天津市某办公楼节能改造工程设计与研究
发布时间：2021-11-23 08:57
在如今的社会进展中,全球气候升温是每一个国家都极为关注的一个事情,气温升高所产生的影响是巨大的,很大程度上影响了人们的生活与生产,发展低碳经济、建设低碳型社会已成为全球共识。从我国消耗的能源总量的数据中可以看出,关于建筑的耗能是比较多的,其比例大约在27%左右,而且现在的增长趋势还在一直的延续下去,被列为“耗能大户”的一个主要的方面。基于此现状各类节能策略应运而生,在这些策略中,对建筑耗能起着主要作用的就是空调系统,空调冷热源的选择是否合理,直接关系到项目的投资、运行费用、能耗等诸多问题。在这种背景下,地源热泵空调作为能有效利用浅层地热能源的技术,被大量运用于实现建筑物暖通空调冬季采暖以及夏季制冷。地源热泵空调系统的工作主要有两方面的内容:（1）在供暖过程中,热泵机组可以通过埋设的水路循环吸收浅层水体或者土壤的热能,将获取到的热能转移到室内,从而可以在温度较低的冬季进行升温;（2）在制冷的过程中,基于热泵机组的使用可以实现对热量的处理,也就是进行一定的吸收,然后依靠水路循环这一过程可以将其转变在水中或者大地中,并且可以通过分机盘管向室内提供26℃左右的冷风,实现制冷效果。此类系统在工作...
【文章来源】：天津商业大学天津市
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
弗赖堡麦弗劳恩霍费尔太阳能系统研究所Fig.1-4FreiburgMcFraunhoferInstituteforSolarEnergySystems
第二章相关系统介绍9[36]对太阳能供暖系统的技术、经济可行性和风险进行了分析评估。一些学者提出采用地源热泵联合太阳能供暖以此来解决太阳能供暖系统造价高、运行不连续的问题。理论上，李素芬[37]，胡松涛[38]主要分析的是地源热泵联合太阳能供暖系统这一方向。实验上，杨婷婷[39]，杨卫波[40]分别分析了地源热泵联合太阳能供暖系统的性能和节能效果。从他们的研究成果分析可知，跨季节储热技术(方案)为综合多种技术而成的集合性方案，也能解决我国北方地区因环境恶劣而导致冬夏季用能不平衡等问题[41]。非供暖季将太阳能储存在地下岩体内，既补充了冬季取热造成的岩石热亏空，又有效提高了太阳能集热系统全年使用时数，同时可解决非供暖季集热器面临的闷晒爆管问题[42]。本文采用太阳能集热器对地源热泵系统在过渡季节补热，运行方式见图2-1图2-1地热热泵联合太阳能补热系统原理图Fig.2-1Schematicdiagramofthegeothermalheatpumpcombinedsolarheatingsystem集热器通过收集太阳能转化为可利用的热能，储存在蓄热水箱中，通过水泵以及阀门的运行，使供热水箱中的热水与地源侧土壤进行热交换，为土壤补充热量。对于太阳能补热系统而言，集热器为发挥作用的关键，其集热效率同该系统的性能挂钩。近年来有诸多国内外学者对太阳能集热器的不同类型，不同方式进行了诸多研究，结果比较见图2-2。
第二章相关系统介绍10图2-2太阳能集热器国内外研究[43]Fig.2-2Researchonsolarcollectorsathomeandabroad葛小慧、徐亮[44]等人建立了光伏-太阳能热泵热水系统的稳态数学模型，分析得出光伏-太阳能热泵系统COP可达到8.8，相较传统较太阳能光伏系统的全年发电量也有相对提高;李慧星[45]等人提出在寒冷地区太阳能光伏光热(PV/T)技术应用于空气源热泵供暖系统以解决空气源热泵供暖系统的局限性以及使用中存在的普遍问题；Mohanra[46]等人比较了使用具有圆形和三角形管式蒸发器配置的光伏热蒸发器（PV-TE）的热泵的能源性能参数以及分别用实验数值与人工神经网络模拟得出的能源性能参数进行对比分析；高旭娜[47]等人研究针对使用不同工质的振荡热管换热器以及不同蓄能方式的集热管的热性能；李永田[48]等人利用热力学相关知识对以U型管式太阳集热器为蒸发器的热泵系统进行了能效分析，为该系统的设计优化提供了参考；E.Azad[49]对一天中同一时间段运行的不同热管数量的热管式太阳能集热器进行了效率分析；Kabeel[50]等人研究以同心管组成的热管在制冷剂R22和R134a不同填充率时集热器的热效率；张政、李舒宏[51]对光伏太阳能热泵/环形热管(PVSA-HP/LHP)复合热水系统不同运行模式下进行了性能模拟；LongHui等人[52]建立了一种创新的建筑物集成热管光伏/热能（BiHP-PVT）系统的动力学模型，并通过实验验证了该模型的数值精度；LiHong[53]等人调查研究了一种新型的光伏回路热管/太阳能辅助热泵（PV-LHP/SAHP）水加热系统与传统光伏/热（PV/T）水加热系统相比光热效率相一致但是前者的生命周期成本可以降低29.6％；闫金州[54]等人对集热蒸发器在设定工况下太阳能辐照度、环境温度、风速等环境因素对蛇形管集热蒸发器与管板式集热蒸
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能热泵供暖技术研究进展[J]. 李亚伦,李保国,朱传辉. 暖通空调. 2020(04)
[2]学校太阳能采暖、热水技术应用系列案例概览[J]. 供热制冷. 2019(10)
[3]办公楼的建筑生态节能设计理念浅析[J]. 孙胡箭. 智能城市. 2019(15)
[4]新型太阳能光伏光热一体化系统设计及分析[J]. 纪偞. 上海节能. 2019(07)
[5]多太阳能集热蒸发器并联热泵系统的实验研究[J]. 蒋绿林,胡静,侯亚祥,姜钦青,胡松. 太阳能学报. 2018(07)
[6]直膨式太阳能热泵采暖蓄能制冷应用研究[J]. 李永田,杨锦成,刘欣然. 工业加热. 2018(03)
[7]光伏太阳能热泵/环形热管复合热水系统性能模拟[J]. 张政,李舒宏. 中南大学学报(自然科学版). 2017(12)
[8]浅层地热联合太阳能集热墙系统冬季室内供暖试验[J]. 杨婷婷,姜曙光,杨骏,张俊龙,杨亮亮,宋旭鹏. 农业工程学报. 2017(20)
[9]基于微细通道集热/蒸发器的太阳能热泵热水系统性能模拟与实验研究[J]. 周伟,张小松. 暖通空调. 2017(10)
[10]蓄能型振荡热管太阳能集热器热性能[J]. 高旭娜,吴薇,孟志军,刘鹏鹏,赵文杰,王晓宇. 农业工程学报. 2017(16)
博士论文
[1]我国华北寒冷地区农村可持续住宅建设与设计研究[D]. 王舒扬.天津大学 2011
[2]建筑气候分析与设计策略研究[D]. 杨柳.西安建筑科技大学 2003
硕士论文
[1]文化创意产业背景下的传统街区微改造问题研究[D]. 张晓漫.华南理工大学 2019
[2]基于DeST模拟的被动式办公建筑节能性设计研究[D]. 王海飞.河北工程大学 2019
[3]居住建筑节能设计优化与评价研究[D]. 杨焱.华北水利水电大学 2018
[4]基于BIM平台的被动式建筑研究[D]. 秦以鹏.河北工程大学 2015
[5]既有办公建筑围护结构节能改造研究[D]. 耿幼明.重庆大学 2015
[6]被动式节能技术在建筑改造中的应用策略研究[D]. 魏园园.浙江大学 2015
[7]夏热冬冷地区既有建筑节能改造研究[D]. 曾凯.浙江大学 2011
[8]夏热冬冷地区被动式建筑设计策略应用研究[D]. 殷超杰.华中科技大学 2007
本文编号：3513549
【文章来源】：天津商业大学天津市
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
弗赖堡麦弗劳恩霍费尔太阳能系统研究所Fig.1-4FreiburgMcFraunhoferInstituteforSolarEnergySystems
第二章相关系统介绍9[36]对太阳能供暖系统的技术、经济可行性和风险进行了分析评估。一些学者提出采用地源热泵联合太阳能供暖以此来解决太阳能供暖系统造价高、运行不连续的问题。理论上，李素芬[37]，胡松涛[38]主要分析的是地源热泵联合太阳能供暖系统这一方向。实验上，杨婷婷[39]，杨卫波[40]分别分析了地源热泵联合太阳能供暖系统的性能和节能效果。从他们的研究成果分析可知，跨季节储热技术(方案)为综合多种技术而成的集合性方案，也能解决我国北方地区因环境恶劣而导致冬夏季用能不平衡等问题[41]。非供暖季将太阳能储存在地下岩体内，既补充了冬季取热造成的岩石热亏空，又有效提高了太阳能集热系统全年使用时数，同时可解决非供暖季集热器面临的闷晒爆管问题[42]。本文采用太阳能集热器对地源热泵系统在过渡季节补热，运行方式见图2-1图2-1地热热泵联合太阳能补热系统原理图Fig.2-1Schematicdiagramofthegeothermalheatpumpcombinedsolarheatingsystem集热器通过收集太阳能转化为可利用的热能，储存在蓄热水箱中，通过水泵以及阀门的运行，使供热水箱中的热水与地源侧土壤进行热交换，为土壤补充热量。对于太阳能补热系统而言，集热器为发挥作用的关键，其集热效率同该系统的性能挂钩。近年来有诸多国内外学者对太阳能集热器的不同类型，不同方式进行了诸多研究，结果比较见图2-2。
第二章相关系统介绍10图2-2太阳能集热器国内外研究[43]Fig.2-2Researchonsolarcollectorsathomeandabroad葛小慧、徐亮[44]等人建立了光伏-太阳能热泵热水系统的稳态数学模型，分析得出光伏-太阳能热泵系统COP可达到8.8，相较传统较太阳能光伏系统的全年发电量也有相对提高;李慧星[45]等人提出在寒冷地区太阳能光伏光热(PV/T)技术应用于空气源热泵供暖系统以解决空气源热泵供暖系统的局限性以及使用中存在的普遍问题；Mohanra[46]等人比较了使用具有圆形和三角形管式蒸发器配置的光伏热蒸发器（PV-TE）的热泵的能源性能参数以及分别用实验数值与人工神经网络模拟得出的能源性能参数进行对比分析；高旭娜[47]等人研究针对使用不同工质的振荡热管换热器以及不同蓄能方式的集热管的热性能；李永田[48]等人利用热力学相关知识对以U型管式太阳集热器为蒸发器的热泵系统进行了能效分析，为该系统的设计优化提供了参考；E.Azad[49]对一天中同一时间段运行的不同热管数量的热管式太阳能集热器进行了效率分析；Kabeel[50]等人研究以同心管组成的热管在制冷剂R22和R134a不同填充率时集热器的热效率；张政、李舒宏[51]对光伏太阳能热泵/环形热管(PVSA-HP/LHP)复合热水系统不同运行模式下进行了性能模拟；LongHui等人[52]建立了一种创新的建筑物集成热管光伏/热能（BiHP-PVT）系统的动力学模型，并通过实验验证了该模型的数值精度；LiHong[53]等人调查研究了一种新型的光伏回路热管/太阳能辅助热泵（PV-LHP/SAHP）水加热系统与传统光伏/热（PV/T）水加热系统相比光热效率相一致但是前者的生命周期成本可以降低29.6％；闫金州[54]等人对集热蒸发器在设定工况下太阳能辐照度、环境温度、风速等环境因素对蛇形管集热蒸发器与管板式集热蒸
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能热泵供暖技术研究进展[J]. 李亚伦,李保国,朱传辉. 暖通空调. 2020(04)
[2]学校太阳能采暖、热水技术应用系列案例概览[J]. 供热制冷. 2019(10)
[3]办公楼的建筑生态节能设计理念浅析[J]. 孙胡箭. 智能城市. 2019(15)
[4]新型太阳能光伏光热一体化系统设计及分析[J]. 纪偞. 上海节能. 2019(07)
[5]多太阳能集热蒸发器并联热泵系统的实验研究[J]. 蒋绿林,胡静,侯亚祥,姜钦青,胡松. 太阳能学报. 2018(07)
[6]直膨式太阳能热泵采暖蓄能制冷应用研究[J]. 李永田,杨锦成,刘欣然. 工业加热. 2018(03)
[7]光伏太阳能热泵/环形热管复合热水系统性能模拟[J]. 张政,李舒宏. 中南大学学报(自然科学版). 2017(12)
[8]浅层地热联合太阳能集热墙系统冬季室内供暖试验[J]. 杨婷婷,姜曙光,杨骏,张俊龙,杨亮亮,宋旭鹏. 农业工程学报. 2017(20)
[9]基于微细通道集热/蒸发器的太阳能热泵热水系统性能模拟与实验研究[J]. 周伟,张小松. 暖通空调. 2017(10)
[10]蓄能型振荡热管太阳能集热器热性能[J]. 高旭娜,吴薇,孟志军,刘鹏鹏,赵文杰,王晓宇. 农业工程学报. 2017(16)
博士论文
[1]我国华北寒冷地区农村可持续住宅建设与设计研究[D]. 王舒扬.天津大学 2011
[2]建筑气候分析与设计策略研究[D]. 杨柳.西安建筑科技大学 2003
硕士论文
[1]文化创意产业背景下的传统街区微改造问题研究[D]. 张晓漫.华南理工大学 2019
[2]基于DeST模拟的被动式办公建筑节能性设计研究[D]. 王海飞.河北工程大学 2019
[3]居住建筑节能设计优化与评价研究[D]. 杨焱.华北水利水电大学 2018
[4]基于BIM平台的被动式建筑研究[D]. 秦以鹏.河北工程大学 2015
[5]既有办公建筑围护结构节能改造研究[D]. 耿幼明.重庆大学 2015
[6]被动式节能技术在建筑改造中的应用策略研究[D]. 魏园园.浙江大学 2015
[7]夏热冬冷地区既有建筑节能改造研究[D]. 曾凯.浙江大学 2011
[8]夏热冬冷地区被动式建筑设计策略应用研究[D]. 殷超杰.华中科技大学 2007
本文编号：3513549
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