用于空调系统设计的全年双负荷曲线分析法.doc

1 用于空调系统设计的全年双负荷曲线分析法 Annual Twin Load Curves Analysis for HVAC system design 提要为了更好地节省空调系统能耗和获得更好的室内空气质量, 基于建筑全年模拟分析的观点, 提出了一种简单实用的建筑双负荷曲线分析法( TLCA ), 它不仅能给出最大的空调冷热负荷, 而且能用于指导如何确定能满足全年运行要求的设备与冷热源的设备,并能确定过渡季的运行方式。最后给出工程应用实例来说明应用此方法的优点。 2 关键词空调系统设计/ 负荷计算/ 建筑模拟/ 过渡季 Abstract To reach higher energy efficiency and better indoor air quality (IAQ), introduces a simplified analysis method, named Twin Load Curves Analysis (TLCA), based on building annual dynamic simulation for HVAC system design. It can be used not only for predicting the maximum cooling/heating load, but also to determine the reasonable number and size of chillers/heaters and other equipment, and to determine the operation mode in intermediate seasons. Shows with examples how efficient using TLCA in real design projects. Keywords air conditioning system design, load calculation, building simulation, intermediate seasons. 1 引言在全年采用空调的建筑物的空调系统设计中, 一般采 3 用不稳定传热方法计算夏季围护结构空调负荷, 而采用稳定传热方法计算冬季围护结构空调负荷; 利用夏季室外计算温度、计算日平均温度与日较差求得夏季计算日逐时温度,并以此计算围护结构传热量与逐时新风负荷。冬季则利用冬季空调室外计算温度计算围护结构传热负荷与新风负荷, 该计算温度是历年平均每年不保证 1 天的日平均温度。这种方法可以比较方便地求得全年运行所需要的最大供冷与加热设备的容量,从而选取设备,确定系统的配置。现代社会的建筑业随着经济的发展而迅猛发展, 出现了很多大型的公共设施建筑与商用建筑。这些建筑由于具有内部冷热负荷分配显著不均衡, 有大量无外墙外窗的内区, 对空气质量要求高, 有些区域的室内产热量与最大负荷时间可能无法预测( 如会议厅) 等特点, 其空调系统的设计与运行有其独特之处, 如某个区域在某段时间需要同时供冷供热。在这种情况下, 如何优化系统配置, 确定管网形式和最佳运行方案,使其能以最小的设备与土建初投资、最小的运行费和最高的设备利用率保证整个建筑各区域在不同季节都满足设计要求,是空调设计中更重要的步骤,而仅考虑负荷峰值是不可能满足现代建筑的空调系统设计要求的。在一些有问题的空调系统中,尤其是多区系统,问题往往表现为过渡季室温太高或太低, 由于系统最初的设计 4 就不合理,因此这种问题无法依靠改进运行方式来解决。此外, 长江流域以南地区对室内环境要求较高的建筑的冬季空调设计也是一个需要研究的问题。成其对于一些早晚需要供热而日间需要供冷的建筑物或间歇使用的建筑物来说, 显然动态的负荷分析方法比稳定传热分析法更为合理。综上所述上所述, 在空调设计中, 我们会面临这样的问题: 如何确定冷冻机或热水锅炉的台数和规格?如何确定供冷或供暖的开始时间?风机盘管加新风系统是否能满足过渡季的要求?有无必要采用四水管系统?如何避免不合理的设计造成的优化运行无法实现?等等。传统的设计方法无法回答这些问题。为了解决这一问题, 很有必要在现代建筑空调设计中采用建筑能耗全年模拟分析的方法。尽管目前国内外已有很多成熟的软件可供使用, 但这些软件的使用方法和输出的结果均太复杂, 不便于建筑设备工程师在设计中使用。因此必须寻求一条途径来缩短建筑模拟研究与实际设计工作之间的距离, 使设备工程师能够把建筑动态模拟的成果用于工程设计。本文提出一种基于建筑负荷动态模拟的全年双负荷曲线分析法,就解决上述问题进行探讨,并给出设计实例。 5 2 建筑物全年双负荷曲线分析法建筑物全年双负荷曲线分析法简称 TLCA ( Twin Load Curve