空调室外计算参数确定方法相关问题研究

Design of HVAC system should be based on outdoor design conditions, of which values affect the investment and function realization of the system. The present determination method ignores the character of coincident occurrence of meteorological elements, and lacks of theoretical basis in choosing "unguaranteed hours". As a result, actual occurrence probability of outdoor design air extreme status is much lower than expectation. With the guiding principle of "determination of outdoor design climate based on indoor climate design risk", the project is to analysis historical meteorological record with utilizayion of joint probability distribution method, trying to induce and disclose extreme values coincident occurrence probability and distribution of meteorological data. By studying the process which outdoor air condition influence indoor thermal environment through HVAC system and building envelops, the fluctuation and time delay of indoor air temperature and wet bulb temperature caused by the change of outdoor condition will be evaluated. With the results, the indoor air parameters and outdoor condition parameters is normalized to form single equivalent index respectively. Correspondingly the probability distribution of indoor thermal environment parameters reacting to outdoor weather condition occurrence probability distribution could be established. The law between building outdoor and indoor climate parameter probabilities is disclosed. In addition, the effect of indoor climate parameter fluctuation allowance on the law is also analyzed. With the above research results, the determination of outdoor design climate for HVAC can be achieved.

室外计算参数是空调系统设计的基础，直接影响系统投资和功能保障。当前确定方法忽略了气象参数同时发生的特点，且不保证时间选用依据不清，造成室外计算气象极值状态实际出现频率远低于预期。本课题在"根据室内热环境参数不保证概率选取室外计算参数"的研究思路指导下，以联合概率方法统计分析历史气象观测数据，归纳研究室外气象参数极值同时发生概率和分布规律。通过研究室外气象参数透过空调系统和围护结构对室内热环境的作用过程，定量评估每个气象参数变化带给室内温湿度波动的大小和时间延迟，归一化室内和室外的空气状态描述参数，形成单一等效指标。在此基础上，建立室外气象参数出现概率条件下的室内环境参数响应概率分布。同时研究室内参数允许波动范围对室外计算参数不保证率选取的影响，发现室内外参数概率分布的关联规律，为空调室外计算参数的选取提供理论依据和方法。

当前我国空调室外计算参数确定体系未考虑气象参数间同时发生性及对室内热环境的影响，并且存在空调设计负荷偏高、容量选型偏大的问题。因此，提出合理的空调室外计算参数确定方法对于准确计算设计负荷和确定系统容量具有重要意义。. 本课题首先对当前我国空调室外计算参数确定体系进行梳理并对其局限性进行分析。针对以上局限性，以Copula函数建立室外气象参数联合分布函数，以此考虑干球温度、湿球温度、太阳辐射间同时发生性作用规律。进一步的，通过负荷计算分析各气象参数在设计负荷计算中的权重，并对各空调室外计算参数的重要程度进行排序。在此基础上，将空调室外计算参数进行归一化，提出一种基于权重系数的设计日构造方法。同时以不保证时长建立了空调室外计算参数与室内热环境的关联关系，并对各影响因素进行分析。主要研究成果如下：. 1. 当前我国空调室外计算参数确定体系在数据基础、单气象要素分布规律、多气象要素同时发生性及设计日构造上存在相应的局限性；. 2. 基于建筑热工分区代表城市逐时气象观测数据建立了单气象要素高温数据分布规律；. 3. 借助Copula联结函数，考虑气象要素间同时发生性并构建气象要素联合分布函数，形成同时发生条件下空调室外计算参数选取方法；. 4. 定量化分析了不同空调室外计算参数对设计负荷影响，并给出其对应的权重系数，同时确定了各空调室外计算参数的重要程度和选取优先级；. 5. 在同时发生性研究基础上，实现空调室外计算参数归一化，并提出一种新的基于权重系数的设计日构造方法；. 6. 建立了空调室外计算参数与室内热环境不保证时长间的定量关联，发现两者之间普遍存在量级差异和线性关系；. 7. 分析了窗墙比、换气次数等不同建筑参数变化时对室内热环境不保证时长影响规律，分析得出当前我国空调室外计算参数存在量值不准确的问题。. 8. 定量化分析了室内温度允许波动对室内热环境保障性的影响，证实室内温度允许波动会进一步增强室内热环境稳定性。