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DOE II建築節能模擬軟體介紹 -空調節能設計篇

工研院能環所

李浩銓

August 29, 2007

Architectural Energy Corporation

3Copyright 2007 ITRI工業技術研究院

CVisualDOE建築節能模擬軟體簡介


節能方案


Institutional buildingNew Construction 20000 m2 juvenile detention facility Base case constructions and efficiencies are based on California’s Title-24 standards.


28 種DOE-2 HVAC 系統D O E -2 C ode-W ord D es c rip t ion Ty pe C a tego ry

S upp ly A ir V o lum e E c onom iz er O uts ide A ir

N a tu ra l V en t ila t ion

E x haus t F an

B as eboard H eate r

Zone R eheat

B u ilt in V is ua lD O E

R ES YS R es iden t ia l S y s tem P ac k aged R es iden t ia l C ons tan t N o N o Ye s N o Y es N o Y es

R ES V V T R es iden t ia l V a riab le V o lum e V ariab le Tem pera tu re

P ac k aged R es iden t ia l V a ria b le N o N o N o N o Y es N o Y es

V A V S V ariab le A ir V o lum e S y s tem C ent ra l, s ing le duc t

S ing le D uc t V a ria b le Y es Y es N o Y es Y es Y es Y es

F P H F loor P ane l H ea t ing R ad ian t H eat ing

H eat ing O n ly n .a . N o N o N o N o N o N o Y es

U H T U nit H ea te r Zona l H eat ing O n ly n .a . N o N o N o N o Y es N o Y esU V T U nit V en t ila to r Zona l H eat ing O n ly C ons tan t N o Y es N o N o Y es N o Y es

D D S D ua l-D uc t S y s tem C ent ra l, dua l duc t A ir M ix ing V a ria b le Y es Y es N o Y es Y es N o Y es

M ZS M ulit -Zone S y s tem C ent ra l, m u lt i-duc t A ir M ix ing C ons tan t Y es Y es N o Y es Y es N o Y es

P M ZS P ac k aged M u lt i-Zone S y s tem P ac k aged, m u lt i-duc t A ir M ix ing C ons tan t Y es Y es N o Y es Y es N o Y es

T P F C Tw o P ipe F an C o il Zona l A ir M ix ing C ons tan t N o Y es N o Y es Y es N o Y esF P F C F our P ipe F an C o il Zona l A ir M ix ing C ons tan t N o Y es N o Y es Y es N o Y esT P IU Tw o P ipe Induc t ion U n it Zona l Term ina l U n it C ons tan t Y es Y es N o Y es Y es N o Y esF P IU F our P ipe Induc t ion U n it Zona l Term ina l U n it C ons tan t Y es Y es N o Y es Y es N o Y esH P W ater Loop H eat P um p Zona l Term ina l U n it C ons tan t Y es Y es N o N o Y es N o Y es

P T A C P ac k aged Term ina l A ir C ond it ione r Zona l, P ac k aged Term ina l U n it C ons tan t N o Y es N o Y es Y es N o Y es

P V V T P ac k aged V ariab le V o lum e V ariab le Tem pera tu re P ac k aged S ing le D uc t V a ria b le Y es Y es N o Y es Y es N o Y es

EV A P _C O O L E vapora t ive C oo ling C ent ra l S ing le D uc t C ons tan t Y es Y es N o Y es Y es N o Y es

P S Z P ac k aged S ing le Zone P ac k aged S ing le D uc t C ons tan t Y es Y es Ye s Y es Y es Y es Y es

S ZR H S ing le Zone R ehea t P ac k aged S ing le D uc t C ons tan t Y es Y es N o Y es Y es Y es Y es

H V S YS H ea t ing and V ent ila t ion S y s tem C ent ra l H eat ing O n ly C ons tan t Y es Y es N o Y es Y es Y es Y es

R H F S C ons tan t V o lum e F an R ehea t C ent ra l S ing le D uc t C ons tan t Y es Y es N o Y es Y es Y es Y es

P IU P ow er Induc t ion U n it C ent ra l S ing le D uc t V a ria b le Y es Y es N o Y es Y es N o Y es

P V A V S P ac k aged V ariab le A ir V o lum e S y s tem P ac k aged S ing le D uc t V a ria b le Y es Y es N o Y es Y es Y es Y es

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S ZC I S ing le Zone F an S y s tem w ith C e iling Induc t ion B ox C ent ra l S ing le D uc t C ons tan t Y es Y es N o Y es Y es Y es Y es

C O O L -B EA M R ad ian t C oo ling S y s temC ent ra l, R ad ian t C oo ling

S ing le D uc t C ons tan t N o Y es N o Y es Y es N o N o

P T G S D P ac k aged To ta l-G as S o lid -D es ic c an t P ac k aged S ing le D uc t V a ria b le Y es Y es N o Y es Y es N o N o

R ES YS 2 R E S Y S + O A + N a t . V en t + H ea t R ec overy P ac k aged R es iden t ia l C ons tan t Y es Y es Ye s Y es Y es N o N o


Four-Pipe Fan Coil

2.1A Reference Manual, p. IV-160


Variable Air Volume System

2.1A Reference Manual, p. IV-172


CVisualdoe – 專案頁面


CVisualdoe – 區塊頁面


標準區塊


自定區塊

A floor plan of Four Times Square green office tower in New York


CVisualdoe – 房間頁面


CVisualdoe – 外牆頁面


CVisualdoe – 空調送風系統頁面


CVisualdoe – 區域頁面


CVisualdoe - 3D 視圖


CVisualdoe – 空調系統編輯頁


CVisualdoe – 主機房編輯頁


CVisualdoe – 編輯器


CVisualdoe – 建築外牆結構編輯


CVisualdoe – 時程編輯


CVisualdoe – 節能方案編輯


CVisualdoe – 檢查模組定義


CVisualdoe – 空調區域診斷系統


CVisualdoe – 模擬結果(使用電力)


CVisualdoe – 結果 (耗能成本)


CVisualdoe – 報告 (空調系統)


CVisualdoe – 報告 (以綠建築leed報告型態輸出)


CVisualdoe – 耗能結構分析圖


CVisualdoe – 耗能結構分析圖 2


DOAS in CVisualDOE 4.0Create a dummy zone with no thermal loads

1ft x 1ft x 1ft, no plenumAssign adiabatic walls, roofs and floors to the dummy zoneSet LPD, EPD, infiltration, and number of people to 0Use Advanced Edit to set floor weight to 10 (light-weight construction)

Create a 100% OA system (DOAS) serving the dummy zoneUse the DOE-2 keyword OA-FROM-SYSTEM to assign the DOAS for other systemsMake sure the DOAS is a constant volume system with adequate outside air amount


地源式熱泵 Heat Pump編輯頁面

Use DOE-2 WLHP (Water Loop Heat Pump) SystemGround TemperatureCannot have supplement boilers or cooling towers!


熱泵Heat Pump 編輯頁面


Demand Control VentilationDOE-2 defaults OA as constant volumeDCV – outside air volume depending on number of occupantsUse the outside air schedule. The hourly ratio represents OA volume as a percentage of DESIGN supply air volume


Default OA Schedule


DCV OA Schedule


模擬精確度

Energy±

8 – 10% monthly energy

±

3 – 5% annual energyDemand

±

10 – 12% monthly peak demand±

5 – 6% annual average peak demand

Average monthly error > Annual errorMonitored data can cut the error in half


模組誤差可能來源

Unfamiliar with modeling toolNo clear objective Poor data and model setup

Equipment control (part-load performance)Operating schedulesEquipment sizingVentilationBuilding envelopeInternal loads (LPD, EPD, OCD)Weather data

No quality control – review, checklist, etc.


模組校準所需資料

Measured LPD, EPD, and number of occupantsWeather dataOperating schedulesEquipment operating performanceUtility bills (Monthly kWh, kW, and therm)


案例分析-模擬軟體應用介紹


案例說明

Building 64, ERL/ITRI. Four floors with a basement, total floor area of 7300m²An office building built in 1985Concrete structureDouble-pane windows with ext. shading, WWR 18%Each floor served by a CAV and a VAV systems with DOAS. Basement by a fan-coil unitCentral plant – 2 chillers, 2 cooling towers, 2 CHW and 2 CW pumpsAvg. LPD 14 W/m², avg. EPD 6.8 W/m²


Plan Views

Basement Floor First Floor Second Floor

Third Floor Fourth Floor


3D View


案例模擬結果 - 耗能結構圖


案例 – 模組校準結果


節能方案說明


節能方案模擬結果


案例分析 – 其他應用

Evaluate utility offers – to determine which rate structure results in the lowest electricity cost for a specific buildingExplore other EEMS like VSD chillers, heat recovery, daylighting and controls, thermal energy storage, free cooling.


評估台電各種費率


時間電費編輯


最佳費率選擇

Questions

DOE II建築節能模擬軟體介紹�-空調節能設計篇 CVisualDOE建築節能模擬軟體簡介節能方案Institutional building28 種DOE-2 HVAC 系統Four-Pipe Fan CoilVariable Air Volume SystemCVisualdoe – 專案頁面CVisualdoe – 區塊頁面標準區塊自定區塊CVisualdoe – 房間頁面CVisualdoe – 外牆頁面CVisualdoe – 空調送風系統頁面CVisualdoe – 區域頁面CVisualdoe - 3D 視圖CVisualdoe – 空調系統編輯頁CVisualdoe – 主機房編輯頁CVisualdoe – 編輯器CVisualdoe – 建築外牆結構編輯CVisualdoe – 時程編輯CVisualdoe – 節能方案編輯CVisualdoe – 檢查模組定義CVisualdoe – 空調區域診斷系統CVisualdoe – 模擬結果(使用電力)CVisualdoe – 結果 (耗能成本)CVisualdoe – 報告 (空調系統)CVisualdoe – 報告 (以綠建築leed報告型態輸出)CVisualdoe – 耗能結構分析圖CVisualdoe – 耗能結構分析圖 2DOAS in CVisualDOE 4.0地源式熱泵 Heat Pump編輯頁面熱泵Heat Pump 編輯頁面Demand Control Ventilation投影片編號 36投影片編號 37模擬精確度模組誤差可能來源模組校準所需資料案例分析-模擬軟體應用介紹案例說明Plan Views3D View案例模擬結果 - 耗能結構圖案例 – 模組校準結果節能方案說明節能方案模擬結果案例分析 – 其他應用評估台電各種費率時間電費編輯最佳費率選擇Questions

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