既有建筑太阳能水环热泵空调系统应用研究

论文摘要

随着世界各国经济水平的不断发展,对能源的需求量也不断的在增长,地球上的不可再生能源的储备量在迅速的减少,已经不能够满足日益增长的全球需求量。各国都已经将节能视为首要的目标。建筑能耗无疑在能耗中占据了相当大的比例,在建筑中,暖通空调系统的能耗又占了相当大的比例,可见建筑节能首先要从暖通空调系统入手。在我国,既有建筑的比例是相当庞大的,它们的性能和现在的节能建筑的性能相差甚远,基于过去节能意识的浅薄,既有建筑在暖通空调系统的设计上对节能的考虑也是相当欠缺的,造成了既有建筑的能耗庞大,负担沉重。所以,对于既有建筑中的暖通空调系统的改造工程是非常需要的,只有这样放眼于未来的利益才能在节能这条路上走的更远。本课题的主要研究内容为既有建筑传统水环热泵系统的改造问题。在我国,很多的建筑都已经开始使用了传统的水环热泵系统,由于我国的建筑无内区或者内区面积很小,使得传统的水环热泵不能充分发挥节能的作用,一般都配备有辅助热源,例如电加热锅炉、燃气、燃油锅炉等等,这样就降低了水环热泵的节能效率。在既有传统水环热泵系统的改造中,系统中加入可再生资源,能够有效的减少辅助热源的使用时间,达到节能改造的目的。本文研究的可再生能源为太阳能。太阳能是取之不尽,用之不竭的能源,加入到传统的水环热泵空调系统当中势必会起到明显的节能效果,达到节能改造的目的。本文首先提出了太阳能加入到传统水环热泵空调系统后的系统形式,然后,通过使用DeST软件模拟工具,有效的模拟建筑的逐时负荷,从而得到建筑全年的逐时冷热负荷。其次,通过计算太阳能有效转移到系统的热量,得到加入太阳能后的系统全年节能比例,最终确定改造投资的回收期。通过这样的分析模拟计算,能够为实际的改造工程提供一个参考的数据,也能够有效的指导节能工作的进行。本课题为“十一五”国家科技支撑计划重大项目“既有建筑设备改造关键技术研究”(2006BAJ03A05)。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题来源及研究的目的和意义
• 1.3 国内外在该方向的研究现状及分析
• 1.3.1 国外在该方向的研究现状及分析
• 1.3.2 国内在该方向的研究现状及分析
• 1.3.3 几种可再生资源与水环热泵相结合的空调系统
• 1.4 主要问题总结
• 1.5 本课题主要的研究内容
• 第2章 DeST能耗模拟软件及数学模型介绍
• 2.1 建筑能耗模拟概述
• 2.1.1 建筑能耗分析方法
• 2.1.2 建筑能耗模拟负荷计算方法
• 2.2 DeST软件概述
• 2.2.1 DeST软件介绍及特点
• 2.2.2 DeST软件结构
• 2.2.3 DeST数学模型介绍
• 2.2.4 DeST对建筑热过程的求解方法
• 2.3 本章小结
• 第3章 既有传统水环热泵空调系统的改造研究
• 3.1 既有建筑的选择以及原有系统的介绍
• 3.2 改造后系统形式的提出
• 3.3 本章小结
• 第4章 既有建筑的负荷计算
• 4.1 既有建筑的相关参数确定
• 4.1.1 全国气候分区以及所选典型代表城市的确定
• 4.1.2 室内环境节能设计计算参数
• 4.1.3 建筑的围护结构参数的确定
• 4.1.4 选定建筑的内扰设定以及工作方式
• 4.2 室外气象条件
• 4.3 在选定城市中的建筑负荷模拟计算分析
• 4.3.1 北京地区建筑负荷模拟分析
• 4.3.2 大连地区建筑负荷模拟分析
• 4.3.3 上海地区建筑负荷模拟分析
• 4.3.4 重庆地区建筑负荷模拟分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 太阳能在改造后系统中的应用分析
• 5.1 选定城市的太阳能辐射量计算
• 5.1.1 北京地区太阳能辐射量计算分析
• 5.1.2 大连地区太阳能辐射量计算分析
• 5.1.3 上海地区太阳能辐射量的分析计算
• 5.1.4 重庆地区太阳能辐射量的分析计算
• 5.2 选定城市的太阳能集热器面积的确定
• 5.3 有效利用的太阳能辐射量的分析计算以及节能分析
• 5.3.1 北京地区系统利用的太阳能计算以及节能分析
• 5.3.2 大连地区系统利用的太阳能计算以及节能分析
• 5.3.3 上海地区系统利用的太阳能计算以及节能分析
• 5.3.4 重庆地区系统利用的太阳能计算以及节能分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢