[发明专利]大空间分层空调建筑内壁面吸热、放热过程的计算方法

权利要求书

1.大空间分层空调建筑内壁面吸热、放热过程的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：分层空调区墙体热工参数确定：根据大空间建筑结构及分层空调特征，收集建筑墙体厚度、导热系数、墙体密度、比热等参数，收集24小时逐时壁面辐射转移热；对分层空调区建筑墙体按吸热放热方向进行分层；

S2：建立墙体壁面热平衡方程：依据分层空调区建筑壁面传热特征，分别建立建筑内壁面和建筑外壁面的热平衡方程；

S3：建立墙体各分层热平衡方程：依据分层空调区建筑墙体各分层的传热特征，建立基于差分方法的建筑墙体各分层的热平衡方程；

S4：墙体传热矩阵求解：构建分层空调区建筑墙体的吸热放热方程矩阵，并进行迭代求解计算；

S5：分层空调区内壁面吸热放热计算结果：获得分层空调区建筑内壁面吸热放热过程特征，得到建筑内壁面24小时逐时吸热放热热流。

2.根据权利要求1所述的大空间分层空调建筑内壁面吸热、放热过程的计算方法，其特征在于：所述步骤S1中，在大空间分层空调中，非空区壁面对空调区壁面存在辐射转移热，选取下部空调区建筑墙体，沿墙体吸热放热方向划分层。

3.根据权利要求1所述的大空间分层空调建筑内壁面吸热、放热过程的计算方法，其特征在于：所述步骤S2中，分层空调区建筑内壁面同时存在导热、对流、辐射，据此建立内壁面热平衡方程，式(1)；分层空调区建筑外壁面同时存在导热和对流，据此建立外壁面热平衡方程，式(2)：

式中：q_R^p+1为P+1时刻辐射热流密度，W·m^-2；α_n为内壁面放热系数，α_w为外壁面放热系数，W·m^-2℃^-1；t_n为分层空调区空气温度，t_w为隔壁房间空气温度，℃；λ为墙体导热系数，W·m²K^-1；ρ为墙体材料密度，kg·m^-3；C为墙体材料比热，J·kg^-1K^-1；δ为划分层每层厚度；Δτ为时间间隔，h。

4.根据权利要求1所述的大空间分层空调建筑内壁面吸热、放热过程的计算方法，其特征在于：所述步骤S3中，建立基于差分方法的分层空调区建筑墙体传热方程，采用向后差分的隐式差分格式：

式中：t_k为第k层温度，单位为℃。

5.根据权利要求1所述的大空间分层空调建筑内壁面吸热、放热过程的计算方法，其特征在于：所述步骤S4中，构建分层空调区墙体各层、内壁面、外壁面的吸热放热传热方程矩阵，并进行迭代求解计算，获得各分层24个时刻的逐时温度分布：

式中：F₀＝a·Δτ/δ²＝(λ/ρc)·Δτ/δ²，A＝α_n·δ/λ，B＝q^p_R·δ/λ，C＝α_w·δ/λ。

6.根据权利要求1所述的大空间分层空调建筑内壁面吸热、放热过程的计算方法，其特征在于：所述步骤S5中，依据上述计算结果，获得分层空调区建筑内壁面吸热放热过程特征，得到建筑内壁面24小时逐时吸热放热热流：q_n＝α_n(t₁-t_n) (5)；

式中：q_n为内壁面放热热流，W·m^-2。