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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
4Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
節能方案
5Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
Institutional buildingNew Construction 20000 m2 juvenile detention facility Base case constructions and efficiencies are based on California’s Title-24 standards.
6Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
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
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Zone R eheat
B u ilt in V is ua lD O E
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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
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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
7Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
Four-Pipe Fan Coil
2.1A Reference Manual, p. IV-160
8Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
Variable Air Volume System
2.1A Reference Manual, p. IV-172
9Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 專案頁面
10Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 區塊頁面
11Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
標準區塊
12Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
自定區塊
A floor plan of Four Times Square green office tower in New York
13Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 房間頁面
14Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 外牆頁面
15Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 空調送風系統頁面
16Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 區域頁面
17Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe - 3D 視圖
18Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 空調系統編輯頁
19Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 主機房編輯頁
20Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 編輯器
21Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 建築外牆結構編輯
22Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 時程編輯
23Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 節能方案編輯
24Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 檢查模組定義
25Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 空調區域診斷系統
26Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 模擬結果(使用電力)
27Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 結果 (耗能成本)
28Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 報告 (空調系統)
29Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 報告 (以綠建築leed報告型態輸出)
30Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 耗能結構分析圖
31Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
CVisualdoe – 耗能結構分析圖 2
32Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
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
33Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
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!
34Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
熱泵Heat Pump 編輯頁面
35Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
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
36Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
Default OA Schedule
37Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
DCV OA Schedule
38Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
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
39Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
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.
40Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
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)
41Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
案例分析-模擬軟體應用介紹
42Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
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
43Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
Plan Views
Basement Floor First Floor Second Floor
Third Floor Fourth Floor
44Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
3D View
45Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
案例模擬結果 - 耗能結構圖
46Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
案例 – 模組校準結果
47Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
節能方案說明
48Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
節能方案模擬結果
49Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
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.
50Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
評估台電各種費率
51Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
時間電費編輯
52Copyright 2007 ITRI工業技術研究院
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