तपाईं भारी कंक्रिट संरचना, छतमा शीतलन प्लान्ट, हिट पम्प र केन्द्रीय एयर ह्यान्डलर भएको पाँच तले अफिस भवनको सुविधा प्रबन्धक हुनुहुन्छ। प्रत्येक 15 मिनेटमा मोडेलले बाहिरी हावा, कोठाको हावा, सतह र भवनको द्रव्यमानबीच बग्ने ताप (ISO 13790 घण्टा विधि), प्लान्टले दिनुपर्ने ताप वा शीतलन, यसले तान्ने बिजुली, भवनमा रहनेहरूले निकाल्ने CO₂ को मात्रा र उनीहरूले कति आराम महसुस गर्छन् (PMV/PPD, ISO 7730) गणना गर्छ। शैक्षिक सिमुलेसन मात्र — ट्यारिफ र भवनका अङ्कहरू उदाहरणीय हुन्, इन्जिनियरिङ वा वित्तीय सल्लाह होइनन्।
तपाईंले के सिक्नुहुनेछ
भारी भवनले किन ढिलो प्रतिक्रिया दिन्छ: यसको संरचनाले ताप भण्डारण गर्छ, त्यसैले तताउन, चिसो पार्न र पूर्व-शीतलन गर्न मिनेट होइन, घण्टा लाग्छ।
भेन्टिलेसनले भित्री CO₂ कसरी तोक्छ — र कोठा किन मानिसको भीडभन्दा करिब एक घण्टा पछि पर्छ।
माग शुल्क कसरी काम गर्छ र सेटपोइन्ट, सुरु हुने समय र तापीय भण्डारणले मानिसलाई असहज नबनाई शिखर कसरी घटाउँछन्।
सिमुलेटर
समय 0 मि
✓आरामदायी (PMV −0.5…+0.5)
↓अति चिसो (PMV −0.5 भन्दा तल)
!अति तातो (PMV +0.5…+1)
‼तातो (PMV +1 भन्दा माथि)
❄शीतलन हुँदै
♨तापन हुँदै
•करिब 12 जना मानिस
नियन्त्रण
प्रयोग मोडमा प्लान्टले कोठाको हावालाई जति तापक्रमसम्म चिसो पार्छ। मानिस आउनुअघि संरचनालाई पूर्व-शीतलन गर्न घटाउनुहोस्; ट्यारिफको शिखर समयमा बढाउनुहोस्।
प्रयोग मोडमा हिट पम्पले कोठाको हावालाई जति तापक्रममा राख्छ। शीतलन सेटपोइन्टभन्दा कम्तीमा 1 °C तल राखिन्छ।
प्रयोग मोड सुरु हुने घडीको समय (कर्मचारी 07:30 देखि आउँछन्, भेन्टिलेसन 08:00 देखि, 18:00 मा बन्द)। 08:00 अगाडि बाहिरी हावाका ड्याम्पर बन्द रहन्छन्, त्यसैले प्लान्टले भवनलाई तताउने वा चिसो पार्ने मात्र गर्छ। प्रयोग मोडबाहिर भवनको तापक्रम 15 र 30 °C बीच घटबढ हुन्छ। सुरु आदेश लच हुन्छ: दिनको लागि प्लान्ट एकपटक सुरु भएपछि, 18:00 पछिसम्म यसलाई बदल्दा केही हुँदैन।
स्थिर = 250 जनाका लागि डिजाइन प्रवाह (2,125 L/s)। माग-नियन्त्रित = उपस्थित प्रति व्यक्ति 2.5 L/s + प्रति m² 0.3 L/s। पर्ज = 100 % बाहिरी हावा (6,000 L/s) — सबैभन्दा कम CO₂, तर तापन वा शीतलनको लागत सबैभन्दा बढी।
बाहिरी हावा कोठाभन्दा चिसो हुँदा र शीतलन चाहिँदा, कम्प्रेसर चलाउनुको सट्टा त्यसबाट बढी हावा भित्र ल्याउँछ (6,000 L/s सम्म)।
शीतलन र तापन आउटपुटलाई क्षमताको यति अंशमा सीमित गर्छ। बिजुलीको शिखर घटाउँछ, तर भार बढी भए कोठाको तापक्रम बिग्रिन्छ।
सूचक
बिलिङ शिखर माग
0kW
सामान्य
अनुमानित असन्तुष्ट (PPD)
20%
चेतावनी
भित्री CO₂
450ppm
सामान्य
भवनको माग (15 मिनेट)
0kW
सामान्य
तापीय अनुभूति (PMV)
-0.84
कोठाको हावाको तापक्रम
21.9 °C
सञ्चालन तापक्रम
21.9 °C
सतहको तापक्रम
21.9 °C
संरचनाको तापक्रम
22.0 °C
बाहिरी तापक्रम
16.9 °C
प्रयोग भएको बिजुली
0 kWh
भवनमा रहेका मानिस
0
बाहिरी हावा
0 L/s
प्रदान गरिएको शीतलन
0 kW
प्रदान गरिएको तापन
0 kW
प्लान्ट COP
0.00
सेटपोइन्ट पुग्न नसकेको अन्तर
0.0 K
प्रवृत्ति
सङ्कट परिदृश्य
स्तर 1 · जाडो दिनमा सेमिनारको भीड
जाडो वसन्तको एक दिन हो (करिब 0–6 °C)। 13:00 मा सेमिनारका लागि करिब 400 अतिथि भवनमा आउँछन् र 17:00 मा जान्छन् — भवनमा 210 को सट्टा करिब 600 मानिस हुनेछन्। ऊर्जा खेर नफाली र माग शिखर नबढाई सम्पूर्ण कार्यदिन भित्री CO₂ 1,000 ppm वा सोभन्दा कम राख्नुहोस्। भेन्टिलेसन स्थिर डिजाइन प्रवाहमा चलिरहेको छ।
सम्पूर्ण कार्यदिन भित्री CO₂ ≤ 1,000 ppm
प्रयोग भएको बिजुली ≤ 1,110 kWh
माग कहिल्यै 120 kW भन्दा माथि नजाओस्
स्तर 2 · जाडो सप्ताहान्तपछिको सोमबार बिहान
सोमबार, मध्यरात, औसत −7 °C। सम्पूर्ण सप्ताहान्त भवन 15 °C को सेटब्याकमा राखिएको थियो, त्यसैले कंक्रिट संरचना करिब 14 °C मा छ। कर्मचारी 07:30 देखि आउँछन्। प्लान्ट सधैंझैँ 07:00 मा सुरु हुने तालिका छ। बिहानको माग शिखर र ऊर्जा बिललाई नियन्त्रणमा राख्दै 08:00 देखि भवनलाई आरामदायी बनाउनुहोस् (PPD ≤ 10 %)।
08:00 देखि 12:00 सम्म PPD ≤ 10 %
माग कहिल्यै 195 kW भन्दा माथि नजाओस्
14:00 सम्ममा प्रयोग भएको बिजुली ≤ 1,760 kWh
स्तर 3 · गर्मीको शिखर र माग शुल्क
तातो लहरको दिन: बिहान 24 °C, दिउँसो 36 °C, कडा घाम। ट्यारिफको माग शुल्क 13:00 र 17:00 बीचको सबैभन्दा उच्च 15-मिनेट मागले तोक्छ। भवनमा रहनेहरू आरामदायी रहँदा (औसत PPD ≤ 9.5 %, कहिल्यै 15 % माथि होइन) त्यो शिखर 148 kW वा सोभन्दा तल राख्नुहोस्, र दिनको बिजुली तपाईंले यसै पनि प्रयोग गर्ने मात्राकै नजिक राख्नुहोस्। प्लान्ट 24 °C सेटपोइन्टसहित 07:00 मा सुरु हुन्छ।
13:00–17:00 को बीच माग ≤ 148 kW
कार्य समयमा औसत PPD ≤ 9.5 %
PPD कहिल्यै 15 % माथि नजाओस्
प्रयोग भएको बिजुली ≤ 1,920 kWh
आधार — सङ्ख्याको पछाडिको मोडेल
सिमुलेटरले प्रयोग गर्ने हरेक सम्बन्ध, यसको स्रोतसहित। मान्यताका रूपमा चिह्नित स्थिरांक उदाहरणीय क्यालिब्रेसन हुन्।
भवनलाई सानो ताप नेटवर्कका रूपमा: कोठाको हावा र भित्री सतहमा भण्डारण हुँदैन, कंक्रिट संरचनामा हुन्छ। प्रत्येक कडीबाट ताप तापक्रम अन्तरको अनुपातमा बग्छ।
भारी भवनका लागि मानक मान: संरचनाले प्रत्येक m² फ्लोर क्षेत्रफलको प्रति केल्भिन 260 kJ भण्डारण गर्छ र कोठाका सतहहरूसँग घनिष्ठ रूपमा जोडिएको हुन्छ। भित्री तापको आधा सिधै हावामा जान्छ, बाँकी र घाम सतह र द्रव्यमानमा पर्छ।
फेन्गरको आराम मोडेलले मानिसले उत्पादन गर्ने तापलाई संवहन, विकिरण, पसिना र श्वासबाट गुमाउने तापसँग सन्तुलनमा राख्छ। PMV 0 तटस्थ हो; ±0.5 सामान्य आराम दायरा हो, जहाँ करिब 10 % अझै असन्तुष्ट हुन्छन्।
राम्ररी मिसिएको भवनमा CO₂: भवनमा रहनेहरूले थप्छन्, बाहिरी हावाले पातलो पार्छ। स्तर C_out + N·G/Q तर्फ जान्छ र समय-स्थिरांक V/Q हुन्छ — डिजाइन प्रवाहमा करिब डेढ घण्टा।
V·dC/dt = Q(C_out − C) + N·G, G = 0.0048 L/s; C_ss = C_out + N·G/Q, τ = V/Q[6][5][7]
भित्री ताप: मानिस, बत्ती र अफिस उपकरण; झ्यालबाट आउने घाम बिहानीपछि चाँडै दिउँसो उच्च हुन्छ।
Φ_int = 75 W·N + lights 7 W/m² + plugs 10 W/m²·(0.25 + 0.75·N/250); Φ_sol = 100 kW·sin(π(h − 6)/13)·cloud[8]मान्यता: भवनको आकार, खोल, प्लान्टको क्षमता, ताप-लाभ घनत्व, कार्नो अंश, फ्यानको शक्ति, तालिका र मौसम सामान्य अफिसका लागि उदाहरणीय मान हुन्; ताप सन्तुलन, आराम, भेन्टिलेसन र CO₂ का सम्बन्धहरू प्रकाशित सूत्रहरू हुन्।
बाहिर जति तातो हुन्छ चिलरले उति बढी मेहनत गर्छ, हिट पम्पले जति चिसो हुन्छ उति — दुवैलाई आदर्श (कार्नो) दक्षताको निश्चित अंशका रूपमा मोडेल गरिएको छ।
COP_cool = 0.45·T_e/(T_c − T_e), T_e = 5 °C, T_c = θo + 12 K; COP_heat = 0.45·T_c/(T_c − T_e), T_c = 45 °C, T_e = θo − 8 K[9]मान्यता: भवनको आकार, खोल, प्लान्टको क्षमता, ताप-लाभ घनत्व, कार्नो अंश, फ्यानको शक्ति, तालिका र मौसम सामान्य अफिसका लागि उदाहरणीय मान हुन्; ताप सन्तुलन, आराम, भेन्टिलेसन र CO₂ का सम्बन्धहरू प्रकाशित सूत्रहरू हुन्।
मिटरले प्रत्येक 15 मिनेटको औसत शक्ति रेकर्ड गर्छ; माग शुल्क सबैभन्दा उच्चमा लाग्छ, त्यसैले एउटै खराब चौथाई घण्टाले शुल्क तोक्छ।
P = Q_cool/COP_cool + Q_heat/COP_heat + fans (6 kW + 1.5 kW per m³/s outdoor air) + lights + plugs; billing demand = max over 15-min intervals of P[11]मान्यता: भवनको आकार, खोल, प्लान्टको क्षमता, ताप-लाभ घनत्व, कार्नो अंश, फ्यानको शक्ति, तालिका र मौसम सामान्य अफिसका लागि उदाहरणीय मान हुन्; ताप सन्तुलन, आराम, भेन्टिलेसन र CO₂ का सम्बन्धहरू प्रकाशित सूत्रहरू हुन्।
पूर्व-शीतलनले रातमा, जब चिलर दक्ष र माग कम हुन्छ, कंक्रिटमा 'चिसो' भण्डारण गर्छ; दिउँसो चिसो संरचनाले प्लान्टले अन्यथा हटाउनुपर्ने ताप सोस्छ।
cool the mass before the peak (θm ↓), then raise the setpoint: H_ms(θs − θm) absorbs part of the afternoon gain instead of the plant[10]
इष्टतम सुरुआत: संरचना र मौसम जति चिसो हुन्छ, सेटब्याकबाट पुनःप्राप्ति उति लामो हुन्छ, त्यसैले प्लान्ट त्यति नै चाँडो सुरु हुनुपर्छ।
recovery time after setback grows with (θ_set − θm) and with colder weather; plant start = occupancy − recovery time[12][1]
मोडेलले प्रयोग गर्ने अन्य सञ्चालन स्थिरांकहरू।
5,000 m² office, 3 m storeys · windows 800 m² at U 1.8 (H_w 1,440 W/K), opaque envelope 1,000 W/K, infiltration 0.1 ACH · cooling capacity 350 kW, heat pump 300 kW (thermal) · unoccupied limits 15/30 °C · occupancy 07:30–18:30, attendance ~ N(85 %, 5 %) · outdoor temperature cosine + N(0, 0.8 K) hourly · RH 50 %, 0.1 m/s, 1.2 metमान्यता: भवनको आकार, खोल, प्लान्टको क्षमता, ताप-लाभ घनत्व, कार्नो अंश, फ्यानको शक्ति, तालिका र मौसम सामान्य अफिसका लागि उदाहरणीय मान हुन्; ताप सन्तुलन, आराम, भेन्टिलेसन र CO₂ का सम्बन्धहरू प्रकाशित सूत्रहरू हुन्।
अनियमितता: सिड भएको mulberry32 जेनेरेटर; प्रयोग गरिएका वितरण — एकसमान, घातीय (उल्टो CDF), सामान्य (Box–Muller), पोइसन (Knuth)। सिड देखाइन्छ र साझा गर्न सकिन्छ।
J. E. Seem, P. R. Armstrong, C. E. Hancock — Algorithms for predicting recovery time from night setback (optimal start) — ASHRAE Transactions 95(2), 1989