东北农宅供热能耗模拟分析与动态模型构建

发布时间：2019-08-08 10:15

【摘要】：从能耗结构分析可知,约五分之二的能源消耗来自于建筑能耗,并且住宅建筑的在总体建筑中所占比率高达70%。根据我国的能源消费比例数据显示,农村建筑的能耗是全国建筑能耗的40%。伴随我国“十二五”计划的贯彻落实,农村建筑节能问题越来越引起了专家学者的广泛重视。贯彻落实农村节能工作,需要继续挖掘已有数据,整体把握东北农村农宅能耗情况,对于我国可持续发展具有重要意义。农村住宅的能耗统计工作已经大面积展开,但是对于农宅能耗的计算方法依然是采用静态计算法,然而静态能耗方法无法描述建筑物能耗变化动态过程,无法定位能耗峰值以及它出现的时刻,粗略认为能耗始终处于某一均值。这种计算理念影响农宅节能潜力的挖掘,所以迫切需要一种动态能耗计算方法来解决问题。怎样结合实测数据推断得出较准确的农宅动态能耗变化,有针对性地解决农宅节能问题,建立针对农村住宅的动态供热能耗数学模型则仍处于空白。本文以东北地区的农宅作为研究对象,分析了严寒地区的气候特点与自然条件;实地调研重点说明了农宅建筑供热能耗的主要特点:商品能源与非商品能源混杂、炊事与采暖混合、供暖时长不一致、供热设备多样化、燃料组分比例不同、新能源利用程度不一、平面布局形式各异;结合实地调研的调查结果,按照不同类别归纳农宅供热能耗影响因素。以五常两栋示范农宅作为研究样本,说明了静态能耗计算方法应用于农宅的主要问题,并通过现有的动态能耗计算方法模拟。根据实际能耗测试分别得到了两栋农宅动态供热能耗与平均静态能耗,并最终将实测动态能耗的结果与模拟结果进行对比分析,讨论了实测与模拟结果差距的产生原因,并阐述模拟软件对于农宅动态供热能耗动态模拟的不足之处。本文提出了时间响应系数的概念,同时考虑了热响应的提前效应与滞后效应,将对于不确定因素的计算归结为系数的确定,把数学物理模型与实测数据相结合:先建立数学物理模型,求解室内空气热平衡方程与围护结构传热方程,采用拉普拉斯变换后给出近似解析解,从而计算建筑物的供热能耗。最后,使用部分五常示范农宅实测能耗数据修正模型参数并验证,结果表明模型计算结果与实测数据吻合度良好。由于建模求解过程中没有对建筑物进行任何限制,所以本文的方法从原理上讲可以应用到各类农宅建筑中。
【图文】：

图 1-1 技术路线图严寒地区农村住宅供热能耗涉及面广，统计能耗耗费大量人力、物力；加上农宅能耗的影响因素众多，怎样把不确定的能耗影响因素考虑在内，较准确地把握农宅供热能耗的动态变化是一个值得深入研究的问题。本文的研究结合了实测数据、能量守恒方程、数学物理模型与现代模拟工具，通过响应时间的引入构建

水、家用电器等，而本文的研究对象为农宅的采暖能耗，程、改造过程等其他方面的能耗。体地区的气象条件特点，将我国分为严寒地区、寒冷地区冬暖地区与温和地区五个气候区，，具体分区情况见图 2-1。
【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】：2015
【分类号】：TU832;TU111.195

【参考文献】

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本文编号：2524307