Войти
Карта США в день градуса тепла, 1961–1990 
Карта США в день градуса охлаждения, 1961–1990 Степень нагрева в день (HDD ) - это измерение, предназначенное для количественной оценки потребности в энергии, необходимой для обогрева здания. HDD определяется на основе измерений температуры наружного воздуха температуры. Считается, что требования к отоплению для данного здания в определенном месте прямо пропорциональны количеству HDD в этом месте.
Связанные измерения включают градус охлаждения в день (CDD), который количественно определяет потребность в кондиционировании воздуха.
Градусы нагрева в днях определяются относительно базовой температуры - наружной температуры выше которое здание не требует отопления. Базовые температуры могут быть определены для конкретного здания как функция температуры, до которой здание нагревается, или, например, могут быть определены для страны или региона. В последнем случае для температурного порога могут существовать строительные стандарты или соглашения. К ним относятся:
| Страна / регион | Базовая температура (° C) | Базовая температура (° F) |
|---|---|---|
| Европейский Союз | 15,5 | 59,9 |
| Дания, | 17 | 62,6 |
| Финляндия | 17 | 62,6 |
| Швейцария | 12 | 53,6 |
| США | 18 | 64,4 |
Базовая температура не обязательно соответствует средней внутренней температуре здания, поскольку стандарты могут учитывать средние уровни изоляции здания и внутреннее усиление для определения средняя внешняя температура, при которой потребуется обогрев. Также используются базовые температуры 16 ° C и 19 ° C (61, 66 ° F). Разница в выборе базовой температуры означает, что значения жестких дисков не всегда можно сравнивать - необходимо следить за тем, чтобы сравнивать только жесткие диски с равной базовой температурой.
Существует несколько способов расчета жесткого диска: чем более подробны данные о температуре, тем точнее можно рассчитать жесткий диск. HDD часто рассчитываются с использованием простых методов аппроксимации, которые используют ежедневные показания температуры вместо более подробных температурных записей, таких как получасовые показания, последние из которых могут использоваться для оценки интеграла. Один из популярных методов аппроксимации, который используется Национальной метеорологической службой США, состоит в том, чтобы взять среднюю температуру в любой день (среднее значение высокой и низкой температуры) и вычесть ее из базовой температуры. Если значение меньше или равно нулю, в этот день жесткий диск нулевой. Но если значение положительное, это число представляет количество жестких дисков в этот день. (Для градусо-дней охлаждения процесс работает в обратном порядке: базовая температура вычитается из средней, и если это значение положительное, это число представляет CDD.) Этот метод работает удовлетворительно, если температура наружного воздуха не превышает базовую температуру.. В климатических условиях, где это может происходить время от времени, есть уточнения к простому расчету, которые позволяют получить некоторую «скидку» на период дня, когда воздух достаточно теплый, чтобы нагревание было ненужным. Этот более точный алгоритм позволяет вычислять результаты для умеренного климата (морского или континентального) в течение года (а не только в течение определенного отопительного сезона), а также еженедельно, а также ежемесячно.
HDD можно добавлять с течением времени, чтобы обеспечить приблизительную оценку сезонных потребностей в отоплении. Например, во время отопительного сезона количество жестких дисков для Нью-Йорк составляет 5050, тогда как для Барроу, Аляска - 19 990. Таким образом, можно сказать, что для данного дома с аналогичной структурой и изоляцией для обогрева дома в Барроу потребуется примерно в четыре раза больше энергии, чем в Нью-Йорке. Аналогичным образом, аналогичный дом в Майами, Флорида, у которого градусо-дней нагрева в течение отопительного сезона составляет 500, потребует около одной десятой энергии, необходимой для обогрева дома в Нью-Йорке..
Однако это теоретический подход, поскольку уровень изоляции здания влияет на потребность в отоплении. Например, ночью температура часто опускается ниже базовой температуры (дневная низкая температура в суточных колебаниях), но из-за изоляции в обогреве нет необходимости. В конце весны и в начале осени или зимой, в зависимости от климата, достаточная изоляция поддерживает температуру в помещении выше температуры наружного воздуха при небольшом обогреве или его отсутствии. Например, в южной Калифорнии зимой отопление не требуется в Лос-Анджелесе и Сан-Диего, если теплоизоляция достаточна для учета более низких ночных температур. Кроме того, здания включают тепловую массу, например бетон, которая способна накапливать энергию солнца, поглощенную в дневное время. Таким образом, даже если градусо-дни отопления указывают на потребность в обогреве, достаточная изоляция здания может сделать отопление ненужным.
HDD предоставляет простую метрику для количественной оценки количества отопления, которое требуется зданиям в конкретном месте за определенный период (например, за конкретный месяц или год). В сочетании со средним значением U для здания они позволяют приблизительно оценить количество энергии, необходимое для обогрева здания за этот период.
Один жесткий диск означает, что температурные условия снаружи здания были эквивалентны температуре ниже определенного порогового значения комфортной температуры внутри здания на один градус в течение одного дня. Таким образом, для поддержания теплового комфорта внутри здания необходимо подавать тепло.
Допустим, нам дано количество градусо-дней нагрева D в году, и мы хотим вычислить энергию, необходимую для здания. Мы знаем, что тепло необходимо поставлять со скоростью, с которой оно теряется в окружающей среде. Его можно рассчитать как сумму тепловых потерь на градус каждого элемента тепловой оболочки здания (например, окна, стены и крыша) или как среднее U-значение здания, умноженное на площадь тепловой оболочки здания или указана непосредственно для всего здания. Это дает удельный коэффициент теплопотерь здания P удельный, обычно выражаемый в ваттах на кельвин (Вт / K). Общая энергия в киловатт-часах (кВт⋅ч) тогда определяется следующим образом:
[кВт⋅ч]Поскольку общее потребление энергии выражается в киловатт-часах, а градусо-дни отопления - [№ дни × градусы], мы должны преобразовать ватты на кельвин в киловатт-часы на градус в день, разделив на 1000 (чтобы преобразовать ватты в киловатты) и умножив на 24 часа в день (1 кВт = 1 кВт⋅ч / ч). Поскольку изменение температуры на 1 ° C и изменение абсолютной температуры на 1 K одинаковы, они отменяются, и преобразование не требуется.
Пример: для типичного зимнего дня Нью-Йорка с высокой температурой 40 ° F и минимальной 30 ° F средняя температура, вероятно, будет около 35 ° F. Для такого дня мы можем приблизить HDD как (65 - 35) = 30. За месяц из тридцати аналогичных дней может накопиться 900 HDD. Год (включая средние летние температуры выше 70 ° F) может накапливать 5000 HDD в год.
При расчетах с использованием жесткого диска возникает несколько проблем. Потребность в тепле не зависит от температуры, и сильно изолированные здания имеют более низкую «точку баланса». Объем необходимого обогрева и охлаждения зависит от нескольких факторов, помимо температуры наружного воздуха: насколько хорошо изолировано конкретное здание, количество солнечного излучения, достигающего внутренней части дома, количество электрических приборов работает (например, компьютеры повышают температуру окружающей среды), количество ветра на улице и ту температуру, которую люди считают комфортной. Другой важный фактор - это величина относительной влажности в помещении; это важно для определения того, насколько комфортно будет человеку. Другие переменные, такие как осадки, облачность, индекс жары, альбедо здания и снежный покров, также могут изменять тепловую реакцию здания.
Еще одна проблема с жесткими дисками заключается в том, что необходимо проявлять осторожность, если они будут использоваться для сравнения климатов на международном уровне из-за различных базовых температур, используемых в качестве стандартных в разных странах, и использования шкалы Фаренгейта в США. а шкала Цельсия почти везде. Это дополнительно усугубляется использованием различных методов аппроксимации в разных странах.
Чтобы преобразовать ° F HDD в ° C HDD:
Чтобы преобразовать ° C HDD в ° F HDD:
Обратите внимание, что, поскольку жесткие диски относятся к базовой температуре (а не к нулю), неправильно прибавлять или вычитать 32 при преобразовании градусо-дней из Цельсия в Фаренгейт и наоборот.
