[發明專利]一種辦公建筑室內空調溫度優化設定方法

有效

• 申請號: 201510260247.1
• 申請日: 2015-05-20
• 公開（公告）號: CN104896660B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 彭輝;王玉山;王丹;劉明月;楊晗;武明源;覃業梅
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: F24F11/00
• 分類號: F24F11/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113
• 代理人: 馬強,王娟

1.一種辦公建筑室內空調溫度優化設定方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)預測室外空氣溫度、太陽輻射熱作用的等效溫度以及室外綜合溫度T₀；室外綜合溫度T₀的表達式為：

其中，

T₀表示室外綜合溫度，室外綜合溫度等于所述等效溫度與室外空氣溫度之和，T_w表示室外空氣溫度，T_q表示太陽輻射的等效溫度，T_w.p表示當天室外空氣溫度的平均值，T_w.max表示當天室外空氣溫度的最大值，ω是室外空氣溫度變化的頻率，取值為π/12h^-1，t表示時刻，t₀表示室外空氣溫度變化的相角，ΔT_w是室外空氣最高溫度和室外空氣平均溫度的差值，k₀、k₁、k₂、k₃、k₄是常數，k₀、k₁、k₂、k₃、k₄的值是用最小二乘法對T_q進行曲線擬合得來的；

2)對辦公建筑房間進行熱力學分析，建立熱平衡方程，通過熱平衡方程得到空調負荷與室外溫度、空調溫度設定值和熱物質溫度的動態關系，設定優化模型的目標函數；熱平衡方程為：

白天：

夜間：

其中：M表示房間外墻的質量，C_m表示外墻的比熱容，T_m表示外墻內表面溫度，α_o表示外墻外表面的換熱系數，α_i表示外墻內表面的換熱系數，S_o表示外墻的表面積，T_s表示空調溫度設定值，E表示室內熱增益，Q_cl表示空調負荷，T_i表示夜間室內溫度，ρ表示空氣密度，C_p表示空氣比熱容，q_v表示夜間通風率；空調負荷與室外溫度、空調溫度設定值、熱物質溫度的動態關系如下：

其中，ζ＝MC_m/ρC_pq_v表示基于夜間通風率q_v的時間常數，γ_o＝α_oS_o/ρC_pq_v表示無量綱的外部對流熱傳遞數，γ_i＝α_iS_o/ρC_pq_v表示無量綱的內部對流熱傳遞數，表示外墻內表面溫度相對于室外溫度的相移，C₁是一個常數，由邊界條件求得；

3)用基于熱平衡數HB的計算方法計算熱舒適度指標PMV，將PMV值設定在規定的范圍內作為空調溫度設定的約束條件；

4)在上述各步驟的基礎上，建立空調溫度設定優化模型，用線性規劃法求能耗最小值的方法，對優化模型進行優化求解，得到各個時刻的最優空調溫度設定值。

2.根據權利要求1所述的空調溫度優化設定方法，其特征在于，熱舒適度指標PMV的計算公式為：

PMV＝2.43-3.76HB；

其中，T_sk表示人體皮膚平均溫度，T_mrt是環境的平均輻射溫度，M₀表示人體新陳代謝率，I_cl表示服裝的基本熱阻，I_a表示空氣層熱阻，f_cl表示服裝面積系數，I_a/f_cl＝0.1m²℃/W。

3.根據權利要求2所述的空調溫度優化設定方法，其特征在于，將PMV值設定為：-0.9≤PMV≤0.9。

4.根據權利要求3所述的空調溫度優化設定方法，其特征在于，空調溫度設定優化模型為：

其中，t₁為空調開啟時刻，t₂為空調關閉時刻，t₁～t₂之間為白天空調開啟時間段；表示外墻內表面溫度相對于室外溫度的相移；D₁、D₂表示加權系數，S_j表示房間第j個表面的表面積，其中S₀是外墻的表面積。