家庭废水资源化利用样机开发与性能试验
发布时间：2021-11-22 15:18
在能源与环境成为时代主题的今天,如何以最小的资源、能源与环境的代价来创造安全、健康与舒适的建筑空间环境是当下面临的一个关键问题。前人针对这一问题,已开展了大量的研究与开发工作,取得了丰硕的研究成果,并相继涌现出一大批有效的建筑及其关键设备与系统的节能技术。然而,从文献与实际调研发现,当前居住建筑的水资源、能源使用模式和利用效率仍有大幅的改进和提升空间。本文基于居住建筑单元家庭现有用能、用水模式及其系统存在的问题,着眼于实现居住建筑户内热能的循环利用和水的梯级利用,从而提高家庭能源的综合利用效率。基于此,本文以理论分析和试验研究为主线,开展了以下研究工作:首先,提出了一种家庭废水资源化利用方案。以大连地区一户建筑面积为120m2的三口之家为例,以户内热能循环利用和水梯级利用的最大化为目标,提出了可实现废水蕴含热能的循环利用与水的梯级利用的方案,结合理论分析论证了该方案的可行性,提出了家庭废水资源化利用系统的概念机,并对其样机进行了设计开发。其次,设计并搭建了样机的性能测试平台。在自主开发家庭废水资源化利用系统样机基础上,以获取样机在提取与非提取凝固热两种情况下9种运...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 城镇居民生活用水现状
1.1.2 暖通空调与能源现状
1.1.3 暖通空调与环境现状
1.2 国内外研究现状
1.2.1 家庭生活废水梯级利用研究进展
1.2.2 家庭低品位余热循环利用研究进展
1.3 当前研究存在的问题
1.4 研究内容
2 家庭废水资源化利用方案及样机开发
2.1 家庭废水资源化利用方案
2.1.1 家庭能源需求
2.1.2 家庭废水资源化利用方案的提出
2.2 家庭废水梯级利用方案的可行性分析
2.2.1 废水梯级利用理论分析
2.2.2 家庭热能循环利用方案的可行性分析
2.3 家庭废水资源化利用系统概念机
2.4 家庭废水资源化利用系统样机开发
2.4.1 样机设计参数
2.4.2 凝固热换热器设计
2.4.3 家庭废水资源化利用系统其他部件选型
2.5 本章小结
3 家庭废水资源化利用样机性能测试平台的建设
3.1 试验目的
3.2 试验原理
3.3 试验系统
3.4 数据处理与误差分析
3.4.1 数据处理
3.4.2 误差分析
3.5 系统调试及热平衡校验
3.5.1 系统调试
3.5.2 系统热平衡校验
3.6 本章小结
4 家庭废水资源化利用系统非提取凝热情况下的运行特性试验研究
4.1 试验工况
4.2 不同热源形式下试验系统制热水的动态运行特性比较
4.3 不同热源形式下试验系统供暖的动态运行特性比较
4.4 不同冷却形式下试验系统制冷的动态运行特性比较
4.5 试验系统制冷水兼制热水的动态运行特性分析
4.6 本章小结
5 家庭废水资源化利用系统提取凝固热情况下的运行特性试验研究
5.1 试验工况
5.2 非实时除冰模式下家庭废水资源化利用系统的动态制热性能试验
5.2.1 家庭废水资源化利用系统提取凝固热的动态制热性能试验
5.2.2 初始水温对家庭废水资源化利用系统提取凝固热的制热性能的影响
5.2.3 热能循环量
5.3 实时除冰模式下家庭废水资源化利用系统的动态制热性能试验
5.3.1 家庭废水资源化利用系统提取凝固热的动态制热性能试验
5.3.2 初始水温对家庭废水资源化利用系统提取凝固热的制热性能的影响
5.3.3 热能循环量
5.4 非实时除冰与实时除冰模式下家庭废水资源化利用系统的动态制热性能比较
5.5 本章小结
6 家庭废水资源化利用系统经济性分析
6.1 节水经济性分析
6.2 能量循环及节能经济性分析
6.2.1 全年生活热水
6.2.2 全年冷热负荷
6.3 本样机与传统设备的全生命周期(LCC)费用对比
6.4 环保效益
6.5 本章小结
结论
参考文献
附录A 主要符合表
附录B 建筑平面图
附录C 各种换热器优缺点
附录D 各种除冰技术优缺点
附录E 各种金属物性参数
附录F 压缩机模型的建立
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]北方城市清洁供暖现状和技术路线研究[J]. 方豪,夏建军,林波荣,江亿. 区域供热. 2018(01)
[2]以家庭清洁为目标的废水智能化利用系统研究[J]. 李长星,于林平,张辉,苗世玉,董俊伯,邓文浩. 山西建筑. 2016(34)
[3]上海地区住宅夏季空调能耗调查分析[J]. 郑顺,周翔,张静思,周宇翔,牟迪,张旭. 暖通空调. 2016(03)
[4]《中国建筑节能年度发展研究报告2015》发布[J]. 建设科技. 2015(07)
[5]节约1度（kW·h）电或1kg煤到底减排了多少“二氧化碳”或“碳”?[J]. 舟丹. 中外能源. 2011(11)
[6]我国建筑能耗现状下的建筑节能标准解析及节能潜力[J]. 翁丽芬,张楠,陈俊萍. 制冷与空调. 2011(01)
[7]模拟蟹肉中金黄色葡萄球菌生长预测模型的研究[J]. 黄和,李文杰,雷晓凌,励建荣. 食品科技. 2010(10)
[8]上海市某区居室下水管道微生物污染状况调查[J]. 苏瑾,崔文广,张世新,陈敏,陈洪友,吴立明,仲伟鉴. 环境与职业医学. 2010(07)
[9]污水源采集凝固热热泵系统的可行性分析(英文)[J]. 钱剑峰,张吉礼. Journal of Southeast University（English Edition）. 2010(02)
[10]一种回收排水热的新型热泵式热水器的设计[J]. 孔祥雷,周根明,陈育平. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2009(05)
博士论文
[1]寒区污水生化处理系统微生物群落结构与功能解析[D]. 崔迪.哈尔滨工业大学 2014
[2]电脉冲除冰系统的实验、理论与设计研究[D]. 李清英.南京航空航天大学 2012
[3]生物菌剂的构建及其在污水处理中的生物强化效能[D]. 郭静波.哈尔滨工业大学 2010
[4]提取冷水凝固潜热的换热理论与装置[D]. 张承虎.哈尔滨工业大学 2008
[5]采集凝固热热泵系统的形式与工况分析[D]. 钱剑峰.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]城市家庭生活用水特征与过程精细化模拟研究[D]. 潘文祥.西北农林科技大学 2017
[2]提取冷水凝固热热泵系统的研究[D]. 郑记莘.青岛大学 2017
[3]高校建筑排水与中水回用联用系统研究[D]. 吴倩.西安工程大学 2017
[4]超声波对水冻结及脱冰影响的研究[D]. 王大飞.合肥工业大学 2017
[5]生物滴滤池同步处理生活污水和H2S气体的研究[D]. 江浩.中国地质大学(北京) 2016
[6]家用生活污水凝固热热泵热水器系统开发及运行特性试验研究[D]. 武朔.大连理工大学 2015
[7]城市居民家庭生活用水过程中的能耗分析[D]. 杨琪.西北师范大学 2014
[8]中国家用热水设备典型用水模式研究[D]. 王荣.北京建筑大学 2013
[9]中国城镇住宅建筑能耗及与发达国家的对比研究[D]. 胡姗.清华大学 2013
[10]家庭生活废水回用处理装置的研究开发[D]. 陈飞.华东理工大学 2013
本文编号：3511961
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 城镇居民生活用水现状
1.1.2 暖通空调与能源现状
1.1.3 暖通空调与环境现状
1.2 国内外研究现状
1.2.1 家庭生活废水梯级利用研究进展
1.2.2 家庭低品位余热循环利用研究进展
1.3 当前研究存在的问题
1.4 研究内容
2 家庭废水资源化利用方案及样机开发
2.1 家庭废水资源化利用方案
2.1.1 家庭能源需求
2.1.2 家庭废水资源化利用方案的提出
2.2 家庭废水梯级利用方案的可行性分析
2.2.1 废水梯级利用理论分析
2.2.2 家庭热能循环利用方案的可行性分析
2.3 家庭废水资源化利用系统概念机
2.4 家庭废水资源化利用系统样机开发
2.4.1 样机设计参数
2.4.2 凝固热换热器设计
2.4.3 家庭废水资源化利用系统其他部件选型
2.5 本章小结
3 家庭废水资源化利用样机性能测试平台的建设
3.1 试验目的
3.2 试验原理
3.3 试验系统
3.4 数据处理与误差分析
3.4.1 数据处理
3.4.2 误差分析
3.5 系统调试及热平衡校验
3.5.1 系统调试
3.5.2 系统热平衡校验
3.6 本章小结
4 家庭废水资源化利用系统非提取凝热情况下的运行特性试验研究
4.1 试验工况
4.2 不同热源形式下试验系统制热水的动态运行特性比较
4.3 不同热源形式下试验系统供暖的动态运行特性比较
4.4 不同冷却形式下试验系统制冷的动态运行特性比较
4.5 试验系统制冷水兼制热水的动态运行特性分析
4.6 本章小结
5 家庭废水资源化利用系统提取凝固热情况下的运行特性试验研究
5.1 试验工况
5.2 非实时除冰模式下家庭废水资源化利用系统的动态制热性能试验
5.2.1 家庭废水资源化利用系统提取凝固热的动态制热性能试验
5.2.2 初始水温对家庭废水资源化利用系统提取凝固热的制热性能的影响
5.2.3 热能循环量
5.3 实时除冰模式下家庭废水资源化利用系统的动态制热性能试验
5.3.1 家庭废水资源化利用系统提取凝固热的动态制热性能试验
5.3.2 初始水温对家庭废水资源化利用系统提取凝固热的制热性能的影响
5.3.3 热能循环量
5.4 非实时除冰与实时除冰模式下家庭废水资源化利用系统的动态制热性能比较
5.5 本章小结
6 家庭废水资源化利用系统经济性分析
6.1 节水经济性分析
6.2 能量循环及节能经济性分析
6.2.1 全年生活热水
6.2.2 全年冷热负荷
6.3 本样机与传统设备的全生命周期(LCC)费用对比
6.4 环保效益
6.5 本章小结
结论
参考文献
附录A 主要符合表
附录B 建筑平面图
附录C 各种换热器优缺点
附录D 各种除冰技术优缺点
附录E 各种金属物性参数
附录F 压缩机模型的建立
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]北方城市清洁供暖现状和技术路线研究[J]. 方豪,夏建军,林波荣,江亿. 区域供热. 2018(01)
[2]以家庭清洁为目标的废水智能化利用系统研究[J]. 李长星,于林平,张辉,苗世玉,董俊伯,邓文浩. 山西建筑. 2016(34)
[3]上海地区住宅夏季空调能耗调查分析[J]. 郑顺,周翔,张静思,周宇翔,牟迪,张旭. 暖通空调. 2016(03)
[4]《中国建筑节能年度发展研究报告2015》发布[J]. 建设科技. 2015(07)
[5]节约1度（kW·h）电或1kg煤到底减排了多少“二氧化碳”或“碳”?[J]. 舟丹. 中外能源. 2011(11)
[6]我国建筑能耗现状下的建筑节能标准解析及节能潜力[J]. 翁丽芬,张楠,陈俊萍. 制冷与空调. 2011(01)
[7]模拟蟹肉中金黄色葡萄球菌生长预测模型的研究[J]. 黄和,李文杰,雷晓凌,励建荣. 食品科技. 2010(10)
[8]上海市某区居室下水管道微生物污染状况调查[J]. 苏瑾,崔文广,张世新,陈敏,陈洪友,吴立明,仲伟鉴. 环境与职业医学. 2010(07)
[9]污水源采集凝固热热泵系统的可行性分析(英文)[J]. 钱剑峰,张吉礼. Journal of Southeast University（English Edition）. 2010(02)
[10]一种回收排水热的新型热泵式热水器的设计[J]. 孔祥雷,周根明,陈育平. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2009(05)
博士论文
[1]寒区污水生化处理系统微生物群落结构与功能解析[D]. 崔迪.哈尔滨工业大学 2014
[2]电脉冲除冰系统的实验、理论与设计研究[D]. 李清英.南京航空航天大学 2012
[3]生物菌剂的构建及其在污水处理中的生物强化效能[D]. 郭静波.哈尔滨工业大学 2010
[4]提取冷水凝固潜热的换热理论与装置[D]. 张承虎.哈尔滨工业大学 2008
[5]采集凝固热热泵系统的形式与工况分析[D]. 钱剑峰.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]城市家庭生活用水特征与过程精细化模拟研究[D]. 潘文祥.西北农林科技大学 2017
[2]提取冷水凝固热热泵系统的研究[D]. 郑记莘.青岛大学 2017
[3]高校建筑排水与中水回用联用系统研究[D]. 吴倩.西安工程大学 2017
[4]超声波对水冻结及脱冰影响的研究[D]. 王大飞.合肥工业大学 2017
[5]生物滴滤池同步处理生活污水和H2S气体的研究[D]. 江浩.中国地质大学(北京) 2016
[6]家用生活污水凝固热热泵热水器系统开发及运行特性试验研究[D]. 武朔.大连理工大学 2015
[7]城市居民家庭生活用水过程中的能耗分析[D]. 杨琪.西北师范大学 2014
[8]中国家用热水设备典型用水模式研究[D]. 王荣.北京建筑大学 2013
[9]中国城镇住宅建筑能耗及与发达国家的对比研究[D]. 胡姗.清华大学 2013
[10]家庭生活废水回用处理装置的研究开发[D]. 陈飞.华东理工大学 2013
本文编号：3511961
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