建筑热负荷需求分析优化结果：深入解析建筑热负荷需求

1.建筑供暖负荷需求分析

北京农村居住建筑户均年供暖用煤量为2300kg，单位供暖面积煤耗为33.5kg标准煤。北京供暖季从11月到3月，设计供暖期为122天。因此，根据标准煤每千克含热量7000kcal（29307kJ）的标准，最终可以计算出北京农村地区住宅建筑单位面积年总耗热量为0.982GJ，耗热量指标为93.14W/m²。按照卧室、厢房和客厅三个房间供暖来计算，建筑供暖日总耗热量为608.38MJ。但太阳能是一种间断性能源，只能在白天提供热量，而且太阳能热泵系统只在上午8：30至下午16：30之间运行；因此，热管式太阳能PV/T热泵系统每天承担供暖负荷应按实际运行时间为8h的建筑供暖负荷来计算，为202.79MJ。

2.热水负荷需求分析

（1）热水定额 设计日用热水量决定着热管式太阳能PV/T集热器面积以及热水箱容量的大小。为提高系统的准确性，应按照平均日热水用水量计算热水系统的热水负荷：有自备热水供应和沐浴设备的住宅，可按20～40L/（人·d），有集中热水供应和沐浴设备的住宅，可按30～50L/（人·d）。本书用水定额取40L/（人·d）。

（2）设计冷、热水温度 根据热管式太阳能PV/T热水系统的特点，在综合考虑设备及管道的结垢和腐蚀，节能、节水和节约设备费用的情况下，最终确定系统的热水供水温度为45℃。

农村地区多采用地下水，根据相关规范冷水温度取10～15℃^[62]。因此，确定全年冷水供水温度为12℃。

（3）农村住宅使用人数 2010年第六次全国人口普查数据显示，北京市平均每个家庭户的人口为2.46人，北京市乡村地区平均每个家庭户的人口为2.75人^[63]。因此，北京乡村地区住宅建筑按3人/户计。

（4）太阳能保证率 太阳能保证率参见表5-4，由于北京属于太阳能资源较丰富区，因此热负荷太阳能保证率取50%。

表5-4 太阳能热水系统太阳能保证率选值表

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（5）热水负荷 热水负荷计算公式

Q_h=c_wVρ_w（T_end-T_i） （5-1）

式中 Q_h——加热热水需要热量（kJ）；

c_w——水的比定压热容[kJ/（kg·℃）]；

V——用水量（m³）；

ρ_w——水密度（kg/m³）；

T_i——水箱初始水温（℃）；

T_end——水箱终止水温（℃）。

在确定北京农村地区人均日用水定额、户均人口数、设计热水温度和冷水温度的情况下，可以按照式（5-1）来计算年平均热水负荷，结果为16.63MJ。