[發(fā)明專利]基于表面熱平衡的大空間分層空調負荷計算方法

有效

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• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN106934247B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 王昕;槐曉強;許宇坤;馬靜思;堵光耀;申樹仁;張玉潔;朱卓
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海德昭知識產(chǎn)權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

根據(jù)本發(fā)明所涉及的基于表面熱平衡的大空間分層空調負荷計算方法，包括以下步驟：步驟一，對大空間建筑外圍護結構以及地面內壁面能量分析，建立任意內壁面建立各內表面的熱平衡方程；步驟二，根據(jù)步驟一中的任意內壁面的熱平衡方程，建立大空間建筑的n個內壁面的能量方程；步驟三，對由非空調區(qū)轉移到空調區(qū)的移熱進行分析計算，得到非空調區(qū)空氣熱平衡表達式；步驟四，對空調區(qū)進行能量分析計算，得到大空間分層空調負荷表達式。本發(fā)明所涉及的基于表面熱平衡的大空間分層空調負荷計算方法從能量守恒角度提供一種概念清晰、物理意義明確的大空間分層空調負荷計算的方法，解決了現(xiàn)有技術中轉移熱形成負荷誤差大的不足。

技術領域

本發(fā)明屬于大空間負荷計算技術領域，具體涉及一種大空間分層空調負荷的計算方法。

背景技術

大空間建筑是指高度大于10m，體積大于10000m³的建筑。公共建筑中的體育建筑、觀演建筑、會展建筑、交通建筑及工業(yè)廠房等均屬于大空間建筑。大空間建筑種類繁多、形態(tài)各異、內涵豐富，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人類對大空間的需求在不斷增長，尤其在我國，大空間建筑取得突飛猛進的發(fā)展，其建筑跨度逐漸增大，建筑結構日趨復雜。大空間建筑被視為城市發(fā)展的標志，是城市經(jīng)濟、文化的重要體現(xiàn)。

考慮降低建筑能耗與提高室內空氣品質，大空間建筑常采用分層空調。分層空調是指僅對大空間建筑下部人員居留區(qū)進行空調，而對上部空間不進行空調的空調方式。分層空調負荷是確定空調系統(tǒng)向室內提供冷量的主要依據(jù)，也是評估分層空調節(jié)能量的關鍵。區(qū)別于常規(guī)空調負荷，目前大空間建筑分層空調負荷計算主要考慮在空調區(qū)常規(guī)空調負荷(如圍護結構傳熱負荷、室內熱源負荷、新風或滲透負荷等)的基礎上增加輻射轉移負荷和對流轉移負荷，這兩者均是非空調區(qū)向空調區(qū)轉移熱形成的負荷。

而現(xiàn)有的技術存在三點不足之處使所得負荷產(chǎn)生較大誤差。原因如下，其一：在計算空調區(qū)常規(guī)空調負荷，輻射轉移熱負荷及對流轉移熱負荷這三部分負荷的時候是分別獨立計算的然后疊加在一起，而室內擾量、室外擾量及非空調區(qū)和空調區(qū)的換熱這三部分是相互作用最終形成負荷的。其二：輻射轉移負荷計算分為兩步：一是輻射轉移熱采用非空調區(qū)向空調區(qū)地板的輻射換熱為基數(shù),再乘以比例系數(shù)(手冊建議取1.3)得到非空調區(qū)向空調區(qū)的總輻射轉移熱，其中輻射換熱計算采用直接輻射模型；二是對于其得熱引起空調負荷過程，以輻射轉移熱乘以經(jīng)驗系數(shù)C2(手冊推薦值為0.45～0.72，一般可取0.5)的方法確定輻射轉移負荷。第一步中的1.3和第二步的C2取值都經(jīng)驗值使計算產(chǎn)生誤差。其三：對流轉移熱負荷的計算也是通過人工查線圖所得，線圖也是經(jīng)驗所得存在誤差，再者在手工查圖的時候也會出現(xiàn)誤差。

發(fā)明內容

本發(fā)明是為了解決上述問題而進行的，本發(fā)明從能量守恒角度提供一種概念清晰、物理意義明確，更加準確的大空間分層空調負荷計算的方法。

本發(fā)明提供了一種基于表面熱平衡的大空間分層空調負荷計算方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一，對大空間建筑外圍護結構以及地面內壁面能量分析，對任意內壁面的內表面建立熱平衡方程，所述熱平衡方程表達式為:

式中：-第i面單位面積接受的由室外擾量引起的傳熱量，W；

-第i面單位面積周圍空氣的對流換熱量，W；

-第i面單位面積與其他內表面的輻射換熱量，W；

-第i面單位面積接受的由室內熱源引起的輻射熱量，W

步驟二，根據(jù)步驟一中的任意內壁面的熱平衡方程，建立大空間建筑的n個內壁面的能量方程，所述n個內壁面的能量方程表達式為：

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