[发明专利]一种耦合供暖末端对流辐射比的建筑动态热响应模拟方法

说明书

本发明涉及一种耦合供暖末端对流辐射比的建筑动态热响应模拟方法，属于建筑环境与暖通空调技术领域，构建待模拟建筑的房间热物理模型，使用供暖末端辐射热比例作为房间热平衡矩阵方程中的变量，表征不同供暖末端因对流辐射比不同，从而在供热中体现的不同热特性，求解房间热平衡矩阵方程，获得房间室温方程，并通过耦合供暖末端热特性方程和房间室温方程，将供暖末端热特性与建筑热特性相结合，提高了供暖系统动态仿真模拟的准确性。

技术领域

本发明涉及建筑环境与暖通空调技术领域，特别是涉及一种耦合供暖末端对流辐射比的建筑动态热响应模拟方法。

背景技术

为完成节能减排目标，建筑的节能需求日益增加。建筑热响应模拟可以分析建筑动态能耗及被动蓄热潜能，指导建筑运行调控策略优化，是实现建筑高效及需求响应运行的重要研究方法之一。

在建筑热响应模拟中，动态模型的准确性至关重要，直接影响到建筑热响应特性分析的准确性及运行策略优化的可靠性。而在传统的建筑热环境模拟方法中，末端设备的供热量往往被作为对流热直接提供给室内空气。供暖情况下，这种模拟方法适用于以对流换热为主的供暖末端。但对于如散热器等对流-辐射型供暖末端，该方法无法体现供暖末端通过辐射换热与建筑围护结构耦合的辐射特性，使动态模拟的结果与实际运行数据之间存在较大的偏差。

发明内容

本发明的目的是提供一种耦合供暖末端对流辐射比的建筑动态热响应模拟方法，以提高供暖系统动态仿真模拟的准确性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种耦合供暖末端对流辐射比的建筑动态热响应模拟方法，所述模拟方法包括：

构建待模拟建筑的房间热物理模型；所述房间热物理模型包含房间内供暖末端的辐射换热关系和对流换热关系；

根据所述房间热物理模型，确定考虑供暖末端的辐射热比例的房间热平衡矩阵方程；所述辐射热比例为供暖末端向外散发热量中辐射热占总散热量的比值；

根据供暖末端的辐射热比例，求解房间热平衡矩阵方程，获得房间室温方程；

构建供暖末端热特性方程；

耦合供暖末端热特性方程和房间室温方程，确定房间室温的动态模拟计算方程；

根据供暖末端的实时供热参数，利用房间室温的动态模拟计算方程，实时计算待模拟建筑内的房间模拟室温。

可选的，所述房间热物理模型包括供暖末端的放热和邻室换热；

所述供暖末端的放热包括供暖末端与室内空气的对流换热、供暖末端与建筑围护结构内表面的辐射换热；

所述邻室换热包括房间隔墙外表面与邻室房间空气之间的对流换热、房间隔墙外表面与邻室供暖末端之间的辐射换热。

可选的，根据所述房间热物理模型，确定考虑供暖末端的辐射热比例的房间热平衡矩阵方程，具体包括：

根据所述房间热物理模型，构建室内侧围护结构的边界方程为其中，λ为围护结构沿厚度方向的导热系数，F为围护结构内表面面积，t为围护结构温度，x为厚度，x＝l表示厚度值等于l，h_in为围护结构内表面与空气的对流换热系数，t_a为室温，q_r为围护结构内表面吸收透过窗户的太阳辐射得热量，q_in为围护结构内表面吸收室内热扰的辐射得热量，q_hvac为供暖末端送入建筑空间的热量，fsb为辐射热比例；