太阳能制冷加热技术在海洋馆类建筑的应用研究

发布时间：2020-06-20 10:31

【摘要】：海洋馆作为一种集旅游和海洋科普为一体的新兴旅游业态,得到了投资集团和各地政府的青睐,全国许多地区纷纷开始建设海洋馆,但海洋馆的建立也伴随着巨大的耗能问题,传统的海洋馆水温控制是依靠使用电能和化石能源对海洋馆的水体进行制冷或加热,这不仅造成巨大的能源消费,而且也带来了环境污染问题。因此寻找一种高效洁净的可再生能源来实现海洋馆水体的调温是迫切而重要的。本论文使用太阳能制冷/加热技术给海洋馆水体制冷或加热。从研究视角的创新方面考虑,太阳能环保、高效、取之不尽,是当今发展的趋势之一,且海洋馆是单体建筑,其占地面积大,十分适合太阳能集热器的铺设。从研究内容的创新方面考虑,国内的海洋馆很少有使用太阳能类清洁能源的具体经验,理论界也缺乏对海洋馆建筑实际能耗的具体数据的调研,本论文将试图弥补这一方面空缺,笔者与某海洋馆联系,对每月的电、水、煤气的费用情况进行实际调查,根据图纸将馆中电、水、燃煤气的设计工况进行统计,又根据实际使用情况测试和汇总,获得了该海洋馆的各类能耗数据,为海洋馆中的能耗分析提供了参考。论文对海洋馆展池水体的负荷计算进行了详细的分析,根据海洋馆展池水体的温度调控特点,依据传热学理论,对热量传递的各个环节进行了分析,提出了水体冷热负荷的计算方法。针对海洋馆类建筑特点,本论文结合地区地理条件、太阳能资源分布情况,面向海洋馆类建筑设计一套可达到节能目的的太阳能制冷/加热集成系统,并根据某海洋馆各展池的水面面积、水深、水体体积及水温要求等具体参数,结合论文中提出的水体冷热负荷的计算方法,计算出展池所需的加热量与制冷量,并依据负荷计算结果进行了具体的系统设计,包括太阳能集热器和吸附式制冷装置等。论文从应用潜力、节能价值、环保价值三个方面论证了太阳能制冷/加热集成技术应用在海洋馆维生系统中保持水温恒定上的可行性,并采用动态费用年值法对太阳能制冷/加热集成技术进行了经济分析,包括初投资、运行费用、静态投资回报期等,论文的研究成果可以为海洋馆类建筑的节能降耗提供一定的参考。
【学位授予单位】：大连海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU83
【图文】：

分布图,太阳能资源,陆地,分布图

缓解全球污染问题[12]。1995 年，国家经贸委等一些相关部门一起讨论并了《新能源和可再生能源发展纲要》。在纲要中就我国在 1996 年至 2010 年这十五年间出了可再生能源的发展规划。基于这样的发展背景，我国的太阳能研究领域上了一个的平台，同时也推动了太阳能清洁能源的利用进程。在“九五”计划进程中，“太阳能空调”作为清洁型能源的应用实例，也被纳入科究范围内，以此来推动太阳能能源的研究进程。以中科院广州地区能源研究机构以及太阳能研究机构为主导，在我国南北方均构建了实用性太阳能空调系统[13]。中科院在“”期间研制出了 100kW 的双级太阳能吸收式制冷机，并成功地在 24 层的建筑上安装备运行状态也十分良好，而且热源温度在六十五摄氏度以下的时候，设备依然能够正转。在后来的发展过程里，《可再生能源发展“十二五”规划》等一些规划也相继出台划里明确指出，截止到 2015 年，光伏发电机容量能够突破两千万千瓦，这是我国在能发电领域的重大突破[14]。

统计图,海洋馆,统计图

图 2-1 海洋馆各项费用统计图Fig.2-1 Statistics on the costs of the pavilion上图可以看出，维生系统在所有花费中所占的比重最大，为 29%。维控系统是指为了满足各种水生生物的水温而设计的制冷和加热系统馆饲养的生物种类、海洋馆所处地理位置不同，温控系统的能耗在各能耗中所占的比例也有很大差异，如南方城市的海洋馆设置了较多的低温鱼类，为了维持低温环境系统需要系统提供非常多的能量，这种象会使其产生很大的费用问题，在一定程度上大大削弱了海洋馆的盈查阅文献发现海洋馆在电、水以及燃气等能耗具体花费的数据资料者与某海洋馆联系，对每月的电、水、煤气的费用情况进行实际调将馆中电、水、煤气的设计工况进行统计，又根据实际使用情况测试项能耗数据，统计数据见表 2-3、2-4 和 2-5。表 2-3 某海洋馆月度电能耗费表Table2-3 Monthly electrical energy consumption meter for a certain aquarium月份实耗月份预算月预算使上年同期费同期差值比（节累计

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