既有建筑蓄冷空调节能改造技术的研究

论文摘要

进入21世纪,我国乃至世界能源形势越来越严峻,能源危机频发。在不可再生能源日益减少的情况下,节能显得是那么急切和重要。而在所有的能耗种类中,建筑能耗占相当大的比重,特别在我国,建筑能耗占能源终端能耗的30%左右。而在这30%的建筑能耗中,既有建筑能耗占到95%以上。我国近期提出要对既有建筑进行节能改造,采取有效措施把既有建筑能耗降低到国家强制规定的范围——节能50%。本文通过对我国建筑能耗现状及既有建筑能耗严峻形势与节能潜力的分析,提出了一种了缓解能源紧张的方法,即在不改变既有建筑冷源原有冷水机组的前提下,将冷源改造成蓄冷空调系统。分析了蓄冷系统中重要设备蓄冷罐的蓄冷释冷动态特性。通过分析既有建筑冷源改造成蓄冷空调的特殊性,提出了系统改造设计步骤及设备选择计算方法。建立了系统改造优化设计的数学模型,寻找最佳负荷转移率从而实现系统改造后的经济最优。本文通过实例对原建筑冷源进行蓄冷改造,并应用优化设计数学模型找到了最佳改造方案,验证了系统改造的经济性及可行性。最后利用VB开发软件编制了既有建筑冷源改造成蓄冷空调系统经济性计算分析应用程序,用户可方便快捷对系统改造进行性评价及可行性分析。本课题为“十一五”国家科技支撑计划课题(2006BAJ03A05)中“既有建筑设备改造关键技术研究”的一部分内容。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的来源及研究的目的和意义
• 1.1.1 我国电力状况
• 1.1.2 我国建筑能耗
• 1.1.3 蓄冷技术发展的意义及现状
• 1.1.4 既有建筑蓄冷空调节能改造前景
• 1.1.5 课题研究目的及意义
• 1.2 国内外的研究状况和进展
• 1.2.1 国外既有公共建筑节能改造实例
• 1.2.2 国内外空调系统的节能方法的研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 蓄冷罐传热模型及数值模拟
• 2.1 高温相变蓄冷材料在蓄冷空调系统中的应用
• 2.1.1 相变材料的研究开发
• 2.1.2 空调系统对蓄冷介质的要求
• 2.2 蓄冷罐数学模型的建立
• 2.2.1 蓄冷罐结构模型
• 2.2.2 蓄冷罐传热数学模型
• 2.3 数学模型的求解
• 2.3.1 方程无量纲化
• 2.3.2 方程的离散
• 2.3.3 模型数值模拟
• 2.4 模拟结果及分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 既有建筑蓄冷空调节能改造设计计算
• 3.1 既有建筑蓄冷空调节能改造的特殊性
• 3.2 改造后蓄冷空调系统的布置方式
• 3.3 系统改造设计计算
• 3.3.1 蓄冷空调系统冷负荷的确定
• 3.3.2 蓄冷率的确定
• 3.3.3 制冷机组的确定
• 3.3.4 蓄冷设备的确定
• 3.4 本章小结
• 第4章 既有建筑蓄冷空调节能改造的优化设计及经济性分析
• 4.1 系统改造优化设计数学模型
• 4.1.1 目标函数
• 4.1.2 系统改造费用
• 4.1.3 系统运行费用
• 4.1.4 约束条件
• 4.2 系统改造经济性主要影响因素
• 4.2.1 不同地区的电价政策
• 4.2.2 蓄冷系统的设计和运行策略
• 4.2.3 负荷转移率
• 4.3 既有建筑蓄冷空调节能改造的经济性分析与评价
• 4.3.1 蓄冷空调峰谷分时电价构成
• 4.3.2 蓄冷空调系统经济性评价方法
• 4.3.3 改造后蓄冷空调系统的经济效益
• 4.4 本章小结
• 第5章 既有建筑蓄冷空调节能改造经济分析实例
• 5.1 工程概况
• 5.2 寒冷地区系统改造实例
• 5.2.1 负荷转移率对系统改造经济性影响
• 5.2.2 电价对系统改造经济性影响
• 5.2.3 系统改造经济评价分析
• 5.3 严寒地区系统改造实例
• 5.3.1 负荷转移率对系统改造投资费用的影响
• 5.3.2 负荷转移率对系统改造运行费用的影响
• 5.3.3 系统改造经济评价分析
• 5.4 夏热冬冷地区系统改造实例
• 5.4.1 负荷转移率对系统改造投资费用的影响
• 5.4.2 负荷转移率对系统改造运行费用的影响
• 5.4.3 系统改经济造评价分析
• 5.5 夏热冬暖地区系统改造实例
• 5.5.1 负荷转移率对系统改造投资费用的影响
• 5.5.2 负荷转移率对系统改造运行费用的影响
• 5.5.3 系统改造经济评价分析
• 5.6 温和地区系统改造实例
• 5.6.1 负荷转移率对系统改造投资费用的影响
• 5.6.2 负荷转移率对系统改造运行费用的影响
• 5.6.3 系统改造经济评价分析
• 5.7 不同建筑气候分区对既有建筑蓄冷空调节能改造影响
• 5.8 本章小结
• 第6章 系统改造的经济性计算分析应用程序
• 6.1 EAASS软件介绍
• 6.2 EAASS软件功能
• 6.3 EAASS软件使用说明
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢