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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃國倉
研究生(外文):Kuo-Tsang Huang
論文名稱:空調設備量簡易預測法之研究---由ENVLOAD推估冷凍主機容量---
論文名稱(外文):A Study on the Simplified Method of Evaluating the Air-conditioning Capacity---Evaluating the Capacity of Chiller base on ENVLOAD---
指導教授:林憲德林憲德引用關係
指導教授(外文):Shien-Te Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:建築學系碩博士班
學門:建築及都市規劃學門
學類:建築學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:102
中文關鍵詞:建築外殼耗能空調型建築空調設備量預測
外文關鍵詞:energy consumption of building''s encelopeDOEprediction of chiller''s capacityENVLOADair-conditioning building
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以往對於決定建築空調設備量時,不是多以具經驗之空調技師依照建築之特性以及簡略之建築外殼條件約略加以判斷之外,就是使用建築空調計算機程式做熱負荷的動態運算,非經訓練有素的專業人員,一般人難以勝任。基於未來空調型建築物依法皆需計算其ENVLOAD值,本研究之主要目的在配合已行之多年並已成法規的外殼耗能評估指標ENVLOAD,進一步能夠推估其冷凍主機的容量,並試圖建立簡易空調設備量的預測公式。所選用的變數其一為ENVLOAD(X1),其二為空調外周區所佔空調面積之比重(X2)經本文定義為外周區係數γ。經由這二項變數以大略概估一棟建築物之空調設備量(m2/USRT),亦即每單位冷凍頓所能供應的空調面積。主要的研究內容如下:
1.本研究將原有ENVLOAD規範內四個空調時區(六、十、十二、二十四小時空調時區)以及四種不同類型的建築類別(辦公類、百貨類、醫院類、旅館類),依照室內發散熱以及室內人員、照明的使用時間分佈,加以歸納成七大類空調預測類型。
2.使用空調設計用的氣象資料,依台灣地理位置所涵蓋的緯度範圍,以北緯25度、北緯24度、北緯23度分別代表台灣北、中、南三地區進行電腦模擬。
3.運用實驗計畫法,選用三個等級的直交表,配合三種緯度別以及七種空調預測類型,建立一共567種模擬樣本,用以代表理論上每一預測類型每一緯度所需逐一求之的157464種實際所有可能組合之樣本,以及七大類型三種緯度全部共3306744種之樣本。
4.以DOE-2.2大型動態空調負荷計算程式進行模擬定風量空調箱空調系統(AHU)與風管機併用外氣引入空調系統(FCU+OA)的空調主機設備量部分,再配合BEEPII程式計算每一建築樣本的ENVLOAD值。
5.研究成果經由將變因ENVLOAD、外周區係數γ與由電腦所模擬計算出來之空調設備量(m2/USRT),將模擬樣本分緯度別以及七大空調預測類型進行統計學上的複迴歸分析,一共建立AHU空調系統之空調預測公式二十一條,其重判定係數範圍落在0.732至0.903之間,並同時建立FCU+OA空調系統之修正係數α。
本研究之成果將以往需依經驗判斷或專業軟體計算之空調設備量預估,藉由簡易預測公式的建立,判斷出空調的設備量,除簡化預估之難度外更能避免超量設計的情形發生,此外更建立了由ENVLOAD推估冷凍主機容量的預測模式。
▃ Research Purpose:
1.Regarding the process of determining the chiller capacity(m2/USRT) in air-conditioning systems of a building, in spite of some professionals have the ability to do such complicated works, few can evaluate the capacity of the chiller accurately without the help of sophisticated software such as DOE which are not made for the ordinaries.
2.Furthermore, on account of ENVLOAD(kwh/m2-year)(the evaluating index of a building’s envelope loads through out one year in Taiwan)which by law has become an indispensable requirement of the air-conditioning buildings. Additionally, the research is focus on developing a simplified method in predicting the capacity of the chiller base on ENVLOAD with the convenient of the ENVLOAD index that has been calculated previously.
▃ Research Methods:
1.To establish the predicting models, two variables have been introduced, one is ENVLOAD that has been mentioned above and the other is the coefficient of perimeter zone within air-conditioning area(which is defined as γ in the paper).
2.In order to co-ordinate the predicting models with ENVLOAD, seven sets of predicting patterns have been generalized from the norm of ENVLOAD evaluating system.
3.Establish the predicting models by simulation. We use DOE-2.2 software which is widely used in calculating the dynamic building loads worldwide to simulate the capacity of the chiller from heat loads in a building.
4.The experimental design method is introduced to generate the simulative building models finitely, in order to represent the whole possibly samples and thus reduces the amount of the simulations.
5.During computer simulation, we adopt air-conditioning design based meteorological data to collocate with DOE-2.2 to prevent from resulting insufficient capacity.
▃ Conclusion:
1.Using multiple-regression method to establish the predicting models. While the dependent variable is the chiller capacity the two independent variables are ENVLOAD and γ.
2.Totally, 21 formulas have been set up within 7 predicting categories. The R-square value lies between 0.732 and 0.903 which is convincible.
3.Moreover, to broaden the application of the predicting models, FCU+OA air-conditioning system factor(α) is built simultaneously in the paper.
第一章 緒論
1.1 研究動機與目的1-1
1.2 既有之空調設備量估算方法1-2
1.2.1面積概估法1-2
1.2.2負荷重點概估法1-4
1.2.3穩定熱傳計算法1-5
1.3 研究範圍1-5
1.3.1 對象1-6
1.3.2 氣候區1-6
1.3.3空調方式1-7
1.4 研究方法與步驟1-8
1.5 研究架構1-9
第二章 外殼耗能簡算法與計算空調負荷工具簡介
2.1 ENVLOAD外殼耗能簡算法簡介2-1
2.1.1公式之意義與計算方法2-1
2.1.2 ENVLOAD的設計基準2-2
2.2 DOE-2.2動態空調負荷計算程式簡介2-3
2.3 建築模擬解析用氣象資料(TMY2平均氣象年)簡介2-5
2.4 空調設計用氣象資料簡介2-6
第三章 模擬建築物空調設備量因子與變數假定
3.1 影響中央空調主機設備量之因子3-1
3.2 空調設備量的求法概述3-3
3.3 迴歸變數之選定3-5
3.3.1 外周區(Perimeter Zone)3-5
3.3.2 內部區(Internal Zone)3-6
3.3.3 定義外周區係數γ3-6
3.4 採用實驗計畫法進行模擬3-9
3.5 模型選定計畫與建築條件的基本假定3-10
3.5.1 模擬建築物之假設3-11
3.5.2 室內發散熱之假定3-11
3.5.3 人員使用時間分佈3-13
3.5.4 照明使用時間分佈3-15
3.5.5 空調使用時間分佈3-17
3.5.6 空調系統的基本假定3-18
3.6各模擬因子之假定水準3-20
3.7 利用直交表發展模擬實驗樣本3-24
第四章 各建築類型空調設備量預測公式之建立
4.1 預測公式建立之方法4-1
4.2 娛樂類空調設備量複迴歸式之建立4-3
4.3 辦公類空調設備量預測複迴歸式之建立4-6
4.4 醫院行政部門及門診部門空調設備量預測複迴歸式之建立4-9
4.5 百貨類空調設備量預測複迴歸式之建立4-12
4.6 餐廳類空調設備量預測複迴歸式之建立4-15
4.7 旅館客房部空調設備量預測複迴歸式之建立4-18
4.8 醫院病房部空調設備量預測複迴歸式之建立4-21
4.9 預測迴歸式使用方法概述4-31
第五章 總結
5.1 結論5-1
5.2 建議5-4
【中文部分】C01.林憲德等,1996.7,「建築節約能源基本教材」,內政部建築研究所專題研究計畫C02.1986.3,「換氣與空氣調節設備技術規範」,內政部營建署C03.林憲德等,1997.12,「建築節能法規的解說與實例專輯」第一至五冊,內政部營建署C04.涂金榮,1998.1,「建築空調系統耗能係數PACS之研究」,成大博論C05.涂金榮,1991.6,「辦公建築空調系統能源效率使用效率評估」,成大碩論C06.吳宗憲,1993.6,「台灣旅館建築外殼耗能量解析」,成大碩論C07.王仁俊,1995.6,「醫院建築外殼耗能解析」,成大碩論C08.王榮進,1990.6,「辦公建築空調系統耗能評估之研究」,成大碩論C09.林憲德等,1988.2,「建築省能設計用氣象資料之應用研究」,經濟部能委會C10.林憲德,1986.1,「台灣地區建築物理環境計畫用氣象資料之研究」,成功大學建築研究所研究計畫C11.林憲德,1997.12,「建築空調系統節能設計--空調系統耗能係數PACS」,詹氏書局C12.楊冠雄,1991.1,「儲冷式空調系統分析」C13.莊嘉文,1998.1,「建築設備概論」,詹氏書局C14.卓聖鵬,1995.9,「空調設備技術入門」,全華科技圖書C15.陳耀茂,1995.3,「實驗計畫法導論」,育友出版社C16.1986,「建築設計資料集成」,臺隆書店C17.1998.12,「建築設計資料集」,建築情報雜誌社 【英文部分】E01.ASHRAE,1997,”ASHRAE HANDBOOK-Foundamentals”E02.ASHRAE,1983,”ASHRAE HANDBOOK-Equipment”E03.ASHRAE,1996,”ASHRAE HANDBOOK-HVAC Systems and Equipment”E04.Ronald H. Howell、Harry J. Sauer,Jr.、William J. Coad,1998,”Principles of Heating Ventilating and Air Conditioning”,ASHRAEE05.P. G. Down,1969,”Heating and Cooling Load Calculations”,Pergamon PressE06.James J. Hirsch & Associates,“DOE-2.2 Building Energy Use and Cost Analysis Program Manuals---volume1-volume4”,Lawrence Berkeley National LaboratoryE07.Faye C.McQuiston etc.,1994,”Heating, Ventilating and Air Conditioning Analysis and Design”,Fourth Edition【日文部分】J01.松尾 陽等,1980.2,「空調設備の動的熱負荷計算入門」,日本建築設備士協會J02.社團法人空氣調和˙衛生工學會,1977,「空氣調和設備の實務の知識」,オ-社J03.田口玄一、小西省三,1959,「直交表による實驗のわりつけ方」,日科技連
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