基于低品位能源总线的集中空调系统研究

论文摘要

传统集中空调系统因为能耗大、内区过热、回风交叉污染等原因而饱受诟病。本论文首先分析了传统集中空调系统存在的问题，针对存在的问题提出了一种基于低品位能源总线的集中空调系统（简称总线式系统）。总线式空调系统与传统集中空调系统相比，在节能性、室内温度控制、预防室内交叉污染等方面具有明显优势，为公共建筑、工业厂房等集中空调系统使用场合提供了一种新的解决方法。本文主要完成的工作如下：（1）分析了传统空调系统存在的不足之处，以及系统能耗大的主要原因，针对传统系统存在的问题，提出了一种适应未来建筑发展需要的集中空调系统形式—基于低品位能源总线的集中空调系统；（2）介绍了总线式空调系统的核心设备—水冷热管/蒸气压缩复合机组（简称热管复合机组）和大焓差新风机组的工作原理，完成了两种核心设备的样机开发，并进行实验测试和结果分析。试验结果表明，水冷式热管复合空调和大焓差新风机组样机基本达到设计要求，证明总线系统可以实现生产应用。（3）初步探讨了总线式系统的设计方法。主要针对总线式系统在不同建筑类型内的热湿处理方法、水系统设计方法、冷热源方案等进行了初步分析，就水冷式热管复合机组的除湿性能、水系统与现有系统的不同进行了探讨，并提出一些新的设计方法，得到了一些可供实际工程设计参考的系统设计方法和结论。（4）分析了总线式系统的节能效果。建立关于全空气定风量、风机盘管加独立新风空调系统、总线式系统三类集中空调系统的能耗模拟程序，选取不同城市气象数据进行三种集中空调系统的全年能耗计算，对比了总线式系统与传统集中空调系统相比的全年能耗情况。通过计算结果可以看出，总线式系统在制冷、输配、热回收等方面具有很大节能优势。本文的研究工作对于总线式集中空调系统的完善和关键设备开发有重要意义，对于促进集中空调节能也具有重要的价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 主要符号对照表
• 第1章 绪论
• 1.1 研究课题的提出
• 1.1.1 集中空调市场发展迅速
• 1.1.2 公共建筑集中空调能耗大
• 1.1.3 公共建筑集中空调效果不如人意
• 1.2 集中空调系统技术进展
• 1.3 本课题研究内容
• 第2章 总线式复合集中空调系统的提出
• 2.1 传统集中空调系统存在的主要问题
• 2.1.1 空调系统能耗大
• 2.1.2 自然冷源及热回收利用不足
• 2.1.3 室内空调效果
• 2.2 建筑发展对空调系统提出的要求
• 2.2.1 建筑发展对空调的需求
• 2.2.2 适应于未来建筑的理想空调系统
• 2.3 总线式复合空调系统形式
• 2.3.1 系统构成思路
• 2.3.2 系统构成及工作原理
• 2.3.3 总线式系统的优点
• 第3章 水冷式热管/蒸气压缩复合机组的开发
• 3.1 水冷复合机组原理
• 3.2 水冷复合机组样机的设计
• 3.2.1 水冷复合机组标准工况确定
• 3.2.2 水冷复合机组样机参数设计
• 3.3 水冷复合机组的样机实验
• 3.3.1 制冷剂充注量试验
• 3.3.2 不同温差下热管换热量实验
• 3.3.3 不同风量下的热管换热量实验
• 3.3.4 冷却水流量对散热量的影响
• 3.4 实验结果总结及数据分析
• 3.4.1 制冷剂充注量
• 3.4.2 温差、风量及冷却水流量对热管换热量的影响：
• 3.5 水冷复合机组产品设计规划
• 第4章 大焓差新风机组的开发
• 4.1 传统（热泵）新风机组存在的问题
• 4.2 大焓差新风机组原理
• 4.3 大焓差新风机组的开发
• 4.3.1 机组设计计算原理
• 4.3.2 机组参数设计选择
• 4.3.3 机组结构设计
• 4.4 大焓差新风机组样机实验
• 4.4.1 夏季工况试验
• 4.4.2 冬季工况试验
• 4.4.3 试验总结及样机改进
• 第5章 总线式系统的设计方法
• 5.1 末端热湿处理设计方法
• 5.1.1 热湿处理设计理论
• 5.1.2 数据机房类建筑的热湿处理设计
• 5.1.3 办公类建筑的热湿处理设计
• 5.1.4 商场类建筑的热湿处理设计
• 5.2 水系统设计
• 5.3 系统冷热源设计
• 5.3.1 常规散热设备
• 5.3.2 常规补热设备
• 5.3.3 其它冷热源方式
• 5.3.4 蓄热水箱设计
• 第6章 总线式系统的节能性分析
• 6.1 对比集中空调系统的运行策略分析
• 6.1.1 风机盘管系统运行策略分析
• 6.1.2 全空气系统运行策略分析
• 6.1.3 总线式系统运行策略分析
• 6.2 建筑模型及系统设备计算方法
• 6.2.1 建筑模型
• 6.2.2 空调设备计算模型及方法
• 6.3 总线式系统与传统空调系统的比较
• 6.3.1 负荷计算结果及设备选型
• 6.3.2 各地能耗计算结果比较
• 6.4 总线式系统与地源热泵系统的比较
• 第7章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果