低能耗建筑中地源热泵系统贡献率研究

发布时间：2017-10-14 05:16

  本文关键词：低能耗建筑中地源热泵系统贡献率研究

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【摘要】：近年来,能源环境问题日益严峻,由于建筑能耗占总能耗的比例较大,建筑节能成为当前世界各国节能减排的重点方向。随着建筑节能技术的发展,各国建筑相对节能率以及主要围护结构热工性能标准限值逐渐提升。合理高效的使用地源热泵等可再生能源技术成为实现建筑能耗大幅降低目标的重要技术手段。我国地域辽阔,各气候区差异很大,地源热泵系统在不同气候区不同节能标准下的建筑中的应用情况差异很大。研究地源热泵系统在不同节能标准建筑中的贡献率,对于指导地源热泵系统的合理利用具有重要意义。针对上述目标,本文选择严寒地区、寒冷地区及夏热冬冷地区,分别建立了节能65%及节能80%的小型办公建筑模型并分析其负荷特性。梳理地源热泵系统设计方法,建立地源热泵系统,研究不同容积率下地源热泵系统适用性及不同节能标准下地源热泵系统的贡献率。负荷特性分析表明,三个气候区节能80%的小型办公建筑相对节能65%建筑,冷热负荷峰值和累计冷热负荷均大幅下降。严寒、寒冷地区冷负荷峰值下降比例接近50%,热负荷峰值下降30%。节能率提高后,建筑累计冷热负荷比在严寒、寒冷地区降低10%,夏热冬冷地区升高20%。三个气候区负荷分布特性类似,冷负荷分布较均匀,90%以上的时间热负荷部分负荷率在50%以下。研究地源热泵系统在不同气候区不同节能标准建筑中承担全部负荷时适用的容积率范围。结果表明,严寒地区节能率65%的建筑在容积率1-3.5时均无法满足能效要求,节能率80%的建筑仅在容积率为1时满足要求。寒冷地区节能率65%的容积率范围为1-2.5,节能率80%的容积率范围1-3.5。夏热冬冷地区节能65%的容积率范围1-1.5,节能率80%的容积率范围1-3。贡献率计算结果表明,容积率3.5时,严寒地区节能率65%的建筑地源热泵系统贡献率仅30%,节能率80%的建筑贡献率仅50%,该气候区不宜采用地源热泵系统。节能65%的建筑,地源热泵系统贡献率在寒冷地区80%,在夏热冬冷地区为60%,不能单独使用地源热泵系统,需配备其他辅助冷源。对于节能率80%的小型办公建筑,寒冷地区地源热泵系统贡献率100%,建筑完全可单独采用地源热泵系统供冷供热,在夏热冬暖地区贡献率达90%,采用地源热泵系统仅需增加极小的辅助冷源。
【关键词】：节能标准 地源热泵 低能耗建筑 容积率 贡献率
【学位授予单位】：中国建筑科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU201.5;TU83
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-32
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 中外建筑节能标准发展情况10-19
• 1.2.1 国内外建筑能耗现状10-12
• 1.2.2 国外建筑节能标准发展现状12-17
• 1.2.3 我国建筑节能标准发展现状17-19
• 1.3 低能耗建筑中地源热泵系统应用现状19-30
• 1.3.1 国外低能耗建筑地源热泵应用现状19-25
• 1.3.2 国内低能耗建筑地源热泵应用现状25-29
• 1.3.3 低能耗建筑中地源热泵系统研究现状29-30
• 1.4 研究内容及技术路线30-32
• 1.4.1 研究内容30-31
• 1.4.2 技术路线31-32
• 第2章 典型建筑模型及地源热泵系统建立32-50
• 2.1 典型建筑模型建立33-38
• 2.1.1 建筑概况33-34
• 2.1.2 室内环境参数34
• 2.1.3 典型建筑内部负荷34-36
• 2.1.4 不同节能标准建筑模型36-38
• 2.2 建筑模型验证38-40
• 2.2.1 建筑模型模拟结果38-39
• 2.2.2 建筑实际运行结果39-40
• 2.3 地源热泵系统设计40-48
• 2.3.1 地埋管换热器设计影响因素41-44
• 2.3.2 地埋管换热器长度计算44-48
• 2.3.3 系统流量计算48
• 2.4 地源热泵系统仿真模型48-49
• 2.5 本章小结49-50
• 第3章 不同节能标准建筑负荷特性研究50-57
• 3.1 严寒地区负荷特性50-52
• 3.1.1 负荷强度特性50-52
• 3.1.2 负荷分布特性52
• 3.2 寒冷地区负荷特性52-54
• 3.2.1 负荷强度特性53-54
• 3.2.2 负荷分布特性54
• 3.3 夏热冬冷地区负荷特性54-56
• 3.3.1 负荷强度特性54-55
• 3.3.2 负荷分布特性55-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第4章 地源热泵系统适用容积率范围研究57-69
• 4.1 容积率定义57-59
• 4.2 不同容积率地埋管数量59
• 4.3 地源热泵系统适用性判断标准59-60
• 4.4 地源热泵系统适用容积率范围研究60-68
• 4.4.1 严寒地区60-64
• 4.4.2 寒冷地区64-66
• 4.4.3 夏热冬冷地区66-68
• 4.5 本章小结68-69
• 第5章 不同节能标准建筑地源热泵系统贡献率69-77
• 5.1 地源热泵系统贡献率定义69-70
• 5.2 不同节能标准建筑地源热泵系统贡献率70-76
• 5.2.1 严寒地区70-72
• 5.2.2 寒冷地区72-73
• 5.2.3 夏热冬冷地区73-76
• 5.3 本章小结76-77
• 第6章 总结与展望77-79
• 6.1 总结77-78
• 6.2 创新点78
• 6.3 展望78-79
• 参考文献79-83
• 攻读硕士学位期间发表的论文83-84
• 攻读硕士学位期间参加的主要科研项目84-85
• 致谢85

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本文编号：1029198