因素为依据可以将建筑冷负荷分为三部分，一部分是通过围护结构传热和透过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷，记为外部负荷；一部分是室内热源散热形成的冷负荷，记为内部负荷；另一部分是新风负荷，由于新风量与人员数量有关，而新风的送风温差又与室内外设计温度有关，故将其单独列为一部分。随着建筑围护结构保温性能的逐步提高，室外温度、太阳辐射等外部环境因素对建筑负荷的影响在逐步减弱，而以室内人员行为为代表的内部因素已成为影响建筑负荷最重要的因素。内部负荷的计算精确与否直接关系到整个建筑负荷的精度。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出一种办公室内部冷负荷的计算方法，适用于办公室的内部负荷扰量及其计算方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种办公室内部冷负荷的计算方法，包括以下步骤：

步骤(1)：建立人员在室率逐时变化模型：输入参数为在室人数逐时变化值，输出参数为办公室人员在室率变化曲线；

步骤(2)：建立设备冷负荷逐时变化模型，计算办公室内设备逐时冷负荷：输入参数为：设备类型、各类型设备的台数及额定功率；输出参数为办公室稳定使用时，设备冷负荷逐时变化曲线；

步骤(3)：建立人员冷负荷逐时变化模型，计算人员逐时冷负荷：输入参数为在室人数逐时变化值；输出参数为办公室稳定使用时，人员冷负荷逐时变化曲线；

步骤(4)：建立照明冷负荷逐时变化模型，计算室内照明逐时冷负荷:输入参数为办公室稳定使用时，灯具数量以及功率；输出参数为办公室稳定使用时，照明冷负荷逐时变化曲线；

步骤(5)：将设备逐时冷负荷、照明逐时冷负荷、人员逐时冷负荷相加，获得办公室内部冷负荷模型。

所述步骤(1)建立人员在室率逐时变化模型，具体步骤如下：

1)人员在室率计算公式为当前室内人数与设计在室人数之比：

式中：y为不同时刻的人员在室率，N为办公室设计在室人数，n_t为t时刻的在室人数；

2)计算典型办公室人员在室率变化；

3)将典型的一天上班时间分为上班时间自08:30至09:30、午休时间自11:20至13:00、下班时间自17:20至18:00、工作时间自09:30至11:20以及自13:00至17:20四个时间段，获得每个时间段一周的平均在室人数变化后，即可分别用下列公式对人员在室率进行拟合：

y＝ax³+bx²+cx+d (2)

式中：y为不同时刻的人员在室率；a、b、c、d为模型系数；x为时间。

所述步骤(2)建立设备冷负荷逐时变化模型，具体如下：

办公建筑室内设备冷负荷采用如下公式计算：

其中

式中：q_e为设备散热量，W；为设备显热散热冷负荷系数；n₁为单台设备的使用效率，取值0.15至0.25；n₂为设备折合系数，取值1.1；N_e单台为设备的额定功率，W。

所述步骤(3)建立人员冷负荷逐时变化模型，具体如下：

代入人员在室率可计算得到人员逐时冷负荷，公式如下：

式中：Q_c为人体显热散热形成的逐时冷负荷，W；q_s为不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W；集群系数；C_LQ为人体显热散热冷负荷系数。

所述步骤(4)建立照明冷负荷逐时变化模型的具体步骤如下：

1)对于对存在多个照明分区的办公室中，灯具开启率根据下式计算：