基于 Excel VBA 测算空调机组冬季新风能耗

李欣

北京首都机场动力能源有限公司大兴国际机场分公司

在疫情防控常态化下，公共建筑新风供应量较常规模式均有所增加，新风能耗更加备受关注，新风能耗不光影响运行成本，也影响冷热源运行调节参数。为了测算空调机组新风能耗需要知道新风量，新风焓值和新风等湿加热至室温的焓值，新风量可现场实际测量，而焓值一般可采取手动查焓湿图法、列表插值法、公式带入法和外部焓湿图计算小程序法，但上述方法均不能快速、批量地计算新风焓值和新风等湿加热至室温的焓值。对此作者基于Excel VBA，以自定义函数的方法分别定义了新风焓值、新风等湿加热至室温的焓值和冬季新风能耗的计算公式，并将 VBA 代码以Excel加载宏的格式另存为电脑中，利用开发工具选项卡中加载项功能按钮加载新保存的宏文件，从此可在任意 Excel 工作簿文件中快速使用自定义函数。其使用方法与Excel内置函数相似，为暖通数据分析人员提供了焓值和冬季新风能耗批量，快速的计算方法。

1 冬季新风能耗理论计算基础

空气温湿度是空调机组关键的运行参数，也是计算空气焓值的直接参数。通过查找ASHRAE手册中相关计算公式[1]，确定了焓值的计算方法。进而根据新风量和新风等湿加热前后的焓差，理论计算冬季新风耗热量。

①根据空气温度计算湿空气饱和水蒸气分压力（p s），当气温小于 0 ℃时采用式（1），当气温大于等于0 ℃时采用公式（2）。

②计算湿空气含湿量（d）

式中：d为湿空气含湿量，k g/kga；φ为湿空气相对湿度，% ；p为湿空气总压力，Pa。

③计算湿空气焓值（h）

式中：h为湿空气焓值，kJ/kga；t为湿空气干球温度，℃ 。

④计算新风耗热量(Q)

式中：Q为冬季新风耗热量，G J/h；G为新风量，万m3/ h；Δh为新风等湿加热前后的焓差，kJ/kga。

2 Excel VBA自定义函数功能实现

在 Excel 开发工具选项卡下点击 Visual Basic 或者使用快捷键【 Alt+F11】调出 VBE 窗口，然后点击插入选项卡，在弹出的菜单里选择模块，即可建立一个用来编写自定义函数的模块。为了方便日后单独计算湿空气含湿量，焓值以及后续功能构建，作者基于公式（1）～（5），将冬季新风耗热量计算过程分解为可单独使用和供其他自定义函数调用的多个自定义函数，增加了过程代码的应用能力。V BA自定义函数代码如下所示：

Public Functiond(twAs Range,φAs Range)' 定义含湿量函数d，其中(tw为空气温度，φ为空气相对湿度(0至100)

Dimt,k,ps' 声明变量湿空气饱和水蒸气分压力ps、热力学温度t、过程变量k

3 应用自定义函数计算冬季新风耗热量

3.1 自定义函数使用方法

本文自定义函数的参数是Range类型的变量。在使用函数时，函数的参数只能设置为单元格，不接受手动给定参数。具体应用方法如图1所示，首先创建参数单元格，然后输入求解公式即可一次获取新风焓值、新风等湿加热至室温的送风焓值、焓差和新风小时耗热量。

图1 自定义函数应用方法

3.2 计算冬季新风耗热量

应用自定义函数进行批量计算时，应把图 1 所示的四个已知条件和四个求解值放置在同一行，方便利用快速填充功能，批量填充相应的公式，进而利用数据透视表或SUMIFS函数快速汇总数据。新风温湿度可使用室外温湿度进行替代，温湿度取逐时值即可满足计算需求。室内温度即室内保障温度，一般相对固定。新风量跟空调机组运行模式相关，运行模式改变时，需重新测量新风量大小。在已知条件齐全的条件下，使用上述方法5分钟即可轻松计算出如表1所示的新风冬季耗热量。

表1 空调机组每万m3/ h新风冬季耗热量（GJ）

4 结束语

①应用Excel VBA 自定义函数进行焓值、冬季新风耗热量计算，与其他方法相比，具有输入输出界面简洁、操作简单、计算快速的优点，同时还可借助Excel内置功能快速汇总数据、设置数据格式，进行数据可视化操作。

②本文应用 Excel VBA 自定义函数的开发方法对暖通或其他行业具有借鉴意义，利用VBA自定义函数功能可将平时工作常用公式内置在 Excel 中，减少平时繁琐输入，提高工作效率，同时使得计算过程简单明了，易于他人复查和理解。