能耗分析方法

对温频（ＢＩＮ）法的改进
• 日射负荷包括透过玻璃窗的日射负荷和通过屋面、外墙的 不稳定传热负荷，其中，透过玻璃窗的日射负荷占的比重 最大。原有温频（ＢＩＮ）法假设透过玻璃窗的日射负荷 与室外干球温度有着一定的线性关系，这样处理与实际情 况不符。 • 根据现 有的计算透过玻璃窗的日射负荷的研究方法对其 进行改进，改进的方法不改变原温频（ＢＩＮ）法的思路。 • 单位空调面积日射负荷为:
根据《中国建筑热环境分析专用气象数 据集》，可以找到供暖期室外日平均温 度和采暖度日数，从而可以计算出整个 冬季总热量为Σ Qs。
CD — 修正系数, 考虑间歇采暖对连续采暖的修正, 可按表2取;
tN -W — 室内外设计温差, (来自百度文库 ) .������
表2������ 修正系数
• 同样还有空调度日数，指在供冷期内，室外逐日平均温度 高于室内温度基数的度数之和，即:
2.当量满负荷运行时间法—适用于空调或采暖设备的能耗计算 当量满负荷运行时间(τE ) : 全年空调冷负荷(或热 负荷)的总和QR (或QH )与冷(或热)源最大出力qR (或qB )比值 , 称为当量满负荷运行时间, 即:
ER
式中������ ������ ������ ������ ������
CL(Ti)=F*Cz*Cf(Ti)/Ar (W/m2空调面积) 式中，Ar—空调面积；F—玻璃窗面积；Cz—玻璃窗综合遮挡系数； Cf(Ti)—Ti温度下的日射负荷因数。
• 计算出各温度下负荷之后,乘以相应的频数ti得该温度下 的能耗: CL(Ti)×ti (W·h/m2空调面积) 。
TCL(THL) ( Ai Ki )(T Ti ) / Af
i 1
• • • • • •
式中：TCL、THL－分别为夏季、冬季由温差引起的传导负荷，W/m2； n－建筑物热传导表面数； Ai－第i个表面的面积，m2； Ki－第i个表面的传热系数，W/m2·℃； T－室外干球温度，℃； Ti－室内设定温度，℃。
• 4 新风负荷 • 新风负荷包括显热负荷和潜热负荷，分别根据下式进行计 算： CLVS (HLVS ) 0.34 V (T T ) / A
i f
CLVL 0.83V (d di ) / Af
• 式中：V－新风量，m3/h；d－室外空气含湿量，g/kg；di－室内设计
要求的空气含湿量，g/kg。
Q = ∑ [K ( tWX - tN ) fX ]
式中Q — 建筑物季节冷负荷或热负荷(K J) ; ������ K — 建筑物综合传热系数(KJ/h ℃ ) ; ������ tWX — 某一时刻室外空气的干球温度(℃ ) ; ������ ������ h). ������ ������ tN — 室内设计状态的干球温度(℃ ) ; fX — 某一室外空气干球温度值的年(或季节)小时频率值( ������
• TSCL与室外干球温度T之间存在如下线性关系：
TSCL (TSCL7 TSCL1 )(T Tph ) /(Tpc Tph ) TSCL1
• 3 内部负荷 • 内部负荷根据式进行计算：
CLI AU CLI max / Af
• 式中：CLI－内部负荷，W/m2； • AU－同时使用系数； • CLImax－照明、发热设备的最大负荷和房间内最大人数时的人体散热， W。
i 1 n
• • • • • • • • •
式中：SCL－平均日射负荷，7月份和1月份分别记作SCL7和SCL1，W/m2； n－建筑物朝向数； MSHGFi－朝向i的最大日射得热系数，W/m2； AGi－朝向i的窗子总面积，m2； SCi－朝向i的遮阳系数； CLFTi－朝向i的24小时日射冷负荷系数之和； FPS－月平均日照率； t－空调系统运行小时数，h； Af－建筑物空调面积，m2。
QER qER
或
EH
QEH qEH
τER, τER — 夏、冬季当量满负荷运行时间, ( h) ;
������ ������ QR, QH — 全年空调冷热负荷, (K J/a) ; qR, qH — 冷热源的最大出力, ( K J/h) ;
• 负荷率( ∑ ) : 全年空调冷负荷(或热负荷)与冷(或热)源在累 计运行时间内总的最大出力之和的比例, 称为负荷率∑ , 即 QR QH R q T 或 H q T H H R R
T —某日平均温度(℃ ), 我国气象部门统一规定每天观测记 录( 2, 8, 14和20时)室外空气温度, 故: T2 T8 T14 T20 T 4
采暖期总度日数是采暖期每日度日数的总和. 为了使统计出的度日数 具有足够的代表性, 一般应统计十年以上的气象资料, 表1是统计15~ 17年 气象数据后整理出的我国部分城市的度日数.
(b)通过屋面、墙体由日射引起的不稳定传热部分，可根据式进行计算：
TSCL
• • •
(A K
i 1 i
n
i
CLTDS KC FPS ) / Af
式中：TSCL－日射形成的传导负荷，7月份和1月份分别记作TSCL7和TSCL1， W/m2； CLTDS－日射形成的墙体冷负荷温差，℃； KC－墙体外表面颜色修正系数；
夏季工况总负荷
• 该地区夏季制冷室外计算温度为33.4℃，对于选定建筑， 其冷负荷为Qr=481.2 kW，当室外温度高于22℃时开始供 冷，冷负荷与室外温度成线性关系，则室外温度为t℃时 建筑物冷负荷的计算公式如下：
• 以t=31℃为例，当t=31℃时，按上式计算，Qr31=379.89 kW，将Qr31乘以t=31℃时出现的小时数T31=228h，可得t= 31℃时的总冷负荷： • Q31=Qr31×T31=379.89×228＝86615.95kWh
Q=Kt+C
式中：Q K C t 为某时刻的建筑冷负荷，W/m2； 为常数，即建筑冷负荷与室外干球温度线性关系的斜率； 为常数； 为室外干球温度，℃。
当假设室外干球温度为t1时，建筑冷负荷为Q1；室外干球温 度为t2时，建筑冷负荷为Q2。可得方程组： Q1=Kt1+C Q2=Kt2+C
由上述方程组可解出常数K 和C ，并带 入式中，得出建筑冷负荷与室外干球温度的 线性函数.
式中������ TR, TH — 夏冬季设备累计运行时间, ( h) .
故∑ R = τER /TR 或τER =∑ R *TR
,∑ H = τEH /TH
,τEH =∑H*TH
当量满负荷运行时间与建筑物的功能、性质、空调系统采用的节能方 式等因素有关。不同类型建筑物的当量满负荷运行时间见下表：
• 在得到当量满负荷运行时间和负荷率这两个基本数据后就 可以进行空调全年总耗能量的计算了.设备耗能量的计算 见表
•
可得制冷季总冷负荷∑Qrt=482212.75kWh
BIN法能耗模拟数学模型
在改进的BIN法中，空调负荷由太阳辐射负荷、传导负荷、内部负荷 和新风负荷四部分组成。为简化计算,假设围护结构负荷（日射得热和温差 传热）和新风负荷与室外干球温度存在线性关系。 1 太阳辐射负荷
SCL ( MSHGFi AGi SCi CLFTi FPS ) /(t Af )
假设室外温度为t1时，不需要开启空调系统，则此时建筑冷 t1 -t 负荷Q1取0，则上式可简化为
Q = —— Q2
t1-t2
该方法根据计算地点室外空气干球温度出现的年频率数( 用于全年运行的空调系统)或季节频率数(用于季节性空调系统 )和空调系统的全年或季节运行工况计算出不同室外空气状态 下的加热量和冷却量. 季节冷负荷或热负荷的计算公式如下:
上海地区的BIN参数
上海地区的BIN参数（一班制8:00~18:00）
冬季工况总负荷
• 某建筑为商住楼，室内环境要求较为严格。假设机组24小时连续正常 运行。某地区冬季供热室外计算温度为-11℃，此时建筑物热负荷 Qh=360.9kW。当室外温度低于15℃时开始供热。假定热负荷与室外温 度成线性关系，则室外温度为t℃时建筑物热负荷的计算公式如下：
CDD Ti TB
i n
• 我国一般取TB=26℃。TB 取值是一件比较复杂的事情,因 为并不是说室外气温低于TB便马上开启采暖,很多情况下 室内发热量(如照明、人体和设备)和日得热量足以抵消热 损失,而室内设定温度也不一定是18℃,因此为了计算精确， 还定义了以平衡温度Tbal，对于某个室内设定温度Ti，当 温度达到Tbal时，得热qgain正好等于热损失。
Tbal Ti
qgain Ktot
式中: Ktot—建筑的总热损失 系数，W/℃。
《节能设计标准》中，建筑物节能综合指标限值中 的耗冷量指标（qc）和空调年耗电量（Ec）是根 据建筑物所在地的制冷度日数（CDD26）确定的。 其值为一年中当某天的室外日平均温度高于26°C 时，将高于26 ℃的度数乘以1天，再将每一天的此 乘积累加。其单位为℃ · d。
采暖期总度日数
HDD TB Ti
i n
n—采暖期天数或计算天数， Ti—第i 天的室外日平均温 度，℃。
度日法采暖耗能量用下式计算:
24q( HDD)CD Qs t N W
式中Qs — 采暖期耗能量, (KJ); q —建筑物总的设计耗热量, (KJ/h); (HDD) —采暖期度日数, ( D. D );
常见空调系统全年（或季节） 能耗分析方法简介
1.度日法 度日法通常用来计算采暖期总的累计采暖耗能量. 度日, 是指每日平均温度与规定的标准参考温度(或称温 度基准)的离差. 因此, 某日的度日数, 就是该日平均温度与 标准参考温度的实际离差. 即:
(HDD) = TB –T
式中(HDD) —某日度日数( D. D) , 当T > TB 时, 则( HDD) = 0; TB — 标准参考温度( ℃), 我国一般取18℃; 国外取18.3℃
• 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18℃,过渡季节与制冷工况的转 换温度为26℃ 。 • 公共建筑的围护结构负荷、新风负荷与室外气象参数有关, 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18℃, 26℃的制约,还受建筑功能制约。导致 实际制冷空调能耗大于按度日数计算的空调能耗。 • 上表推荐的度日数与实际度日数有所区别。 • 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; • 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。
SCL与室外干球温度T之间存在如下线性关系：
SCL (SCL7 SCL1 )(T Tph ) /(Tpc Tph ) SCL1
式中：Tpc－高峰冷负荷温度，℃；Tph－高峰热负荷温度，℃；
2 传导负荷 传导负荷由两部分组成： (a)通过屋面、墙体、玻璃窗由温差引起的稳定传热部分，可根据式进 行计算： n
燃料消耗量的计算见表
注: qfHN — 锅炉额定出力时的燃料耗量( m3 /h) ( t /h)
耗水量的计算见表
3.负荷频率法，又为BIN method 这种方法是建立在空调负荷与室内外温差大致成比例这一 假设基础上的. 该方法根据计算地点室外空气干球温度出现的 年频率数(用于全年运行的空调系统)或季节频率数(用于季节 性空调系统)和空调系统的全年或季节运行工况计算出不同室 外空气状态下的加热量和冷却量。假设某个时刻的建筑冷负荷 Q 与室外空气温度t 存在下列关系：
• 以t=-1℃为例，按上式计算，则Qh-1=220.09 kW。将Qh-1乘以t=-1℃ 出现的小时数T-1=555 h，可得t=-1℃时供热季总热负荷： • Q-1=Qh-1×T-1=220.08×555＝123261.5kWh • 以此类推，可得到每一温度下的供热季负荷，将其累加即可得供热季 年总热负荷∑Qht=699286.94 kWh