采暖室内_外计算温度对能源消耗的影响_郝学兵

问题。这些参数包括供暖室外计 算温度、供暖室 内计 算温度 等, 现在 一一 和现在采用的供暖室外计算参 数进行 比较。以 下是由 以上数 据库总 结出
对其进行讨论。
的我国严寒及寒冷地区城市的三种建筑的供暖室外计算温度:
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二、供暖室外计算温度
从以上数据中看出, 不同功能 建筑的 供暖室 外计 算温度 差值, 严 寒地
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理论研究
采暖室内、外计算温度对能源消耗的影响
s 郝学兵
本文通过对不同采暖室内、外计算温度下冬季供暖热负 荷的计算, 得出采 暖室内、外计算温 度对能源消 耗的影响程 度, 从 而给采 暖热负荷计算参数的选取提供参考。
采暖室内计算温度 采暖室外计算温度 能源消耗
一、引言
分别为: 住宅、学校教学楼和 商业建 筑。住宅 的统计 时间为 全天 24 小时;
CH. 25. [ 4 ]洪天真, 江亿. 冬季供 暖系统负 荷计算用 的室外综 合计算温 度, 暖
通空调. 1993, ( 3 ): 10- 13. [ 5 ]张晴原, JoeH uang. 中国建筑用标准气象数据库. 机械工业出版社. [ 6 ]建设部工程质量安 全监督与 行业发展 司, 中国建 筑标准设 计研究
节约锅炉容量: 245MW 另外北京市区集中供热面积仅占 30% , 如果计算上余下的区域 节能效 果将会更加明显。 从以上所做计算来看, 改变供 暖室外 计算温 度对于 单一建 筑来说, 可 能节能效果不是很明显, 但是节能往往就在点滴之 间, 积少成多, 就可 以看 出效果。对北京市的计算就充分体现了这一点。 三、供暖室内计算温度 供暖室内计算温度对于节能来说也是一个重要的 参数, 就计算热 负荷 及节约设备容量来说, 它改变 1e 与供暖室外计算温度改变 1e 所达到的效 果是一样的。但冬季供暖热负 荷来说 确有很 大的不 同。现在 在我们 的设 计中, 若规范中给出的室内计算温 度为一 个范围 时, 一般 情况 下会按 中间 值进行设计, 甚至会取上限 值。假若取 下限 值, 会有 什么样 的效果 呢? 现 在仍以北京为例进行计算 (计算参数同 1. 2), 计算结果如下: 设计热负荷: tn = 18e 时, 为 6617MW
要求很高时, 应采用最低温度平均值或满足 99% 时间能达到室内 设计温度
的值作为室外计算温度。0
表 1 寒冷地区不同功能建筑室外计算温度
注: 因以上数据总结自标准年数据
图 1供暖热负荷延续时间图 ( tw. = - 8. 9e )
注: 因以上数据总结自标准年数据, 所以两表内室 外计算温度, 均 采用 标准年中该时段最低温度。
计算温度。0 1975年, ASHRAE 标准 90) 75在 5新建筑物设计节能 6中规定:
/ 供暖设计应选取保证当地 97. 5% 时间能达到室内设计温度作为室外计算 温度。同时指出, 如果房屋是轻型围护结构, 又有大 面积玻璃, 且室温 控制
表 3 供暖室外计算温度为 - 8. 4e 时, 天津室外温度延续小时数
= 2. 237( ( 95 + 70) / 2- 17 ) 0. 302 = 7. 91( W /m 2. e ) 每片散热器散热量: q= KF$ t
= 7. 91 @ 0. 28 @ 65. 5= 145. 1W 节约散热器片数: n= ( 37481- 36757) @ 103 / 145. 1 = 4990片 节约金属: 4990 @ 8= 39920kg 下面进行计算商业建筑的计算, 现在大城市的商业 建筑基本上均 采用 中央空调供冷供热, 但按照散热 器计算足 以说明 要讨 论的问 题, 并且 这样 可简化计算, 所以商业建筑也按照以上的计算方 法计算。现在以天津 一建 筑面积 50000平方米的商业建筑为例进行计算。计算结果如下: 设计热负荷: tw. = - 8. 9e 时, 为 50000 @ 70= 3500KW
主要途径基本上都是对建筑结构进行改进。例如新 的节能标准中 对墙体、 平均的标准月平滑连接而成。而 标准月 则是各 主要气 象要素 及其构 成都
玻璃等的传热系数、窗墙比、建 筑物的 形体系 数的规 定等。现 在我们 想从 接近平均值的月份。由于采用的非原始数据所以只 能作定性分析, 所以由
另一些途径来考虑节能的问题, 这就是负荷计算过 程中的一些参数 的选择 该数据库中得出的室外计算温 度只能作 为三种 类型建 筑比较 之用而 不能
于住宅建筑基本整天都有人居住, 采用能保证当地 99% 时间能达 到室内设 热负荷及表 2、3 中的数据绘制供暖热负荷延续时间图。
计温度的供暖室外计算温度; 而对于商业建筑或者 其它直到接近中 午才有
表 2 供暖室外计算温度为 - 8. 9e 时, 天津室外温度延续小时数
人的建筑就采用保证当地 97. 5% 的时 间能达到 室内设计 温度的供暖 室外
我国现行的 5暖通规范 6采用了不 保证天数 法确定北 方城市的供 暖室 区的供暖室外计算温度要普遍高于寒冷地区, $ t2最大的达到 4e 。
外计算温度值。规范规定: / 供暖室外计算温度, 应 采用历年不保 证 5 天的
现根据以上数据, 以天津为例对不同 的供暖室外计 算温度进行 冬季供
日平均温度 0。
tn = 19e 时, 为 6617 @ ( 19+ 9) / ( 18+ 9) = 6862MW 冬季供暖热负荷: tw. = - 18e 时, 43800128667M J
tw. = - 19e 时, 46074997029M J 节能: 126863658M J 节煤: 126864 t 节约散热器片数: 1723747片 节约金属: 13790 t 节约锅炉容量: 245MW 所以, 我们在设计过程中在满足规范 要求的情况下 尽量将室内 计算温 度选择低一点, 另外现在在一些小 城镇的 改选过 程中, 应该根 据当地 人的 生活习惯选定室内计算温度, 不能完全照搬其它城 市的计算温度。 当地人 已经习惯现在采暖条件所能达 到的室内 温度, 没有必 要将其 人为的 提高, 这样既浪费了能源又不符合当地人的生活习惯。 四、结论 室外计算温度和室内计算温度对能源的消耗都有 很大的影响, 其中室 内设计温度影响比室外计算温度的影响要更加明显。
tw. = - 7. 9e 时, 为 3500 @ ( 17 + 7. 9 ) / ( 17 + 8. 9 ) = 3365KW
冬季供暖热负荷: tw. = - 8. 9e 时, 2. 48518 @ 1013 J tw. = - 7. 9e 时, 2. 48265 @ 1013 J
节能: 2. 52733 @ 1010 J 节煤: 1409kg 节约散热器片数: 930片 节约金属: 7440kg 2. 供暖室外计算温度应该随着气候的变化适当调整 规范规定: / 供暖室外计算温度, 应采用历年平 均不保证 5天 的日平均 温度 0。对于大多数城市来说, 是指 1951 ~ 1980年共 30年的气象统计工作 资料里, 不得多于 150 天的实际日平均温度低于所选定的室外计算温度。 有人据不保证 5 天的规定, 对 北京 196 l~ 2000 年 40 年的 气象资 料进 行了统计分析, 得出北京的室外 计算温 度为 - 8e , 比 现在所 采用的 - 9e 高了 le 。对于北京市 8810 万平方米的集 中供暖面积来 说, 室外计算 温度 提高 1e 所带来的节能效果, 是不可低估的。现在进行分析计算, 来看看到 底能节约多少能源。室内设计温 度按规 范中所 允许的 住宅的 最低设 计温
参考文献: [ 1 ]涂光备等. 供热计量技术. 中国建筑工业出版社. [ 2 ]贺平, 孙刚. 供热工程 (第三版 ). 中国建筑工业出版社. [ 3 ]ASHRAE H andbook- 1993 Fundam en tals Am erican Society o fH eating
R efrigerating and A ir - cond ition ing E ngineers, A tlan,t GA, 1993,
在美国的 ASH RAE H andbook - 1993 Fundam entals里有 这样的 描述: / 冬季 热负荷为 37481KW。在供暖室外 计算温度 为 - 8. 4e , 供暖室 内计算 温度
天空晴朗的时候, 每天的最低气温一般出现在 早晨 6: 00至 8: 00 之间。对 为 17e 时, 设计热负荷 = 37481 @ ( 17+ 8. 4) /( 17+ 8. 9) = 36757KW。据此
建筑能耗在世界各国能耗 总量中 占有重 要地位。 工业发 达国家 建筑 学校的统计时间为早 晨 7: 30到 23: 00 (以天 津大学 教学楼 的作 息时 间为
能耗占总能耗的 42% ~ 45% , 我国占全 国总能耗 的 25% 。而在我 国严寒、 准 ); 商业建筑的统计时间为早晨 9: 00至 21: 00(以天津滨江道商业街大部
暖能耗分析。
1. 室外计算温度的应随建筑物使用功能的不同而不同
先对学校教学楼进行分析 (以 天津大学 为例 )。天津大 学教学楼 建筑
在我国现行规范中, 供暖室外计算温度基本是一个 地区或者几个 城市 面积 535437m2, 按照面积热指标法计算其热负荷。在供暖室外计 算温度为
共用一个温度, 而这个温度并没有考虑建筑物的 用途及建筑物的 结构。而 - 8. 9e , 供暖室内计算温度为 17e 时, 取其 面积热指标 为 70W /m, 则设计
现在, 我们对不同功能的建筑采用不同的室外计算 温度与住宅的 室外 计算温度进行进分析对比。分析 过程中 我们采 用和三 种类型 的功能 建筑
图 2供暖热负荷延续时间图 ( tw. = - 8. 4e ) 由此图计算得出:
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tw. = - 8. 9e 时, 冬季供暖负荷为 266269. 2568 @ 109 J; tw. = - 8. 4e 时, 冬季供暖负荷为 266150. 1544 @ 109 J; 节能: 118. 1024 @ 109 J; 节煤量 =节省热负荷 /管网输送效率 /锅炉运行效率 /标准煤单位发热量
寒冷北 部地 区, 建 筑总 能耗 超过全 国平 均数, 约占 地区 总能耗 的 30% ~ 分商场作息时间为准 )。气象 参数采用 机械工业 出版社出 版的 5中 国建筑
40% , 建筑能耗中又以供热、空 调能耗 占主要 部分。现 在降低 供热能 耗的 用标准气象数据库 6中的标准 年的气象 数据。所谓 标准年 是由 12个 接近
= 118. 1024 @ 109 / 0. 9 /0. 68 / 29. 3 @ 106
= 6586kg 除了燃料的节省外, 采暖设备 的容量也 能降低。现 在以铸 铁 4 柱 813 型散热器, 每 10 片为一组, 明装, 管路连接 为同侧上进下 出, 供回水温 度为 95 /70e , 室内计算温度 17e 为例计算两种情况下散器数量的差异。 传热系数: K= 2. 237$t0. 302
所. 2003全国民用建筑工程设计技术措施 ) 暖通空调动力. [ 7 ]王荣光, 沈天行. 可再生能源利用与建筑节能. 机械工业出版社. [ 8 ]轩春怡, 高燕虎, 季慧 君. 北 京市 冬季 采暖气 候条 件分 析. 气 象科
技, 2003, 31 ( 6): 373 - 375. (作者单位: 天津市通利房地产开发公司 )
度计算, 面积热指标选 60W /m, 计算结果如下: 设计热负荷: tw. = - 9e 时, 为 8810 @ 104 @ 70= 6617MW tw. = - 8e 时, 为 6617 @ ( 18+ 8) / ( 18+ 9) = 6372MW 冬季供暖热负荷: tw. = - 9e 时, 43800128667M J tw. = - 8e 时, 43707557631M J 节能: 92571036M J 节煤: 5162 t 节约散热器片数: 1723747片 节约金属: 13790 t