[發(fā)明專利]一種辦公建筑室內(nèi)空調(diào)溫度優(yōu)化設定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510260247.1
• 申請日: 2015-05-20
• 公開（公告）號: CN104896660B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設計）人: 彭輝;王玉山;王丹;劉明月;楊晗;武明源;覃業(yè)梅
• 申請（專利權(quán)）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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種辦公建筑室內(nèi)空調(diào)溫度優(yōu)化設定方法。

背景技術(shù)

在大型辦公建筑中，空調(diào)能耗約占建筑總能耗的40％，并且隨著大型辦公建筑的增多以及人們對舒適度的要求日益提高，空調(diào)能耗迅速上升，如何采取有效的措施在保證人體舒適度的基礎(chǔ)上降低空調(diào)能耗對于建筑節(jié)能意義重大。

空調(diào)溫度設定分為固定溫度設定和動態(tài)溫度設定兩種，固定溫度設定即空調(diào)的設定值在一段時間內(nèi)是恒定值，動態(tài)溫度設定即空調(diào)的溫度設定值隨著室外溫度等環(huán)境變化而逐時變化。傳統(tǒng)的空調(diào)溫度設定多采用固定溫度設定的方法，因此，目前對空調(diào)節(jié)能的研究主要是建立在固定溫度設定的基礎(chǔ)上，其中三個主要的方向是：空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造、辦公建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能設計和管理節(jié)能?？照{(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造主要是利用新技術(shù)新材料對空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能改造，提高空調(diào)系統(tǒng)中用能設備的利用效率。但是因為投資巨大或受建筑空間的限制，該節(jié)能方法的使用受到較大限制。辦公建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能設計主要是通過改善圍護結(jié)構(gòu)的設計以及提高門窗的氣密性等措施間接減小空調(diào)能耗。這種方式只能應用在建筑的設計與施工階段。管理節(jié)能主要是通過完善空調(diào)的節(jié)能運行制度、規(guī)程、人員培訓等避免運行人員不合理的操作和空調(diào)用戶不節(jié)能的使用習慣而造成的能耗浪費。這種方法受到相關(guān)人員的主觀能動性限制。動態(tài)空調(diào)溫度設定方法在同時滿足人體舒適度和節(jié)約空調(diào)能耗方面具有獨特的優(yōu)勢。預測室外空氣溫度和太陽輻射的等效溫度變化軌跡、以及確立衡量人體熱舒適度的指標是研究動態(tài)空調(diào)溫度設定方法的基礎(chǔ)。通過室內(nèi)外環(huán)境因素的變化和室內(nèi)人員熱舒適感覺，實時調(diào)整空調(diào)溫度設定值是動態(tài)空調(diào)溫度設定方法的關(guān)鍵，在這方面已有的技術(shù)不是很成熟，尚需進一步的改進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種辦公建筑室內(nèi)空調(diào)溫度優(yōu)化設定方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種辦公建筑室內(nèi)空調(diào)溫度優(yōu)化設定方法，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；

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(diào)負荷與室外溫度、空調(diào)溫度設定值和熱物質(zhì)溫度等的動態(tài)關(guān)系，設定優(yōu)化模型的目標函數(shù)；

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

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

所述步驟1)中，室外綜合溫度T₀的表達式為：

T₀＝T_w+T_q；

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，△T_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(shù)，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。

所述步驟2)中，熱平衡方程為：

白天：

α_iS_o(T_m-T_s)+E＝-Q_cl

夜間：

ρC_pq_v(T_o-T_i)+α_iS_o(T_m-T_i)＝0