关于空调机组负荷修正值与节能的分析

谭涛

摘 要： 随着我国政府提出的资源节约型、环境友好型社会创建理念影响力不断提升，学界对空调机组能耗的重视程度日渐提升，基于此，本文就空调机组冷负修正值计算展开分析，并结合仿真分析证明了计算的可行性，最终提出了针对性较强的空调机组节能策略，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。

关键词： 空调机组；负荷；得热量增量

前言：空调机组能耗在建筑物总体能耗中但比较大，而为了实现空调机组的节能水平提升，合理确定空调设备容量这一前提必须得到满足，这便需要进行冷负荷大小的计算。不过在笔者的实际调查中发现，我国当下空调机组冷负荷计算主要采用基本负荷叠加方法，但由于这种方法不能将非量化数据纳入计算，这就使得该方法不能高质量满足复杂多变的应用场所，而为了弥补这种不足，正是本文就空调机组冷负修正值计算与节能展开具体研究的原因所在。

1.空调机组冷负修正值计算

基本负荷叠加方法不能将非量化数据纳入计算，而为了保证空调机组冷负荷计算能够适用于多种场所，本文提出了基于案例推理方法的冷负修正值计算方法。

1.1传统冷负荷计算方法

在空调房间夏季得热量的计算中，这一计算需要结合外墙和屋顶传入的热量Q1、外窗进入的热量Q2、太阳辐射进入的热量Q3、人体散发的热量Q4、白炽灯散发的热量Q5、荧光灯散发的热量Q6、工艺电气设备散发的热量Q7，各项热量形成的冷负荷计算公式如下所示：

外墙和屋顶传入的热量Q1=K·F·[tH+td]-tn]

外窗进入的热量Q2=K·F·[twτ-tn]

太阳辐射进入的热量Q3=a·qft·F·Cs·Cn

人体散发的热量Q4=Q4=q·n·n`

白炽灯散发的热量Q5=P

荧光灯散发的热量Q6=nP

工艺电气设备散发的热量Q7=P1

表1对公式涉及的内容信息进行了直观展示，由此便可以确定空调的冷负荷量为

，逐时计算时空调的冷负荷量则为 [1]。

表 1 公式信息展示

1.2得热量的修正值计算方法

1.2.1计算思路

结合Q1与Q2的计算公式不难发现，外墙、屋顶、外窗的得热量均为温度函数，而同时考虑温度的时变和测量滞后性便不难发现，应用传统冷负荷计算方法开展的相关设计必将导致空气调整量滞后，空调机组的空气调节实时要求也无法实现；结合Q1、Q2、Q3的计算公式不难发现，公式中涉及的相应未知动态时变特性也必须被纳入空调机组冷负荷计算范畴，因此逐时计算时空调的冷负荷量Qk的计算公式便可以转变为Qk`=Qk+△Qk。结合上文关于传统冷负荷计算方法的分析不难发现，影响△Qk的多为不确定因素，而这就使得△Qk难以实现传统意义上的量化计算，因此本文提出了将空调机组在运行过程中存在的大量风量调整作为计算的△Qk知识，通过这种案例推理方法，便能够通过解决相似问题给出求解△Qk的解决方法[2]。

1.2.2计算准备

在应用案例推理法进行的△Qk计算中，这一计算需要首先建立热量修正值案例库，这一案例库由对得热量调整量有影响的因素组成，结合数据库形式进行存储便能够为后续计算提供有力支持，其中每一个数据库均由若干条案例记录，记为：“Cn，n=1，2，…”，Cn由相似度γn、计算时刻k、得热量修正值计算条件描述、得热量修正值y（案例解）组成，其中得热量修正值计算条件描述包括“室外温度x1、室外湿度x2、室内温度x3、室内湿度x4、天气情况x5、室内人数x6、散热设备台数x7、室内人员活动量x8”。

其中为x1-x4实际测量值，x5-x8则为离散变量，表2对x5-x8的程度进行了描述，由此即可得出热量修正值y=△F·Qmax/Fmax，这一公式中的△F、Qmax/、Fmax分别代表案例送风量调整量、最大的热量、最大的送风量。

表 2 x5-x8的程度描述

设：计算时刻k的得热量修正值计算条件为Xi，i=1，…，8。由此即可得出sim（Xi，xi）=1- i=1，…8，（与Cn中每一个对应案例描述的相似度），同时可以得出γx=SIM（Xi，Cn）= ，j=1，2，…（Xi同每条案例Cn的相似度），这一系列公式中的xij、i分别表示Cn中的数据记录与得热量修正值计算条件的加权系数。

1.2.3计算操作

结合计算准备环节的论述，即可应用得热量修正值案例库中开展具体的计算工作，具体计算前，还需要根据实验确定相似度阀值SIMv（位于0～1之间且接近1），结合案例库检索出相似度大于γ>SIMv的案例记录并做好记录，由此才能够开展具体的计算操作。

由于多数情况下结合案例库中开展的检索无法获得完全相同的案例，因此计算便需要结合相似案例展开，首先需要具有相同最大相似度的案例有1，（1>1，1∈Z）个，而假设这些案例按“相似度”降序排列表示为C1，C2，C3…，相应的解，表示为Y1，Y2，Y3…，当前工况的解便可以描述为 ，iθ为重用的时间加权系数，这里的可以结合具体情况和经验进行确定，由此结合实际情况进行修正便能够最终求得计算结果，求得计算的结果也需要纳入数据库，同时做好数据库的维护便能够更好保证计算质量[3]。

2.仿真分析

2.1案例信息

為了验证研究的实践价值，本文选择了位于我国东北地区的某写字楼2017年某一天的冷负荷计算作为研究对象，该研究对象的基本条件如表3所示。

表 3 研究对象基本条件

2.2仿真计算

首先计算冷负荷基础量，便能够得出得热量基础值，8：00～18：00整点的得热量基础值分别为：“2298W、2260W、2254W、2262W、2302W、2345W、2366W、2375W、2352W、2313W、2302W、”，而空调间8：00得热量修正值计算条件为室外温度17℃、室外湿度34%、室内温度24℃、室内湿度35%、天气情况1、室内人数10、散热设备台数8、室内人员活动量1，结合上文提出的方法计算修正得热量，便能够求出8：00总得热量2306.5w，按照同样方法求出其他时刻的得热，便能够得出如图1所示的得热量比较图，结合该图可见本文提出的计算方法具备较高的稳定性，图中所显示的8：00、12：00、13：00热量较高主要是由于这三个时间段室内人员活动量较大，传统计算方法由于无法将这种不确定量纳入计算所以显示的数值偏低，由此可见本文研究的具备的实践价值。值得注意的是，由于本文提出的计算方法能够通过数据库的不断更新提高自身计算准确性，这就使得其能够较好满足空调机组的制冷量设计和在线实时调整[4]。

图 1 得热量比较图

3.空调机组节能策略

结合上文研究，本文提出了以下几方面空调机组节能策略。

3.1合理控制室内温度参数

为了实现空调机组的节能水平提升，首先需要做的便是合理控制室内温度参数。在笔者的实际调查中发现，我国当下很多公用建筑空调机组的温度设置过低，甚至有的建筑将室内温度控制在22℃以下，这一温度控制不仅大大浪费了能源，建筑内部的舒适度也往往随着温度下降而下降，现代人的空调病，很多时候来源于此，因此通过合理控制室内温度参数，便能够实现空调机组的节能。具体来说，采用降低室内外传热温差、与外温度比较低时的合理通风措施相结合、提高空调机组的送风温差、降低对电力高峰负荷的需求均属于实用性较高的策略。此外，尽量提高空调房间温度基数、冬天则相反降低这一基数，便能够有效提升空调机组节能效果。

3.2在线实时调整制冷量

除了合理控制室内温度参数外，空调机组还可以结合上文中提到的空调机组冷负修正值计算实现制冷量的在线实时调整，这样就能够保证空调机组的制冷效用最大化发挥，室内的舒适度也将由此始终保持在较高水平。

结论：综上所述，空调机组冷负修正值计算能够较好服务于建筑节能需求，研究开展的仿真分析，便直观说明了这一点。而在此基础上，本文涉及的传统冷负荷计算方法、得热量的修正值计算方法、合理控制室内温度参数、在线实时调整制冷量等具体内容，则证明了研究价值。因此，在相关领域的理论研究和实践探索中，本文内容便能够发挥一定程度的参考作用。

参考文献

[1]周庆申，刘丽孺，王璋元.设置排风热回收的风冷冷水机组集中空调系统的能流分析[J].广东工业大学学报，2017，（06）：93-96.

[2]陈慈伟，张利杰.中央空调水系统的计算设计[J].家电科，2016，（06）：24-26.

[3]温珊珊.空调机组全年综合能效比计算方法的研究[D].华南理工大学，2011.

[4]毛颖杰.大型建筑空调机组节能设计中的计算分析与节能措施探讨[J].中外建筑，2011，（08）：177-179.