集中式空调系统能耗评价体系的研究

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集中式空调系统能耗评价体系的研究

武汉科技大学 李玉云

摘要 结合武汉地区的工程 给出了典型建筑当量满负荷运行时间 讨论了集中空调系统全年能耗计算方法和能耗评价体系 认为周边全年热负荷系数ΠΑΛ 空调能耗因数ΧΕΧ 是适合评价我国集中空调系统设计是否合理的有效能耗评价指标 但ΧΕΧ 对基于计算负荷偏大

所匹配的空调设备没有约束边界条件 建议尽快研究适合我国的ΠΑΛ ΧΕΧ 基准∀

关键词 全年热负荷系数 空调能耗因数 当量法 频率法

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引言

为节约和合理利用能源 许多国家制定了相关法律和法规 并研究了各种评价方法和评价指标∀例如 德国对建筑物总体的综合性能提出要求 按体形大小划分建筑物的级别 规定各类建筑物的单位体积热 冷 损失不得超过一定的标准∀美国及加拿大等国 则根据室外温度直接确定建筑物各部位的最大容许传热系数 这种做法比较直观 易掌握 但有碍设计的自由度∀日本在 年 月提出了对建筑物节能的评价方法 其特点是 适用于各种建筑物 不仅仅考虑建筑保温性能 而且强调各种不同的节能措施的综合效果 不过分束缚设计的自由发挥 能够适应新的节能措施∀我国的居住建筑节能设计标准综合考虑了上

述方法的特点 有两套并行的指标体系 既规定居住建筑围护结构传热系数 建筑体形系数 窗墙比等指标 又规定了居住建筑的供暖 空调的能耗指标∀

对于公共建筑 由于其功能复杂 建筑设计需要有一定的自由空间 并且空调冷负荷以室内得热为主 一般占 ∗ 新风冷负荷一般占 ∗ 节能方法诸多∀用于居住建筑的能耗评价指标不太适合公共建筑∀因此 为做到建筑

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李玉云 女 年 月生 大学 副教授 武汉科技大学城市建设学院建筑设备系

收稿日期 修回日期

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节能与环境共存设计 有必要研究公共建筑集中空调系统的能耗评价体系∀目前在国内外讨论得比较多的指标有 周边全年负荷系数指标和空调能耗因数∀根据我国的国情 笔者结合武汉地区的气候条件 以两座典型大楼为例 重点讨论空调能耗因数法∀两座大楼的建筑功能 建筑面积及空调运行时间见表 ∀

表 空调运行时间

建筑

建筑类型建筑面积

制 冷

供 热

商 场 月 日∗ 月 日 ∗ 写字楼

月 日∗ 月 日 ∗ 月∗ 月

办公室工艺空调

月 日∗ 月 日 ∗ 月∗ 月 月 日∗ 月 日

月∗ 日

全年空调耗能量计算 度日法

度日法通常用来计算供暖期间的累计供暖耗能量 但也可以用来计算制冷季节耗能量∀表 是 居住建筑节能设计标准 推荐的几个典型区域的度日数∀

表 典型区域的度日数

ε

武汉

重庆

上海

供暖度日数Η∆∆ 空调度日数Λ∆∆

耗能量计算

耗能量计算公式为

Θ

θ Η∆∆ Χ

∃τ

式中 为每日小时数 θ为建筑物总的设计空调热负荷或冷负荷 Χ 为修正因数 考虑间歇空调对连续空调的修正 供热季节为 制冷季节为 由于目前没有空调季节Χ 故参考供暖季节Χ 取值

∃τ为室内外设计温差 ε Η∆∆为供暖度日数∀计算结果见表 ∀从

表中可看出 实测的 楼供暖季耗能量小于计算耗能量 而制冷季耗能量大于计算耗能量∀

讨论

度日数反映了各地区的寒冷与炎热情

况 供热与过渡季节空调系统工况转换温度为

ε 过渡季节与制冷工况的转换温度为 ε∀而公共建筑的围护结构负荷 新风负荷与室外气象

表 度日法能耗计算

原始设计空调负荷供暖季制冷季

冷负荷系数法空调负荷计算结果供暖季制冷季实测数据计算结果供暖季制冷季

设计负荷

单位面积 负荷

耗能量

耗能量相 对误差

参数有关 但室内热源引起的空调负荷仅与室内热

源有关 并且占了相当大的比例 所以制冷季室内开空调的时间不仅仅受室外气象参数 ε ε的制约 还受建筑功能制约∀例如 楼 月初就有

可能开制冷机 导致实际制冷空调能耗大于按度日

数计算的空调能耗∀

推荐的度日数与武汉实际度日数有所

区别 武汉市建筑节能办统计的供暖度日数为

ε 供冷度日数 ε ∀根据建筑功能 笔者

按逐时温度统计的供暖小时数为 ∗ 制冷小时数为 ∗ ∀

写字楼与办公楼春节期间不办公 室

内热源可以抵消一部分热负荷以及抑制能源使用 因此写字楼实际供热空调能耗远远小于按度日数计算的空调能耗 楼按度日法计算的供暖能耗量小于实际能耗量∀

度日法计算的制冷耗冷量小于实际耗

冷量的主要原因是空调系统实际供冷度日数远远大于推荐的度日数∀

扩大度日法

这种方法考虑了不同功能建筑室内热源 适合

于不同建筑全年空调能耗计算∀日本采用扩大度日法 但目前我国没有采用这种方法∀本文不作讨论∀

当量满负荷运行时间法 能耗计算

当量满负荷运行时间的定义是 全年空调冷负荷

或热负荷 的总和与制冷机 或锅炉 最大出力的

比值∀由于气象资料缺乏及现场检测仪器等原因 旅馆 调度大楼 商场制冷机全年制冷量近似取空调冷负荷∀耗电量指标一般取 ∗ 超节能型机组耗电量指标小于 ∀考虑到机组的各方面情况 本

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