制冷系统生命周期评价方法与生态设计研究

发布时间：2017-08-08 12:01

  本文关键词：制冷系统生命周期评价方法与生态设计研究

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【摘要】：制冷系统在给人们提供舒适高效的生活同时,带来的环境问题也愈发突出。本文结合现有制冷系统相关的环境评价指标和评价方法,提出了制冷系统生命周期环境影响评价方法,建立了制冷系统生命周期清单计算模型及环境影响评价计算模型,并针对具体案例进行了研究;分析了不同的生态设计策略,研究了制冷系统的生态设计方法。首先,本文提出了制冷系统的生命周期清单方法,分析了清单数据收集的要求,建立了制冷系统的清单计算模型,明确了生命周期阶段划分,将制冷系统的生命周期阶段划分为材料和零部件的生产、组装、运输、使用及回收与处理五个阶段,在此基础上建立清单指标各个阶段计算模型;并以热泵热水器为例进行了清单计算及对清单结果进行了分析。其次,建立了制冷系统的生命周期环境影响评价方法:将清单负荷因子归为四种环境影响类型,并确定了清单因子的特征化模型,给出了综合评价的四种环境影响类型的权重系数。并对空气能热水器进行了案例研究,案例结果表明:资源消耗环境影响主要在生产阶段;全球变暖环境影响主要体现在使用阶段;能源强度环境影响主要体现在产品使用阶段;臭氧耗竭环境影响主要表现在生产、使用及回收阶段。生命周期综合环境影响比例最高的是压缩机,其他依次有水泵及制冷剂,分别占21%、16%及15%。最后,提出了基于生命周期评价的制冷系统设计方法:运用生命周期评价的方法识别重大环境影响阶段、材料和零部件,结合QFDE方法提出生命周期评价设计步骤,并对采用R22、R134a及R404A三种工质空调器设计方案进行了案例研究,评价结果表明:制冷剂为R134a空调器方案是最好的设计方案,其生命周期综合环境影响最低;其次是制冷剂为R410A的方案;最后是制冷剂为R22的空调器方案。
【关键词】：制冷系统 环境影响 生命周期评价 生态设计
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB657;X820.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-13
• 1.1.1 制冷系统生态设计研究的必要性9-10
• 1.1.2 生命周期评价、设计的基本概念10-11
• 1.1.3 生命周期设计的主要方法11-13
• 1.2 制冷系统环境影响评价方法13-14
• 1.2.1 国内研究现状13
• 1.2.2 国外研究现状13-14
• 1.3 生态设计研究现状14-15
• 1.3.1 国外研究现状14
• 1.3.2 国内研究现状14-15
• 1.4 本文研究内容、方法15-18
• 1.4.1 研究内容15-16
• 1.4.2 研究方法16-17
• 1.4.3 创新点17-18
• 第二章 制冷系统环境影响评价及生态设计方法18-24
• 2.1 环境影响评价的关键指标18-20
• 2.1.1 ODP和GWP18
• 2.1.2 TEWI和LCCP18-19
• 2.1.3 自然度19
• 2.1.4 生命周期评价19-20
• 2.2 制冷系统环境影响评价方法及关键指标对比分析20
• 2.3 生态设计方法20-23
• 2.3.1 生态设计的目标20-21
• 2.3.2 基于QFDE与生命周期评价的生态设计研究21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 制冷系统生命周期清单研究24-39
• 3.1 制冷系统生命周期清单方法24-25
• 3.1.1 研究目的24
• 3.1.2 研究范围24-25
• 3.2 制冷系统生命周期清单计算模型25-30
• 3.2.1 生产阶段27
• 3.2.2 运输阶段27-28
• 3.2.3 组装阶段28
• 3.2.4 使用阶段28-29
• 3.2.5 拆卸与回收阶段29-30
• 3.3 制冷系统生命周期清单案例研究30-38
• 3.3.1 清单计算对象30-31
• 3.3.2 模型数据收集及计算31-35
• 3.3.3 清单计算结果及分析35-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 制冷系统的生命周期环境影响评价研究39-51
• 4.1 生命周期影响评价方法39-41
• 4.1.1 CML方法39-40
• 4.1.2 Eco-indicator9940-41
• 4.2 制冷系统LCIA模型41-47
• 4.2.1 制冷系统LCIA框架41-42
• 4.2.2 分类评价42-44
• 4.2.3 综合评价44-47
• 4.3 制冷系统LCIA方法案例应用47-50
• 4.3.1 归类47
• 4.3.2 特征化、标准化47-48
• 4.3.3 案例综合评价结果及分析48-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 制冷系统产品设计51-62
• 5.1 制冷系统设计方案的确定51-55
• 5.1.1 制冷剂的选取51-52
• 5.1.2 制冷系统设计方案的确定52-55
• 5.2 制冷压缩机型号、台数的确定及校核55-57
• 5.2.1 压缩机的选型及台数的确定55-56
• 5.2.2 压缩机制冷量的校核及电机校核56-57
• 5.3 冷凝器及其他设备的选择57-59
• 5.3.1 冷凝器的换热面积57-58
• 5.3.2.蒸发器传热面积58
• 5.3.3.制冷剂充注量计算58-59
• 5.4 制冷系统三种方案的设备明细表59-61
• 5.5 本章小结61-62
• 第六章 制冷系统生态设计研究62-73
• 6.1 制冷系统生态设计62-64
• 6.1.1 产品生命周期与生态设计的关系62-63
• 6.1.2 生态设计的工具63
• 6.1.3 生态设计判据与准则63-64
• 6.2 制冷系统生态设计的一般过程64-65
• 6.3 生态设计案例分析65-72
• 6.3.1 生态设计对象65
• 6.3.2 R22系统方案评价及设计分析65-67
• 6.3.3 R134a系统方案评价及设计分析67-69
• 6.3.4 R410A系统方案评价及设计分析69-71
• 6.3.5 制冷系统三种设计方案环境影响综合评估71-72
• 6.4 本章小结72-73
• 第七章 结论与展望73-75
• 7.1 结论73
• 7.2 展望73-75
• 参考文献75-79
• 在学研究成果79-80
• 致谢80

【参考文献】

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1 张雷;卞本羊;鲍宏;彭宏伟;;一种改进的QFDE工程参数权重计算方法[J];机械设计与研究;2014年05期

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本文编号：639848