度日法和温频法计算方法介绍

度日法和温频法计算方法介绍摘要：根据《可再生能源建筑应用示范项目测评导则》（地源热泵系统测评）可以知道：建筑全年累计冷热负荷的计算，冬季：根据测试期间系统的实测热负荷和室外气象参数，采用度日法计算供暖季累计热负荷。夏季：根据测试期间系统的实测冷负荷和室外气象参数，采用温频法计算供冷季累计冷负荷。本文主要介绍度日法、温频法的来源以及相关的计算公式。前言能耗模拟计算的基础是建筑物冷、热负荷的计算。建筑物热负荷计算较冷负荷计算简单，因为冬季的耗热量比较稳定。而夏季建筑物冷耗量受许多因素的影响，如太阳辐射、围护结构的热传导、墙体的蓄热等。根据ARSHRAE公布的建筑能耗计算方法，大致分为两类：一类是精确模拟计算法，包括DOE-2、BLAST、AXCESS以及国内的DEST等。这类软件一般较为复杂，不太容易被一般的设计和运行管理人员掌握；另一类是简化模拟法，包括度日法、当量运行小时数法、设备满负荷小时数法、温频法(BIN)等。虽然这类方法在理论上做了大量简化，结果也较粗略，但计算速度快，易于手算，可用于研究能耗趋势，进行系统比较与替代[1]。一、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：()BHDDTT式中：(HDD)——某日度日数(D.D),当BTT时,则(HDD)=0;BT——标准参考温度(℃),一般取18℃;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2814204TTTTT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，具体的数据可以查阅《中国建筑热环境分析专用气象数据集》。度日法采暖耗能量用下式计算:WNDstCHDDqQ24sQ——供暖季累计热负荷（kWh）；q——建筑物总的设计空调热负荷（kW）；HDD——采暖期度日数，（D.D）；DC——修正系数，考虑间歇采暖对连续采暖的修正，可按表1取值；MNt——室内外设计温差（℃）。表1：修正系数（HDD）1000200030004000DC0.76±0.30.67±0.260.60±0.250.65±0.26采暖耗能量除以锅炉效率和燃料耗量，即为燃料耗量。锅炉效率可取0.5~0.55，新式节能锅炉可取0.65。以上来源：《简明空调设计手册》P403~P405（主编：赵荣义）二、温频法（BIN）所谓的BIN方法，就是假设围护结构负荷(包括日射及温差负荷)可变换成室外气温的线性关系，依此线性关系计算出不同温度下的负荷并乘以该温度段出现的小时数，便得出该温度下的冷、热耗量。将夏季或冬季各温度下的冷、热耗量累计求和便是全年冷或热耗量。由上面描述可以看出，BIN是一种方法，一种线性处理数据的方法，因此，不能单纯的看待BIN是一种公式，也正因为如此，在文章[7]中，季节冷负荷或热负荷的计算采用了公式（2-1），文章[8]针对透过玻璃窗的日射负荷与室外干球温度有着一定线性关系与实际不相符的情况提出了作者新的BIN方法。()WXNXQKttf式中：Q——建筑物季节冷负荷或热负荷（KWh）K——建筑物综合传热系数（W/℃）WXt——某一时刻室外空气的干球温度（℃）Nt——室内设计状态的干球温度（℃）Xf——某室外空气干球温度值的年（或季节）小时频率值（h）在下面的内容中将要介绍BIN的另一种使用方法。这种方法也是在计算建筑空调耗能的一种常用方法。用BIN方法计算负荷时，要用到BIN气象参数。所谓BIN气象参数，就是根据某地全年室外干球温度或者随机气象模型生成的逐时值，整理并统计出一定间隔（一般的该温度间隔取为2℃）的温度段中的温度在全年或者某个时期所出现的小时数，即温度的时间频率表。为了适应不同的需求，可以统计不同时间段（夏季或冬季）及每日不同起始结束时刻的BIN气象参数[2]。2.1逐时室外空气温度,,maxdbhdbhttfDR式中：,dbht——逐时温度DR——气温的日波动幅度即日较差，,max,mindbdbDRtt；,max,,max,mindbdbhdbdbttftt——是与时间h有关的系数[3]，可从表2查得。表2：系数f随时间变化表时间hf时间hf时间hf时间hf时间hf10.8760.98110.39160.03210.5820.9270.93120.23170.10220.6830.9680.84130.11180.21230.7640.9990.71140.03190.34240.8251.00100.56150.00200.472.2建筑物负荷计算夏季建筑物冷负荷的计算公式如下：EJOUTQttttQEJNOUTN式中：OUTQ——室外温度为outt时的建筑物冷负荷（kW）EJQ——室外温度为EJt时的建筑物冷负荷（kW）；Nt——建筑物夏季室内设计温度（℃）。EJt——建筑物夏季设计室外温度（℃）如下是某工程冷负荷计算的实例，本实例中BIN气象参数使用的是某地全年室外干球温度逐时值（来源于《中国建筑热环境分析专用气象数据集》）。某一工程，EJt为室外设计温度35.6℃，EJQ为空调设计冷负荷8458kW，室外温度outt按典型年[6]数据选取（《中国建筑热环境分析专用气象数据集》），室内设计温度为25℃。根据公式求出每一温频下的冷负荷，再将冷负荷与对应温频下的小时数相乘并累加即可算出供冷季累计冷负荷LQ。具体计算结果见表3。表3：夏季累计空调冷负荷计算表温频段（℃）小时数（h）室外温度（℃）冷负荷（kW）累计冷负荷（kWh）25~277072679856418627~29486282394116348429~31335303990133665031~3316932558594386533~3511634718183299635~374936877743007337~396381037362238合计5333492故供冷季累计冷负荷QL=5333492kWh。参考文献及术语解释[1]赵峰,文远高,热泵空调系统能耗的温频法模拟与分析[J],建筑节能,2007,35(6):39-43。[2]申世超,黄高飞.水源热泵空调系统能耗的分析与比较[J].医药工程设计，2008,29(3),57-59.[3](美)弗兰克.P.英克鲁佩勒(Frank.P.Incropera),戴维.P.戴威特(David.P.Dewitt);葛新石等译.传热的基本原理.安徽教育出版社,1985.[4]采暖度日数(HDDl8)：一年中，当某天室外日平均温度低于18℃时，将低18℃的度数乘以1天，并将此乘积累加。[5]空调度日数(CDD26)：一年中，当某天室外日平均温度高于26℃时，将高于26℃的度数乘以1天，并将此乘积累加。[6]典型气象年(TMY)：以近30年的月平均值为依据，从近10年的资料中选取一年各月接近30年的平均值作为典型气象年。由于选取的月平均值在不同的年份，资料不连续，还需要进行月间平滑处理。[7]冉春雨,贾正超.长春市某高校间歇采暖节能潜力分析[J]，吉林建筑工程学院学报，2010,27（5），41-44。[8]王永辉，狄育慧，基于温频（BIN）法对蒸发冷却空调系统季节能耗的研究[J],制冷与空调，2012，12（2），41-46