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建立科学

计算加热度天

很多人都知道他们所在地的硬盘的数量 - 但该号码来自哪里?

加热程度天是温度和时间的组合。
图片信用:Ryan Rigby / Flickr.com
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加热程度天是温度和时间的组合。
图片信用:Ryan Rigby / Flickr.com
等式1:热流速率
图片来源:能源先锋
等式2:热流量
图片来源:能源先锋
公式3:使用加热度数天的热流量
图片来源:能源先锋
亚特兰大的加热度天,2007-2014。数据来自depreedays.net。
图片来源:能源先锋

让我们说你在家里做了一些工作,使其更节能:空气密封,更多的阁楼绝缘和管道系统改造。在您完成工作之前,您在12个月内有12个月的能源票据,现在您希望看到您节省了多少能量。所以你坐下来坐下来所有24个月的公用事业票据,将一切转换为公共单位如果您使用多种类型的燃料,请查看数字。

然而,除非你考虑到另一个重要因素,否则你可能会得出错误的结论。

你不能简单地比较你在进行能源改进前一年和后一年所使用的能源总量。事实证明,天气每年都在变化,所以在装修前的一个异常温暖的冬天和工作后的一个非常寒冷的冬天可能会导致你的家比以前使用更多的能源。但如果你根据天气的不同进行调整,你应该能够看到提高能源效率的效果。

这就是升温天数和降温天数的区别。

什么是学位日?

学位日是时间和温差的组合(ΓT)。背后的基本想法是让您指示建筑物可能需要多少加热或冷却。(强调“可能”那里。)学位日子只是对加热和冷却需求的估计,我们将看一些你需要保持正确的观点所需的原因。

一个良好的起点是简化的热流的方程如等式1所示(见下面的图像#2)

现在,这个方程实际上给了你速度热流。在里面单位帝国制度我们在美国使用,结果将在BTU /小时内。因此,如果我们将该速率乘以时间段,如等式2所示(见下面的图像#3),我们最终会在BTU中的热流量。

是的,我知道这里的两个等式都使用相同的变量,问:,表示热流量和热流量。第一个方程通常在上面有个点问:在物理或工程方面的书中,但我们先忽略它,直接进入重点。

如果我们在第二方程结束时采取(ΓT X T)因子并使用适当的基础温度,我们可以调用组合度天。例如,在美国,我们通常在计算加热度时使用65°F的基础温度。(更多关于该系列的第2部分在学位时期的更多信息。)如果温度在64°F处保持一整天,那将给我们一个加热度日(HDD)。如果温度为60°F全天,我们得到5 HDD。

明白了吗?它就是室外温度和基础温度的差乘以它在那个温度下的时间。许多度数的来源使用日平均温度。如果一天的平均温度是64华氏度或60华氏度,而不是恒定的64华氏度或60华氏度以上,你会得到相同的结果。

使用平均每小时的温度将是一个更好的方法。使用mean minuminute(这个词是什么意思?)的温度会让你更接近。(如果你学过微积分,你就知道这是怎么回事了,对吧?)你可以使这些时间间隔越小,你的结果将越准确的程度天。(好吧,微积分爱好者们,我们不会一直讲下去。对不起。这是留给读者做的练习riemann Sum.通过您的温度数据并将间隔的大小限制为零。)

当我们组合那样的时候,我们可以将学位天(HDD,CDD或总DD)替换为等式。结果是下面的等式3。这是我最近的文章中使用的等式的形式增加更多绝缘的回报递减

学位是什么好的?

我已经提到度数日的一种用法了,但是让我们在这里列一个清单。

  • 根据天气变化调整能源使用。这就是我在上面提到的,并将在下面说明。如果你想改善家里的能源,学位日可以帮助你发现改善的真正效果。
  • 将一个气候与另一个气候相比。学位是一个重要的措施。设计温度是另一个。
  • 将一个家的能量效率与不同气候不同的另一家。正如您在一个地点的天气变化中可以正常化,您就可以了解不同气候中房屋的能源效率的差异。

寻找学位天

我最喜欢的生成度数的网站是degeedays.net.。它允许您为您要使用的基本温度生成学位日。(请参阅本系列第2部分中的该问题的讨论。)我一直在跟踪亚特兰大的加热度天与前七年的Degeedays.net的数据进行数据,您可以在下面看到我的图表。

您也可以在其他地方找到学位天。地下气象网站有大量的天气数据,包括度数。去他们的网页历史天气然后输入你的位置和日期。获得数据后,您可以选择不同的时间框架来同时查看一天以上的数据。

我更喜欢DegeDeedays.net,因为它们基于仅仅是平均日常温度的计算。(我会在第2部分进一步解释。)如果你想要的是学位的日子,你也更容易得到你想要的东西。

使用学位天

让我们说,你的假设是在亚特兰大,你在2013年夏天做了这项工作。然后你下载我的电子表格并找到这两年的总能源使用量。让我们在这里保持简单,看看冬季加热票据的影响。以下是11月至3月的第110季度的数字:

kwh.
2012-13 43,328千瓦时
2013 - 14 40,987千瓦时

能量消耗的减少是两个数字或2,341千瓦时之间的差异。价格为0.12 /千瓦时,储蓄金额为每年约281美元。实际上,它甚至比第一次出现更糟糕,因为那些千瓦时的好的块实际上是从所用天然气的天然气,而且这些天气真的很便宜。这将使年度节省低于200美元,使投资回报不如如此吸引人。(当然,实际的投资回报率包括一个以上的财务回报。通过良好的家居性能改造,您的家也更舒适和健康。)

然而,我们仍需要考虑一年的天气变化到下一个。如果我们将桌子扩展到包括加热度天和一些基于它的计算,我们得到了这一点:

kwh. % 改变 HDD. kwh / hdd. % 改变 归一化的KWH.
2012-13 43,328 - 2,775. 15.61 - 46,518
2013 - 14 40,987 -5.4% 3372年 12.16 -22.1% 36237年

这就是常态化的力量所在。如果你只看千瓦小时的减少,它看起来是5.4%的减少。当我们在改进后的寒冷冬天正常化时,你可以看到我们真的减少了22.1%的消耗。

这也适用于另一个方向。如果后期改善的天气比你以前更温和,你可能会认为你的效果比你真正做得更大,如果你只看过消费的变化而没有正常化的日子。

这不是一个单位的时间

让很多人感到困惑的一点是,“度数天”听起来像一个时间单位。它不是。这就是为什么我们一天可以有5度的升温天,一年可以有365度以上的升温天。乔治亚州的亚特兰大每年大约有3000天的加热日(65华氏度基准温度)。

它不是时间单位。它是时间和温度的结合:Î " T x T。

复杂因素

本系列的第2部分,我们将进一步讨论基础温度和其他一些复杂因素。如果您想提前阅读,请查看该文章,学位 - 小心处理!,在能量镜头网站上。

尽管因素和局限性复杂,但度数是非常有用的发明。无论您是一个刚刚试图了解您的能源账单还是想要了解一切的家庭能源专业人员,那么了解他们如何计算和他们所做的事情会有所帮助。

艾莉森巴利斯佐治亚州德国,是一个发言者,作家,能源顾问,reset认证的培训师,以及作者能源先锋的博客。在推特上关注他@EnergyVanguard

脚注

要进行热流量,您必须使用全吹的部分微分方程(如下所示),因为上面的变量实际上在较小的规模上变化而不是整个组件。湿热造型工具,武器,数字地解决了整个方程,为您提供了一种操纵输入的权力......如果您不知道自己在做什么,可以获得螺旋答案的很多机会。上面的简化形式对于很多东西都很好。

2评论

  1. 查理沙利文||#1

    更好的时间步骤并不总是更好的
    很棒的介绍,我期待着第2部分。我确实有一个狡辩:更好的时间步长并不总是更好。如果你有足够的热量的建筑物,它在“注意到”之前需要10个小时,它变冷了,5小时的寒冷法术不需要加热,只要那天的平均气温高于基础温度。

    当然,一个包含热质量动力学和详细的每分钟数据的完整模型比没有热质量建模的24小时平均值要好。但是如果你不打算对热质量进行建模,实际上最好是在数小时内平均温度而不是每分钟计算一次。

    事实证明,如果您有更多的绝缘,那么您理想地平均过度的小时数更长。因此,这是另一个原因(除了对基础温度的影响,在下一期间覆盖)绝缘量减少了有效的度数,减少了U因数。

  2. Eric Sandeen||#2

    关于该电子表格......
    显然我的房子是一种能量猪。;)但在关于HDD的文章中,电子表格不考虑... HDD!而不是kwh / ft ^ 2,它不应该是kwh / ft ^ 2 /(hdd + cdd)还是什么东西?
    我不想成为一个能量猪,因为我住在明尼苏达州,我正在尽我所能。;)
    FWIW我大约19kWh / ft ^ 2,但大约2.18 wh / ft ^ 2 / hdd - 不得不在除以硬盘后掉落'k'。也许一个更好的单位是BTU:去年我在7.45 BTU / FT ^ 2 / HDD。
    至少正如“在东北,中西部,西部人口普查区的单一家庭住宅分销的分布,使用丙烷或天然气作为1997年的主要空间加热燃料”在家庭能源杂志中,我至少更好“一半“家园。

    无论如何,您如何考虑更新电子表格以规范本地气候?

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