内蓄热体与可控内热源对建筑综合热惰性影响的研究

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现行的热负荷计算方法对建筑本体热惰性的作用的考虑有一定的局限性,造成建筑设计负荷偏大。在系统运行调节方面,多数采暖空调系统的运行策略没有与建筑本体的蓄热作用相结合,忽略了室外气象环境本身是以24小时为周期的类周期性外扰这一特点。缺乏建筑物本身蓄热特征的供热运行方式使得一天中室外温度较高的时间段室内温度偏高,无形之中造成了供热量的浪费。同时,室内温度存在较大的波动,房间热稳定性较差,热舒适性难以满足人们的要求。可见,研究建筑综合热惰性的影响因素以及如何将建筑热惰性的作用与调控策略的优化过程相结合,对降低采暖空调系统的能耗并提高室内热舒适性具有重大的意义。在归纳现行的理论、实验或模拟研究中常用的热惰性表征参数的基础上,本研究从热惰性对周期性外扰的响应和对可控内热源调控的响应两个角度选定了两组热惰性表征参数。应用上述表征参数,采用Energyplus软件模拟与实测研究相结合的方式,从上述两个角度研究了内围护结构和室内家具两部分内蓄热体对建筑综合热惰性的影响,并基于上述两方面响应的叠加研究,研究了以24小时为周期的阶跃式调控策略。研究结论表明,内蓄热体作为建筑本体中的储热单元,对建筑综合热惰性的作用与太阳辐射是相互削弱的关系。在内蓄热体的蓄热作用中,室内家具的蓄热作用远小于内围护结构。对内蓄热体的量与选用的热惰性指标进行单变量曲线拟合的结果表明:对应于周期性外扰的热惰性指标,其变化规律符合多项式级数拟合的规律;对应于内热源阶跃调控作用的热惰性指标,其变化规律符合傅里叶级数拟合的规律。最后,本文基于上述研究内容,提出了一种将调控策略优化与建筑热惰性相结合的方法,将热惰性表征参数应用于调控策略的评价中,并分析了将调控策略与建筑热惰性相结合的必要性。
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