[发明专利]一种利用主元解耦计算夏热冬冷地区建筑负荷的方法

摘要

本发明公开了一种利用主元解耦法确定夏热冬冷地区建筑冷热负荷的计算方法，将影响建筑冷热负荷的因素分为两大类建筑自有属性参数和运行属性参数。按下述步骤进行计算依据室内综合散热功率，计算冷热负荷的基准；依据建筑的作息时间，计算辐射系数和温差系数；依据建筑朝向、窗墙比、外墙热阻和窗户热阻，依次计算它们的修正系数；依据自有属性参数和运行属性参数的耦合影响，计算耦合影响系数；最终计算得到夏(冬)季单位面积建筑的平均冷热功率和典型日各个时间段的制冷(热)量。本发明能既满足工程应用精度要求，又能快速、经济地计算夏热冬冷地区典型建筑的冷热负荷，指导分布式能源系统设计，为系统运行优化提供依据。

主权项

一种利用主元解耦法计算夏热冬冷地区建筑冷热负荷的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)依据室内综合散热功率q4，计算冷负荷的基准值Cba和热负荷的基准值Hba：Cba＝Ca·q4+Cb，Hba=Ha·Cba6+Hb·Cba5+Hc·Cba4+Hd·Cba3+He·Cba2+Hf·Cba+Hg]]>其中，q4[W/m2]＝建筑单层实际高度[m]/3.6×(人员密度[人/m2]+室内各类用电设备功率[W/m2])；Ca，Cb，Ha～Hg为系数，取值如下表所示：(2)依据建筑的作息时间，计算辐射系数和温差系数：辐射系数温差系数其中，t1‑1～t1‑24为工作时间段，工作时取1，不工作时取0，辐射系数矩阵取决于太阳能辐射观测数据，温差系数取决于室内外温差，温差的计算依据地区每小时的温度测点数据和室内要求的人体舒适温度；(3)依据建筑朝向，计算朝向修正系数G(θ1)和G(θ2)，G(θ1)表示建筑朝向对冷负荷的影响，G(θ2)表示建筑朝向对热负荷的影响：G(θ1)=θa1·θ14+θb1·θ13+θc1·θ12+θd1·θ1+θe1]]>G(θ2)=θa2·θ24+θ2·θ23+θc2·θ22+θd2·θ2+θe2]]>其中，θ1，θ2表示建筑正南方向和地理正南方向的夹角，θa1～θe2是系数，取值如下表所示：(4)依据窗墙比，计算窗墙比修正系数：G(r1)＝ra1·r1+rb1G(r2)＝ra2·r2+rb2其中，r1，r2为窗墙比，r1＝r2，所述窗墙比指外窗面积与墙面积的比值，G(r1)表示窗墙比对冷负荷的影响，G(r2)表示窗墙比对热负荷的影响；，ra1，rb1，ra2，rb2是系数，取值如下表所示：(5)依据外墙热阻，计算外墙热阻修正系数：G(R11)=R1a1·R113+R1b1·R112+R1c1·R11+R1d1]]>G(R12)=R1a2·R123+R1b2·R122+R1c2·R12+R1d2]]>G(R11)表示外墙热阻对冷负荷的影响，R11、R12表示外墙热阻，R11＝Ri2，G(R12)表示外墙热阻对热负荷的影响，R1a1～R1d2是系数，取值如下表所示：(6)依据窗户热阻，计算窗户热阻修正系数：G(R21)=R2a1·R212+R2b1·R21+R2c1]]>G(R22)=R2a2·R222+R2b2·R22+R2c2]]>其中，G(R21)表示窗户热阻对冷负荷的影响，G(R22)表示窗户热阻对热负荷的影响，R21、R22为窗户热阻，R21＝R22，R2a1～R2c2是系数，取值如下表所示：(7)计算自有属性参数和运行属性参数的耦合影响，并计算夏季单位面积建筑的平均冷功率和冬季单位面积建筑的平均热功率：CoolHeatCbaHba{1+(G(θ1)G(θ2)×s(θ1)s(θ2))×(1.04-q4205)+elec1elec2×s(t1)s(t2)×(G(r1)G(r2)+G(R1)G(R2)+G(R21)G(R22))}]]>其中，当q4＝25W/m2时，每个时间段的制冷或热量占全天的总量的比例如下表所示：当综合散热功率不是25W/m2时，先按照上表计算25W/m2时的制冷或制热量，与25W/m2相差的部分按纯热量处理。