上海某多功能体育馆空调系统夏季能耗模拟与节能探讨

【摘要】： 随着我国“十一五”计划将能源问题提到非常重要的位置,占据全社会能耗约20%,且逐年呈上升趋势的建筑能耗问题受到各方面关注。而由于建筑节能在节约能源、减少污染等方面有着巨大的潜力,使得建筑节能成为当今重大课题之一。由于空调能耗占建筑能耗的30%-60%,使得空调系统的节能成为建筑节能的重要突破口之一。 建筑能耗分析存在两种方法——静态能耗分析方法以及动态能耗分析方法,本文进行了介绍和分析比较,同时简述了动态模拟技术。本文分析了EnergyPlus的开发背景、特点、功能模块、计算思路和理论基础。同时介绍了英国最新开发的EnergyPlus综合用户界面——DesignBuilder软件,着重分析了该软件的模块特点及其缺点。 针对目前公共建筑耗能巨大的现象,本文选取了上海市某多功能体育馆及其空调系统进行了模拟分析。本文首先利用DesignBuilder软件建立了体育馆的模拟模型,然后采用EnergyPlus软件,运用动态模拟方法,在给定夏季模拟日和模拟周期内对建筑的能耗及节能控制策略进行了模拟,根据模拟分析的结果,分析了节能控制策略的效果。 本文利用了建筑能耗模拟软件EnergyPlus对复杂的多功能体育馆进行了节能分析,其研究结果——合理设定室内温度、合理提高冷冻水出水温度、热量回收以及采用变频泵等节能手段对于体育馆类建筑节能控制设计,空调系统优化运行均有参考意义。本文最后对自然通风节能手段在体育馆类建筑上的研究利用进行了展望,并阐述了本人关于自然通风节能应用的想法,同时建议建立该建筑热过程的动态模型,以为该体育馆空调系统节能运行提供参考。 【关键词】：建筑节能 能耗模拟 体育馆 EnergyPlus DesignBuilder
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TU831.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题背景和来源10-11
• 1.2 建筑节能和能耗模拟的国内外研究现状11-15
• 1.2.1 国内综述11-13
• 1.2.2 国外综述13-15
• 1.3 课题研究的意义15-16
• 1.3.1 建筑节能的意义15
• 1.3.2 能耗模拟的研究意义15-16
• 1.4 本文主要研究内容16-17
• 1.5 本章小结17-18
• 第2章 建筑能耗分析的方法及动态模拟技术18-27
• 2.1 静态能耗分析方法18-21
• 2.1.1 当量满负荷运行时间法(Equivalent Full Load Hours)18
• 2.1.2 有效传热系数法(Effective U–value Method)18-19
• 2.1.3 度日法(Degree Day Method)19-21
• 2.1.4 温频法(Bin Method)21
• 2.2 动态能耗分析方法21-25
• 2.2.1 反应系数和传递函数法21-23
• 2.2.2 谐波反应法23
• 2.2.3 有限差分法23
• 2.2.4 加权系数法23-24
• 2.2.5 热平衡法24-25
• 2.3 动态模拟技术25-26
• 2.3.1 动态模拟技术工具26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 建筑能耗模拟软件EnergyPlus及其用户界面DesignBuilder27-47
• 3.1 EnergyPlus软件概述27-31
• 3.1.1 EnergyPlus软件的开发背景27-28
• 3.1.2 EnergyPlus软件的特点28-29
• 3.1.3 EnergyPlus的输入、处理和输出模块29-31
• 3.2 EnergyPlus的计算思路31-32
• 3.3 EnergyPlus能耗分析的理论基础32-43
• 3.3.1 房间的扰量32-33
• 3.3.2 墙体传热的数学模型33-37
• 3.3.3 玻璃窗传热的数学模型37-39
• 3.3.4 房间的热平衡模型39-43
• 3.4 EnergyPlus的用户界面DesignBuilder43-46
• 3.4.1 DesignBuilder简介44
• 3.4.2 DesignBuilder的模块特点44-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第4章 上海某多功能体育馆空调系统夏季能耗分析47-55
• 4.1 建筑模型的建立47-49
• 4.1.1 建筑概况47
• 4.1.2 建筑围护结构47-48
• 4.1.3 空调设计参数48
• 4.1.4 建筑HVAC系统48-49
• 4.1.5 模拟时间49
• 4.2 模拟结果分析49-54
• 4.2.1 建筑物模型49-50
• 4.2.2 模拟结果50-54
• 4.3 本章小结54-55
• 第5章 节能控制策略的模拟分析55-80
• 5.1 提高空调房间设定温度的节能效果分析55-64
• 5.1.1 提高设定温度的节能机理55
• 5.1.2 改变室温设定点的模拟方案及模拟结果55-58
• 5.1.3 合理提高空调房间温度设定值的节能效果分析58-59
• 5.1.4 提高空调房间温度设定值后对室内环境舒适性的影响分析59-63
• 5.1.5 提高空调房间温度设定值后带来节能效果的不确定性分析63-64
• 5.2 合理设定冷冻水供水温度的节能效果分析64-67
• 5.2.1 合理设定冷冻水供水温度的模拟方案及模拟结果分析64-66
• 5.2.2 节能效果分析66-67
• 5.3 空调系统的热回收节能分析67-74
• 5.3.1 空气热能回收设备及原理68
• 5.3.2 空气热能回收装置概况68-70
• 5.3.3 空气型热回收装置性能概述70-71
• 5.3.4 体育馆空气型热回收装置模拟71-73
• 5.3.5 热回收装置的节能分析73-74
• 5.4 空调系统采用变频泵的节能可能性分析74-79
• 5.4.1 冷水机组冷冻水系统变流量运行理论分析74-77
• 5.4.2 体育馆冷水机组冷水系统变流量运行模拟分析77-78
• 5.4.3 恒定泵系统改为变频泵系统的不利因素分析78-79
• 5.5 本章小结79-80
• 结论80-83
• 参考文献83-89
• 致谢89

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