西安市某大型商场能耗模拟分析与节能措施的研究

【摘要】：近年来，随着我国经济的蓬勃发展，大型公共建筑也如雨后春笋般的在城市中出现，能耗急剧上升，目前大型公共建筑的节能己经成为节能研究的重点。基于大型商场建筑其结构复杂、能耗高、功能多样、人员流动性大、照明能耗高等原因，加上现阶段对其空调系统能耗的模拟分析研究比较少。因此，本文对西安市某大型商场空调系统进行能耗和节能措施的模拟研究就是十分必要。 本课题通过对西安市某大型商场建筑进行了夏季、秋季、冬季等三次的实地测试工作，测试发现商场中各楼层存在着温度分布不均匀现象。随着楼层升高，每层的室内温度也升高。同时对机组测试中还发现，冷机处于部分负荷状态下运行，两台冷机实际COP分别为5.82和5.26，实际制冷量仅为额定制冷量的67%～77%。同时通过EnergyPlus第三方软件DesignBuilder建立商场建筑与空调系统模型，通过实测能耗与模拟能耗对比分析验证模型的正确性。 最后根据模拟结果提出了4种节能措施并其节能效果进行分析。通过提高空调房间设定温度来达到节能，模拟结果发现夏季空调房间设定温度每升高1℃，整个空调系统可以节能约12万kWh。采用冷冻水供回水大温差进行节能，当冷水温差达到8℃时，商场一年可以节能约9.16万kWh。使用水泵变频后冷机的年耗电量约减少6.83万kWh，而水泵的年耗电量减少达60.16万kWh，每年共节能66.99万kWh。采用风机变频后冷机年耗电量约减少34.12万kWh，风机的年耗电量减少7.38kWh。最后研究了夜间通风技术的节能效果，在空调期使用夜间通风可以延迟人工制冷开启时间共80h。空调期共节省电量44000kWh。 【关键词】：大型商场建筑 空调系统 能耗模拟与分析 建筑节能 节能措施
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU247;TU111.195
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 课题的背景9-10
• 1.2 建筑能耗的现状10-13
• 1.2.1 世界建筑能耗的现状10-11
• 1.2.2 我国建筑能耗的现状11-13
• 1.3 国内外在商场建筑空调能耗方面的研究13-14
• 1.3.1 国外在商场建筑空调能耗方面的研究13
• 1.3.2 国内在商场建筑空调能耗方面的研究13-14
• 1.4 论文研究的意义及主要内容14-16
• 1.4.1 本课题研究的目的和意义14
• 1.4.2 本课题研究的内容14-16
• 2 商场空调系统测试和调研结果分析16-30
• 2.1 商场建筑概述16
• 2.2 空调系统概述16-17
• 2.2.1 空调工程概况16
• 2.2.2 空调设计计算参数及空调负荷16-17
• 2.2.3 空调方式及空调系统17
• 2.3 空调系统测试的目的及过程17-19
• 2.3.1 测试目的17
• 2.3.2 测试方法17-18
• 2.3.3 测试过程及标准18-19
• 2.4 测试数据及其结果分析19-29
• 2.4.1 夏季测试数据19-24
• 2.4.2 过渡季测试数据24-26
• 2.4.3 冬季测试数据26-29
• 2.5 本章小结29-30
• 3 建筑能耗模拟软件介绍30-40
• 3.1 ENERGYPLUS 软件介绍30-31
• 3.1.1 EnergyPlus 软件开发背景30
• 3.1.2 EnergyPlus 软件的特点30-31
• 3.2 ENERGYPLUS 软件能耗分析理论基础31-37
• 3.2.1 墙体传热的数学模型31-35
• 3.2.2 玻璃窗传热的数学模型35-37
• 3.3 ENERGYPLUS 建模第三方软件 DESIGNBUILDER37-39
• 3.3.1 DesignBuilder 简介37-38
• 3.3.2 DesignBuilder 软件的特点38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 4 模型建立40-46
• 4.1 建筑模型建立40-42
• 4.1.1 建筑概况40
• 4.1.2 建筑围护结构模块建立40-41
• 4.1.3 内扰模块建立41-42
• 4.2 空调系统模型建立42-45
• 4.2.1 制冷机43
• 4.2.2 锅炉43-44
• 4.2.3 冷却塔44
• 4.2.4 表冷器44
• 4.2.5 水泵、风机44-45
• 4.2.6 时间控制器45
• 4.3 本章小结45-46
• 5 商场空调系统能耗模拟结果对比分析与节能措施研究46-66
• 5.1 模拟结果与实测结果对比46-49
• 5.1.1 模拟时的气象数据46-47
• 5.1.2 模拟能耗与实际能耗对比及分析47-49
• 5.2 空调系统模拟结果及分析49-54
• 5.2.1 设计日逐时冷负荷49-52
• 5.2.2 制冷期逐时冷负荷52-54
• 5.2.3 结果分析54
• 5.3 节能措施研究模拟54-65
• 5.3.1 提高空调房间设定温度的节能效果分析54-56
• 5.3.2 冷冻水供回水大温差的节能效果分析56-58
• 5.3.3 使用变频技术的节能效果分析58-62
• 5.3.4 使用夜间通风的节能效果分析62-65
• 5.4 本章小结65-66
• 6 结论与建议66-68
• 6.1 结论66-67
• 6.2 展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-72
• 附录72

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