高校集中供热系统的节能措施研究

论文摘要

随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,人们对室内环境的质量有了更高的要求,但能源危机问题也越来越突出。为了经济和社会的可持续发展,必须把建筑物的节能放到重要的位置。建筑行业是一个耗能大户,一方面建筑材料生产过程中要消耗大量的能源;另一方面,为了在建筑物内部创造一个适合人们生产、生活和开展各种社会活动的环境,建筑物在使用过程中也不断消耗能源,即我们所说的建筑能耗,主要包括采暖、空调、照明、炊事、家用电器等方面的能耗,其中,采暖空调约占全部建筑能耗的65%。现阶段所提到的建筑节能主要包括既有建筑节能和新建建筑的节能。我国北方既有建筑量很大,其中绝大多数属于高能耗建筑,采暖能耗可占到城镇建筑总能耗的40%。用实验的方法进行各种节能运行方式的研究无疑要消耗大量的人力和物力,而用计算机模拟的方法可以很好的解决这个问题,有很高的应用价值和经济效益。本文主要结合公用建筑间歇性使用的特点,针对既有公用建筑的采暖节能运行问题进行探讨。本文选择天津某高校教学区域的集中供热系统为研究对象,教学区域内主要的房间为教室和办公室,现行采用的是连续供暖运行方式,结合建筑间歇性使用的特点,用CFD模拟的方法,分别选取一个教室和一个办公室为模拟对象,对采用节能运行供暖模式的房间的温度场进行模拟研究,探讨了教学楼内夜间保持值班温度的可行性,预测了在夜间停止供暖的时间和早晨开始供暖的时间,并结合现有的运行数据,计算出采用间歇供暖模式后可以节省的能量,从而说明这种方式的可行性。经过计算该大学总的办公面积一共约50万平方米,一年可以节省燃料2131.6846t,可以节省水泵耗功112019.05 kWh。由以上数据可以看出,由于采用节能运行的方式,夜间使用小流量供暖不但节约了燃料消耗量,也显著降低了运行费用,是一种较为理想的节能方法。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外建筑能耗现状以及建筑节能的意义
• 1.2 国内外集中供热系统能耗状况
• 1.2.1 国外集中供热系统的能耗状况
• 1.2.2 国内集中供热系统的能耗状况
• 1.3 我国集中供暖系统存在的问题
• 1.4 课题研究内容和研究方法
• 1.4.1 课题的研究内容
• 1.4.2 课题的研究方法
• 第二章 天津某大学集中供暖系统节能研究
• 2.1 天津某大学第十教学楼换热站能耗分析
• 2.1.1 天津某大学供暖概况
• 2.1.2 第十教学楼换热站分析
• 2.2 高校降低供暖能耗的讨论
• 2.2.1 供热成本过高的原因
• 2.2.2 减少供热浪费所采取的措施
• 2.2.2.1 通过不断完善旧的供暖系统而节能
• 2.2.2.2 通过完善供热计量体系而节能
• 2.2.2.3 从制度制定方面来引导节能
• 2.3 小结
• 第三章 采暖房间CFD模型的建立
• 3.1 房间数学模型的建立
• 3.1.1 控制方程
• 3.1.2 单值性条件
• 3.1.3 物理模型
• 3.1.4 计算方法
• 3.1.5 相关参数
• 3.2 模型的求解
• 3.2.1 模拟软件简介
• 3.2.2 传热与流体流动问题的数值方法
• 3.2.3 湍流模型与换热的数值模拟方法
• 3.2.4 湍流模型
• 3.3 本章小结
• 第四章 间歇采暖房间的CFD模拟结果分析
• 4.1 CFD 模拟及结果
• 4.1.1 物理条件的设定
• 4.1.2 边界条件的设定
• 4.1.3 相关参数的设定
• 4.1.4 网格的生成质量
• 4.2 模拟结果及分析
• 4.2.1 503 房间据地面1.5 米水平面温度场的动态模拟
• 4.2.2 506 房间据地面1.5 米水平面温度场的动态模拟
• 4.3 本章小结
• 第五章 天津某大学间歇采暖节能分析
• 5.1 建筑物负荷计算方法
• 5.1.1 度日法
• 5.1.2 BIN 法
• 5.2 天津某大学间歇采暖能耗分析
• 5.2.1 工程概况
• 5.2.2 能耗分析模型
• 5.2.2.1 天津地区BIN 气象参数
• 5.2.2.2 能耗分析模型的建立及能耗计算
• 5.2.3 耗能设备的节能分析
• 5.2.3.1 燃料消耗量及燃烧产物计算
• 5.2.3.2 水泵等耗能设备的节能分析
• 5.2.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 建议与展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢