楊宏軍 許岱玲 詹嘉儀 原梓鋒

(1.廣東海洋大學(xué),湛江;2.南京佳力圖機(jī)房環(huán)境技術(shù)股份有限公司,南京; 3.深圳市天威視訊股份有限公司,深圳)

0 引言

空調(diào)工程負(fù)荷包括冷/熱負(fù)荷和濕負(fù)荷,負(fù)荷計算是空調(diào)工程設(shè)計的基礎(chǔ)。但是標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范和專業(yè)書籍對于空調(diào)工程冷/熱負(fù)荷計算方面的一些定義或表述存在明顯的差異,值得商榷。比如:空調(diào)工程負(fù)荷計算包括哪幾個環(huán)節(jié)?空調(diào)區(qū)的冷/熱負(fù)荷是維持空氣參數(shù)恒定而從室內(nèi)去除/向室內(nèi)供給的熱流量,這里的參數(shù)僅僅是指空氣溫度還是指空氣溫度和濕度?新風(fēng)冷負(fù)荷是否屬于空調(diào)區(qū)負(fù)荷?冬季新風(fēng)熱負(fù)荷按顯熱流量計算是否合理?冷熱媒輸送系統(tǒng)的附加冷負(fù)荷屬于空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計冷負(fù)荷,還是屬于冷熱源的設(shè)計冷負(fù)荷?夏季空調(diào)24 h逐時冷負(fù)荷計算是設(shè)計負(fù)荷計算還是動態(tài)負(fù)荷計算?針對上述問題,本文從規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)出發(fā),結(jié)合專業(yè)書籍、設(shè)計手冊和專題文獻(xiàn)等資料,采用對比分析方法,探討相對準(zhǔn)確合理的答案,為設(shè)計者準(zhǔn)確把握空調(diào)工程冷/熱負(fù)荷計算的概念和原理提供參考。

1 空調(diào)工程設(shè)計負(fù)荷的計算環(huán)節(jié)

GB/T 50155—2015《供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱《術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》)對空調(diào)系統(tǒng)的定義為:“空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(air conditioning system)是以空調(diào)為目的而對空氣進(jìn)行處理、輸送、分配,并控制其參數(shù)的所有設(shè)備、管道及附件、儀器儀表的總和,簡稱空調(diào)系統(tǒng)?！盵1]69《空調(diào)工程》教材中關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)的表述為:“一個典型的空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)由空調(diào)冷熱源、空氣處理設(shè)備、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)水系統(tǒng)及空調(diào)自動控制和調(diào)節(jié)裝置五大部分組成?！盵2]7《空氣調(diào)節(jié)》教材中關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)的表述為:“空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般均由空氣處理設(shè)備和空氣輸送管道以及空氣分配裝置所組成”[3]114。可以看出,對于空調(diào)系統(tǒng)的組成要素,《術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》《空調(diào)工程》《空氣調(diào)節(jié)》三者的表述存在差異。圖1是典型空調(diào)工程的示意圖,其組成要素包括被控對象(一個或多個建筑空間)、輸配系統(tǒng)(空氣輸配系統(tǒng)和冷熱媒輸配系統(tǒng))、空氣處理設(shè)備和冷熱源等。結(jié)合圖1可以看出,就空調(diào)工程負(fù)荷計算而言,上述3種資料關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)定義的區(qū)別,主要在于其組成要素是否包括冷熱源及其輸配系統(tǒng)。

圖1 典型空調(diào)工程的組成要素

GB 50736—2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《民規(guī)》)第7.2節(jié)規(guī)定:“空調(diào)負(fù)荷計算”內(nèi)容包括空調(diào)區(qū)的冷/熱負(fù)荷計算和空調(diào)系統(tǒng)的冷/熱負(fù)荷計算[4]46-51。GB 50019—2015《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《工規(guī)》)第8.2.16條規(guī)定:“空氣調(diào)節(jié)夏季設(shè)計冷負(fù)荷”計算包括3個環(huán)節(jié),即空調(diào)區(qū)冷負(fù)荷計算、空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷計算和空調(diào)冷源冷負(fù)荷計算[5]69?！缎g(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》中定義:“空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷(air conditioning system cooling load)為空調(diào)系統(tǒng)所承擔(dān)的冷負(fù)荷,除空調(diào)區(qū)域冷負(fù)荷外,還包括新風(fēng)冷負(fù)荷、再熱冷負(fù)荷和各項(xiàng)附加冷負(fù)荷?！盵1]67《空調(diào)工程》教材中把空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷計算劃分為4個環(huán)節(jié):空調(diào)區(qū)冷負(fù)荷、空調(diào)建筑冷負(fù)荷、空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷和空調(diào)冷源冷負(fù)荷。《民用建筑空調(diào)設(shè)計》中用框圖揭示了空調(diào)房間的冷負(fù)荷(空調(diào)區(qū)冷負(fù)荷)與制冷系統(tǒng)的冷負(fù)荷的構(gòu)成及兩者的區(qū)別與聯(lián)系[6]40?！秾?shí)用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》把空調(diào)計算冷負(fù)荷劃分為4個環(huán)節(jié),即空調(diào)區(qū)的計算冷負(fù)荷、空調(diào)建筑的計算冷負(fù)荷、空調(diào)系統(tǒng)的計算冷負(fù)荷和空調(diào)冷源的計算冷負(fù)荷[7]1560-1561。

以上關(guān)于空調(diào)工程冷/熱負(fù)荷計算環(huán)節(jié)的表述中,有些負(fù)荷計算環(huán)節(jié)的名稱相同但計算內(nèi)容卻不同,比如《民規(guī)》和《工規(guī)》中的空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷;有些負(fù)荷計算環(huán)節(jié)名稱不同但計算內(nèi)容卻相同,比如《工規(guī)》中的空調(diào)冷源冷負(fù)荷與《民用建筑空調(diào)設(shè)計》中的制冷系統(tǒng)冷負(fù)荷。

根據(jù)圖1,結(jié)合設(shè)備選型的需要,筆者建議把空調(diào)工程設(shè)計負(fù)荷計算劃分為以下3個環(huán)節(jié),即空調(diào)區(qū)設(shè)計負(fù)荷計算、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計負(fù)荷計算和冷熱源設(shè)計負(fù)荷計算。空調(diào)區(qū)設(shè)計負(fù)荷是進(jìn)行系統(tǒng)分析、確定送風(fēng)量的依據(jù);空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計負(fù)荷是選擇空氣處理設(shè)備的依據(jù);冷熱源設(shè)計負(fù)荷是確定冷熱源容量的依據(jù)。這里的“空調(diào)系統(tǒng)”采用《空氣調(diào)節(jié)》教材中的定義[3]114,其組成要素不包括冷熱源及其輸配系統(tǒng)。

2 空調(diào)區(qū)冷負(fù)荷的定義

1) 標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范關(guān)于空調(diào)區(qū)冷負(fù)荷的定義。

《術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》中定義:“空調(diào)區(qū)域冷負(fù)荷(space cooling load)是指為保持空調(diào)區(qū)域空氣參數(shù)恒定而應(yīng)從空調(diào)區(qū)除去的熱流量。”[1]67空氣參數(shù)包括溫度和濕度,熱流量包括顯熱(sensible heat)流量和潛熱(latent heat)流量。保持空氣溫度恒定,需要除去多余的顯熱流量。保持空氣濕度恒定,需要除去多余的潛熱流量?？梢姟缎g(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》中的空調(diào)區(qū)冷負(fù)荷包括顯熱冷負(fù)荷和潛熱冷負(fù)荷2種類型。《民規(guī)》第7.2.2條規(guī)定:“空調(diào)區(qū)的夏季計算得熱量,應(yīng)根據(jù)下列各項(xiàng)確定:……8.伴隨各種散濕過程產(chǎn)生的潛熱量?！盵4]46-47《民規(guī)》第7.2.3條規(guī)定:“空調(diào)區(qū)的夏季冷負(fù)荷,應(yīng)根據(jù)各項(xiàng)得熱量的種類、性質(zhì)以及空調(diào)區(qū)的蓄熱特性,分別進(jìn)行計算?！盵4]47可見《民規(guī)》中的空調(diào)區(qū)冷負(fù)荷也包括顯熱冷負(fù)荷和潛熱冷負(fù)荷2種類型?！豆ひ?guī)》第8.2節(jié)關(guān)于空調(diào)區(qū)冷負(fù)荷計算的條文[5]64-68與《民規(guī)》第7.2節(jié)的條文基本相同,在此不再贅述?？梢?《術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》《民規(guī)》《工規(guī)》三者關(guān)于空調(diào)區(qū)冷負(fù)荷的含義是相同的。

2) 專業(yè)書籍關(guān)于空調(diào)區(qū)冷負(fù)荷的定義。

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)本科生使用最廣泛的專業(yè)書籍和設(shè)計手冊中,常見關(guān)于冷負(fù)荷的表述,鮮有空調(diào)區(qū)冷負(fù)荷的表述。根據(jù)對室內(nèi)空氣參數(shù)控制的不同,冷負(fù)荷的定義主要分為2種。一種表述為:冷負(fù)荷是指為了維持室溫恒定,某一時刻應(yīng)從室內(nèi)除去的熱量[2]33,[3]34。另一種表述為:冷負(fù)荷是維持室內(nèi)空氣熱濕參數(shù)在一定要求范圍內(nèi)時,在單位時間內(nèi)需要從室內(nèi)除去的熱量,包括顯熱量和潛熱量兩部分[8]8,[9]70?？梢娚鲜鰧I(yè)書籍和設(shè)計手冊中關(guān)于冷負(fù)荷的含義并不完全相同。

對比可以看出,專業(yè)書籍和設(shè)計手冊中的冷負(fù)荷就是標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范中的空調(diào)區(qū)冷負(fù)荷。由于空調(diào)工程的冷負(fù)荷還包括空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷和空調(diào)冷源冷負(fù)荷,為了區(qū)別,建議專業(yè)書籍和設(shè)計手冊中的“冷負(fù)荷”改用“空調(diào)區(qū)冷負(fù)荷”的表述。此外,專業(yè)書籍和設(shè)計手冊中關(guān)于冷負(fù)荷定義的第一種表述的準(zhǔn)確性值得商榷。因?yàn)槿绻湄?fù)荷的作用只是維持室內(nèi)空氣溫度恒定,那么只需要除去室內(nèi)多余的顯熱流量即可,這就意味著冷負(fù)荷與空調(diào)區(qū)的潛熱流量無關(guān)。這與《民規(guī)》和《工規(guī)》規(guī)定的冷負(fù)荷計算內(nèi)容不符。

3 空調(diào)區(qū)熱負(fù)荷的定義

《空調(diào)工程》和《空氣調(diào)節(jié)》中定義:“空調(diào)熱負(fù)荷是指為補(bǔ)償房間失熱在單位時間內(nèi)需要向房間供應(yīng)的熱量?！盵2]33,[3]20《民用建筑空調(diào)設(shè)計》中定義:“空調(diào)熱負(fù)荷是空調(diào)系統(tǒng)在冬季,當(dāng)室外空氣溫度在設(shè)計溫度條件時,為保持室內(nèi)的設(shè)計溫度,系統(tǒng)向房間提供的熱量?！盵6]62《建筑環(huán)境學(xué)》中定義:“熱負(fù)荷是維持室內(nèi)空氣熱濕參數(shù)在一定要求范圍內(nèi)時,在單位時間內(nèi)需要向室內(nèi)加入的熱量,包括顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷兩部分。如果只考慮控制室內(nèi)溫度,則熱負(fù)荷就只包括顯熱負(fù)荷?！盵9]71《術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》中定義:“供暖熱負(fù)荷(heating load)是根據(jù)供暖房間耗熱量和得熱量的平衡計算結(jié)果,需要供暖系統(tǒng)供給的熱流量?！盵1]22《民規(guī)》第7.2.13條規(guī)定:“空調(diào)區(qū)的冬季熱負(fù)荷,宜按本規(guī)范第5.2節(jié)的規(guī)定計算;計算時,室外計算溫度應(yīng)采用冬季空調(diào)室外計算溫度”[4]51?！睹褚?guī)》第5.2節(jié)是關(guān)于供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷計算的相關(guān)規(guī)定[4]15-18。《供熱工程》中定義:“供暖系統(tǒng)的設(shè)計熱負(fù)荷是指在設(shè)計室外溫度下,為達(dá)到要求的室內(nèi)溫度,供暖系統(tǒng)在單位時間內(nèi)向建筑物供給的熱量?！盵10]

可以看出,《空調(diào)工程》《空氣調(diào)節(jié)》《民用建筑空調(diào)設(shè)計》中定義的“空調(diào)熱負(fù)荷”與《民規(guī)》中定義的“空調(diào)區(qū)的冬季熱負(fù)荷”計算環(huán)節(jié)相同,建議統(tǒng)稱為“空調(diào)區(qū)熱負(fù)荷”?！缎g(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》中定義的“供暖熱負(fù)荷”與《供熱工程》中定義的“供暖系統(tǒng)設(shè)計熱負(fù)荷”計算環(huán)節(jié)也相同,建議統(tǒng)稱為“室內(nèi)供暖熱負(fù)荷”。而且上述資料中的“空調(diào)區(qū)熱負(fù)荷”與“室內(nèi)供暖熱負(fù)荷”都是維持室內(nèi)溫度條件,因此只包括顯熱流量?！督ㄖh(huán)境學(xué)》中定義的“熱負(fù)荷”就是“空調(diào)區(qū)熱負(fù)荷”,但是它包括顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷兩部分,建議“空調(diào)區(qū)熱負(fù)荷”采用此定義。并且需要注意,有源散濕(如人體散濕)形成的潛熱負(fù)荷為負(fù)值,無源散濕(如室內(nèi)液態(tài)水蒸發(fā)散濕)形成的潛熱負(fù)荷為正值。

《暖通空調(diào)》中指出:對于全空氣系統(tǒng),當(dāng)冬季設(shè)計工況室內(nèi)有穩(wěn)定濕負(fù)荷時,室內(nèi)全熱負(fù)荷應(yīng)是顯熱負(fù)荷(正值)與潛熱負(fù)荷(負(fù)值)的代數(shù)和[8]146。為了便于后期空調(diào)系統(tǒng)分析計算,建議計算空調(diào)區(qū)冬季熱負(fù)荷時,宜對顯熱負(fù)荷與潛熱負(fù)荷分類匯總。如大連某體育館中的附屬游泳館空調(diào)區(qū)冬季設(shè)計熱負(fù)荷[11]計算結(jié)果為:圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量612 000 kJ/h(170.0 kW),池水蒸發(fā)散濕潛熱得熱量342 360 kJ/h(95.1 kW)。采用地板輻射系統(tǒng)和散熱器系統(tǒng)承擔(dān)圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量形成的熱負(fù)荷,采用除濕熱泵系統(tǒng)承擔(dān)池水蒸發(fā)散濕潛熱得熱量形成的冷負(fù)荷,冬季空調(diào)區(qū)設(shè)計熱負(fù)荷為-95.1 kW;采用全空氣系統(tǒng),則冬季空調(diào)區(qū)設(shè)計熱負(fù)荷為170.0 kW-95.1 kW=74.9 kW。

4 新風(fēng)冷/熱負(fù)荷

《術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》中定義:“新風(fēng)冷負(fù)荷(cooling load from outdoor air)是指空調(diào)房間或系統(tǒng)由于引入必要的室外空氣而形成的冷負(fù)荷?！盵1]67《空調(diào)工程》中說明:風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)中的新風(fēng),是指經(jīng)空調(diào)設(shè)備集中處理達(dá)到一定的參數(shù)要求,有組織地送入室內(nèi)承擔(dān)空調(diào)負(fù)荷的室外空氣[2]193。夏季新風(fēng)冷負(fù)荷可用式(1)計算[2]59,[6]60：

QCW=GW(hWX-hNX)

(1)

式中QCW為新風(fēng)冷負(fù)荷,kW;GW為新風(fēng)量,kg/s;hWX和hNX分別為夏季室外新風(fēng)比焓和室內(nèi)空氣比焓,kJ/kg(《空氣調(diào)節(jié)》中對這2個參數(shù)的含義說明不同,hWX和hNX分別為夏季室外新風(fēng)進(jìn)入系統(tǒng)和排出(空調(diào)區(qū))時的比焓[3]119)。

目前國內(nèi)一些空調(diào)負(fù)荷計算軟件,夏季空調(diào)區(qū)設(shè)計冷負(fù)荷計算統(tǒng)計結(jié)果分為含新風(fēng)負(fù)荷和不含新風(fēng)負(fù)荷2種情況,筆者認(rèn)為這種處理方法值得商榷,因?yàn)樾嘛L(fēng)冷負(fù)荷不屬于空調(diào)區(qū)的負(fù)荷。主要理由如下:1) 新風(fēng)冷負(fù)荷大小與新風(fēng)量有關(guān),而新風(fēng)量大小與空調(diào)系統(tǒng)類型有關(guān),空調(diào)區(qū)設(shè)計冷負(fù)荷計算階段有些空調(diào)系統(tǒng)(比如溫濕分控空調(diào)系統(tǒng))的新風(fēng)量還不能確定,此時無法計算新風(fēng)冷負(fù)荷;2) 空調(diào)區(qū)冷負(fù)荷是由于外擾和內(nèi)擾熱源作用形成的,集中處理引入的新風(fēng),作為介質(zhì)承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷,因此它本身并不屬于空調(diào)區(qū)外擾熱源;3) 對于定風(fēng)量一次回風(fēng)系統(tǒng)空氣處理設(shè)備提供的冷量,按其構(gòu)成性質(zhì)分析,《暖通空調(diào)》中表述它包括室內(nèi)冷負(fù)荷和新風(fēng)冷負(fù)荷[8]146,《空氣調(diào)節(jié)》中表述它包括室內(nèi)冷負(fù)荷、新風(fēng)冷負(fù)荷和再熱冷負(fù)荷[3]119?？梢?新風(fēng)冷負(fù)荷不屬于空調(diào)區(qū)(室內(nèi))冷負(fù)荷。

需要區(qū)別的是,滲透空氣(包括從室外或其他空調(diào)區(qū)滲入計算空調(diào)區(qū)的空氣)屬于外擾熱源,其形成的冷負(fù)荷屬于空調(diào)區(qū)冷負(fù)荷[4]47,[5]65,[7]1515。

對于冬季空調(diào)新風(fēng)熱負(fù)荷,可用式(2)計算[6]60,[8]24：

QRW=GWcp(tWD-tND)

(2)

式中QRW為冬季新風(fēng)熱負(fù)荷,kW;cp為空氣的比定壓熱容,1.01 kJ/(kg·℃);tWD和tND分別為冬季室外空氣計算溫度和室內(nèi)空氣設(shè)計溫度,℃。

可以看出,式(2)計算的是把室外空氣加熱到室內(nèi)溫度所需要的熱量,只包括新風(fēng)顯熱負(fù)荷。而冬季空調(diào)系統(tǒng),往往需要對新風(fēng)進(jìn)行加熱和加濕處理,這種情況用式(2)計算冬季新風(fēng)熱負(fù)荷是否合理值得商榷。林艷艷等人的研究結(jié)果表明,對于一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng),新風(fēng)無論采用等溫加濕還是等焓加濕,空調(diào)系統(tǒng)的熱負(fù)荷都大于室內(nèi)熱負(fù)荷與新風(fēng)顯熱負(fù)荷之和[12]。這說明對于有加濕的空調(diào)系統(tǒng),僅考慮新風(fēng)顯熱負(fù)荷會導(dǎo)致計算結(jié)果偏小。筆者建議冬季新風(fēng)負(fù)荷宜按全熱計算。但是需要注意,冬季新風(fēng)如果采用蒸汽加濕方式,而且新風(fēng)加熱和加濕熱源分別單獨(dú)設(shè)置,這種情況宜分別計算新風(fēng)加熱和加濕所需熱量。

5 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計冷負(fù)荷

關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計冷負(fù)荷的計算,《民規(guī)》第7.2.11條第3款規(guī)定:“應(yīng)計入新風(fēng)冷負(fù)荷、再熱負(fù)荷以及各項(xiàng)有關(guān)的附加冷負(fù)荷?！钡?.2.12條規(guī)定:“空調(diào)系統(tǒng)的夏季附加冷負(fù)荷,宜按下列各項(xiàng)確定:1) 通過風(fēng)機(jī)、風(fēng)管溫升引起的附加冷負(fù)荷;2) 冷水通過水泵、管道、水箱溫升引起的附加冷負(fù)荷?！盵4]51《工規(guī)》第8.2.16條第2款規(guī)定:“空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)冷負(fù)荷計算應(yīng)符合下列規(guī)定:……3) 應(yīng)計入風(fēng)機(jī)溫升、風(fēng)管溫升、再熱量等附加冷負(fù)荷?！盵5]69《工規(guī)》第8.2.16條的條文說明指出:“空調(diào)冷源附加冷負(fù)荷,包括冷水通過水泵、水管、水箱的溫升引起的冷負(fù)荷。”[5]430

對于“冷水通過水泵、管道、水箱溫升引起的附加冷負(fù)荷”,《民規(guī)》中規(guī)定它屬于空調(diào)系統(tǒng)的附加冷負(fù)荷,《工規(guī)》中規(guī)定它屬于冷源的附加冷負(fù)荷。這2種表面看起來似乎矛盾的規(guī)定,是由于2種規(guī)范對空調(diào)系統(tǒng)組成要素定義不同所導(dǎo)致的。結(jié)合圖1,《民規(guī)》中空調(diào)系統(tǒng)組成要素包括冷源及其冷媒輸配系統(tǒng),而《工規(guī)》中空調(diào)系統(tǒng)組成要素卻不包括它們?！睹褚?guī)》中空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷計算的目的是確定冷源容量,《工規(guī)》中空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷計算的目的是確定空氣處理設(shè)備的冷量。筆者建議空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計冷負(fù)荷計算采用《工規(guī)》的規(guī)定,不計入“冷水通過水泵、管道、水箱溫升引起的附加冷負(fù)荷”。而且宜根據(jù)所服務(wù)的空調(diào)建筑中各分區(qū)的同時使用情況、空調(diào)系統(tǒng)類型及控制方式等,經(jīng)過焓濕圖分析和計算確定[2]50。

6 設(shè)計負(fù)荷計算與動態(tài)負(fù)荷計算的區(qū)別

從總的概念上通常把空調(diào)負(fù)荷分為2類:一類是供設(shè)計用的空調(diào)負(fù)荷,另一類是用于模擬建筑全年能耗的空調(diào)負(fù)荷[13],也分別稱為設(shè)計負(fù)荷與動態(tài)負(fù)荷。

設(shè)計負(fù)荷計算是計算建筑空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計工況下的負(fù)荷或設(shè)計日的峰值負(fù)荷,用于確定空調(diào)系統(tǒng)的形式、設(shè)備容量、空調(diào)機(jī)房面積、系統(tǒng)參數(shù)、控制方案等[13-14]?？照{(diào)區(qū)的夏季設(shè)計冷負(fù)荷以標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計日室外氣象參數(shù)為條件,按非穩(wěn)態(tài)傳熱或穩(wěn)態(tài)傳熱方法計算空調(diào)區(qū)的各項(xiàng)得熱量形成的24 h逐時冷負(fù)荷,并按各項(xiàng)逐時冷負(fù)荷的綜合最大值確定。空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計負(fù)荷按所負(fù)擔(dān)區(qū)域的綜合最大計算負(fù)荷確定,集中冷熱源的設(shè)計負(fù)荷應(yīng)按整個系統(tǒng)實(shí)際可出現(xiàn)的最大負(fù)荷確定,并考慮各系統(tǒng)各部分形成負(fù)荷的時間差,在計算負(fù)荷的基礎(chǔ)上乘以同時使用系數(shù)[14]。設(shè)計日24 h逐時冷負(fù)荷計算就是動態(tài)負(fù)荷計算,這種觀點(diǎn)是不正確的。

動態(tài)負(fù)荷計算也稱長期負(fù)荷計算,是計算建筑系統(tǒng)在一段時間內(nèi)(通常是全年)的負(fù)荷分布情況,又稱為建筑能耗模擬,主要用于建筑能耗評估、圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工特性分析、系統(tǒng)方案比較和優(yōu)化、空調(diào)自動化運(yùn)行方案制定、建筑節(jié)能措施評價等[13]。如:趙亞楠等人運(yùn)用DeST模擬建筑全年動態(tài)負(fù)荷,研究了建筑物朝向、體形系數(shù)及窗墻面積比對建筑全年總能耗的影響[15]。楊佳等人利用HDY-SMADv3.5進(jìn)行了全年8 760 h的負(fù)荷計算,根據(jù)全年動態(tài)負(fù)荷分析結(jié)果,合理選擇冷熱源機(jī)組類型,并制定相應(yīng)的運(yùn)行策略,使得冷熱源機(jī)組能長時間工作在高效區(qū),保證了冷熱源方案選擇的合理性、高效性和節(jié)能性[16]。汪訓(xùn)昌等人利用DOE-2程序?qū)δ炒髲B的全年逐時空調(diào)冷、熱負(fù)荷進(jìn)行了模擬計算,以選擇合理的空調(diào)方案,確定最經(jīng)濟(jì)的空調(diào)方式與系統(tǒng),達(dá)到全年最省能的運(yùn)行目的;根據(jù)全樓的逐時冷、熱負(fù)荷數(shù)據(jù),準(zhǔn)確統(tǒng)計出全年的冷負(fù)荷與熱負(fù)荷分布的累計時間規(guī)律,制訂出全樓全年冷熱源設(shè)備優(yōu)化控制的策略[17]。

7 結(jié)束語

本文探討了空調(diào)工程冷/熱負(fù)荷計算相關(guān)的若干問題,根據(jù)其產(chǎn)生原因可分為2類:一類是由于各種資料對相關(guān)概念定義不統(tǒng)一所導(dǎo)致的,這類問題的解決應(yīng)以專業(yè)相關(guān)的最新標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范的表述為準(zhǔn),因?yàn)槠湓趯I(yè)領(lǐng)域具有法定地位;另一類是由于空調(diào)工程負(fù)荷計算相關(guān)內(nèi)容和術(shù)語在演變過程中,各時期的表述差異所導(dǎo)致的,需要相關(guān)專業(yè)書籍和設(shè)計手冊再版時,能及時更新相關(guān)內(nèi)容,采用最新的定義和表述。對于學(xué)者來說,需要多關(guān)注專業(yè)發(fā)展動態(tài),多種資料相結(jié)合,批判性分析,才能盡可能得到準(zhǔn)確合理的結(jié)論。