一种区域供冷供热系统能耗模拟方法的研究

论文摘要

建筑能耗是国民经济能耗的大户,而建筑能耗中很大一部分用于建筑的供冷供热。如何降低建筑的供冷供热能耗、提高系统运行效率对建筑节能有非常重要的作用。区域供冷供热系统因其高效的运行效率受到越来越多的关注,然而如何设计区域供冷供热系统是一个难题,常规的方法主要是采用单位面积负荷指标法估算出各单体建筑的负荷,再把各单体建筑的负荷简单叠加,然后乘以同时使用系数,这是一种静态的方法,不能反映区域中负荷的时间变化特性以及在相应负荷下的系统运行能耗。本文以区域建筑动态负荷库和TRNSYS供冷供热系统模型库为基础,开发了一种可以计算区域动态负荷并模拟区域供冷供热系统运行能耗的软件。本文首先分析负荷影响因素,建立城市典型建筑模型并应用模拟软件对典型建筑模型进行负荷模拟,得到典型建筑的动态负荷。其次应用数据库技术对动态负荷库进行概念设计和逻辑设计,构建城市建筑动态负荷库。对区域供冷供热系统进行分类,分析每种系统的管网特性、控制策略以及相应系统中各个设备的数学模型；在TRNSYS中建立每种供冷供热系统的能耗模拟模型,并且应用TRNSYS中的TRNEdit功能对每种供冷供热系统的能耗模拟模型开发TRNSED应用程序,构建供冷供热系统模型库。应用Delphi软件开发动态负荷与能耗分析预测软件,该软件以建筑动态负荷库和供冷供热系统模型库为基础,可以计算和分析区域建筑动态负荷,并且调用TRNSYS中通过TRNEdit开发的TRNSED应用程序模拟区域供冷供热系统的运行能耗。本文以污水源热泵系统夏季运行能耗模拟为例说明软件的使用过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.1.1 世界能源现状
• 1.1.2 我国能源现状
• 1.1.3 课题研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内外区域供冷供热研究现状
• 1.2.2 国内外能耗模拟软件研究现状
• 1.3 本研究课题的提出
• 1.3.1 研究存在的问题
• 1.3.2 研究内容及方法
• 1.3.3 研究技术路线
• 2 负荷数据库的构建
• 2.1 建筑负荷影响因素
• 2.1.1 建筑物理因素
• 2.1.2 内扰因素
• 2.1.3 外扰因素
• 2.2 建筑负荷模拟及结果处理
• 2.2.1 城市建筑分类
• 2.2.2 建筑模型因子
• 2.2.3 模型样本量
• 2.2.4 模拟结果处理
• 2.3 负荷数据库的结构
• 2.3.1 数据库管理系统的选择
• 2.3.2 系统概念模型设计
• 2.3.4 系统逻辑设计
• 2.4 本章小结
• 3 供冷供热系统模型库的建立
• 3.1 供冷供热系统分类
• 3.2 供冷供热系统的管网特性
• 3.2.1 负荷侧管网特性
• 3.2.2 源侧管网特性
• 3.3 供冷供热系统中各个设备数学模型
• 3.3.1 制冷制热机组模型
• 3.3.2 水泵模型
• 3.3.3 换热器模型
• 3.3.4 管道模型
• 3.3.5 冷热源模型
• 3.4 TRNSYS中供冷供热系统模型库的建立
• 3.4.1 TRNSYS介绍
• 3.4.2 TRNSYS中一次泵供冷供热系统模型建立
• 3.4.3 TRNSYS中二次泵供冷供热系统模型建立
• 3.5 本章小结
• 4 系统能耗模拟构架的建立
• 4.1 模拟构架
• 4.2 软件中负荷分析部分的开发
• 4.2.1 用地规划模块
• 4.2.2 负荷计算模块
• 4.2.3 动态负荷分析模块
• 4.3 供冷供热系统模型库的界面开发
• 4.4 举例说明模拟过程
• 4.4.1 工程概况
• 4.4.2 负荷计算
• 4.4.3 能耗模拟
• 4.4.4 结果分析
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 攻读硕士学位期间参加科研项目
• 致谢