既有建筑蓄冷空调节能改造技术的研究

【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。 【关键词】：既有建筑 蓄冷 节能改造 经济性分析
【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】：TU831.8
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 课题的来源及研究的目的和意义11-17
• 1.1.1 我国电力状况11-12
• 1.1.2 我国建筑能耗12-13
• 1.1.3 蓄冷技术发展的意义及现状13-14
• 1.1.4 既有建筑蓄冷空调节能改造前景14-16
• 1.1.5 课题研究目的及意义16-17
• 1.2 国内外的研究状况和进展17-20
• 1.2.1 国外既有公共建筑节能改造实例17-18
• 1.2.2 国内外空调系统的节能方法的研究现状18-20
• 1.3 本文的主要工作20-21
• 第2章 蓄冷罐传热模型及数值模拟21-39
• 2.1 高温相变蓄冷材料在蓄冷空调系统中的应用21-23
• 2.1.1 相变材料的研究开发21-22
• 2.1.2 空调系统对蓄冷介质的要求22-23
• 2.2 蓄冷罐数学模型的建立23-28
• 2.2.1 蓄冷罐结构模型23
• 2.2.2 蓄冷罐传热数学模型23-28
• 2.3 数学模型的求解28-32
• 2.3.1 方程无量纲化28-29
• 2.3.2 方程的离散29-30
• 2.3.3 模型数值模拟30-32
• 2.4 模拟结果及分析32-38
• 2.5 本章小结38-39
• 第3章 既有建筑蓄冷空调节能改造设计计算39-46
• 3.1 既有建筑蓄冷空调节能改造的特殊性39-40
• 3.2 改造后蓄冷空调系统的布置方式40-42
• 3.3 系统改造设计计算42-45
• 3.3.1 蓄冷空调系统冷负荷的确定42
• 3.3.2 蓄冷率的确定42-43
• 3.3.3 制冷机组的确定43
• 3.3.4 蓄冷设备的确定43-45
• 3.4 本章小结45-46
• 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46-55
• 4.1 系统改造优化设计数学模型46-49
• 4.1.1 目标函数46-47
• 4.1.2 系统改造费用47
• 4.1.3 系统运行费用47-48
• 4.1.4 约束条件48-49
• 4.2 系统改造经济性主要影响因素49-50
• 4.2.1 不同地区的电价政策49
• 4.2.2 蓄冷系统的设计和运行策略49-50
• 4.2.3 负荷转移率50
• 4.3 既有建筑蓄冷空调节能改造的经济性分析与评价50-54
• 4.3.1 蓄冷空调峰谷分时电价构成50-52
• 4.3.2 蓄冷空调系统经济性评价方法52-53
• 4.3.3 改造后蓄冷空调系统的经济效益53-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 既有建筑蓄冷空调节能改造经济分析实例55-81
• 5.1 工程概况55-56
• 5.2 寒冷地区系统改造实例56-63
• 5.2.1 负荷转移率对系统改造经济性影响56-59
• 5.2.2 电价对系统改造经济性影响59-61
• 5.2.3 系统改造经济评价分析61-63
• 5.3 严寒地区系统改造实例63-67
• 5.3.1 负荷转移率对系统改造投资费用的影响64-65
• 5.3.2 负荷转移率对系统改造运行费用的影响65-66
• 5.3.3 系统改造经济评价分析66-67
• 5.4 夏热冬冷地区系统改造实例67-70
• 5.4.1 负荷转移率对系统改造投资费用的影响67-68
• 5.4.2 负荷转移率对系统改造运行费用的影响68-70
• 5.4.3 系统改经济造评价分析70
• 5.5 夏热冬暖地区系统改造实例70-74
• 5.5.1 负荷转移率对系统改造投资费用的影响71-72
• 5.5.2 负荷转移率对系统改造运行费用的影响72-73
• 5.5.3 系统改造经济评价分析73-74
• 5.6 温和地区系统改造实例74-77
• 5.6.1 负荷转移率对系统改造投资费用的影响74-75
• 5.6.2 负荷转移率对系统改造运行费用的影响75-77
• 5.6.3 系统改造经济评价分析77
• 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77-79
• 5.8 本章小结79-81
• 第6章 系统改造的经济性计算分析应用程序81-85
• 6.1 EAASS软件介绍81
• 6.2 EAASS软件功能81-82
• 6.3 EAASS软件使用说明82-84
• 6.4 本章小结84-85
• 结论85-87
• 参考文献87-91
• 附录91-104
• 致谢104

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