北京工业大学逸夫图书馆空调系统诊断与节能改造

【摘要】： 目前,我国能源紧张与社会高速发展的矛盾十分突出。1996年,我国建筑年消耗3.35亿吨标准煤,占能源消费总量的24%;到2001年,达到3.76亿吨标准煤,占能源消费总量的27.6%,年增加比例约为0.5%,而能耗指标仅为发达国家的1/3。预测随着建筑业的高速发展,建筑能耗占总能耗的比例还会继续增长。建筑中空调系统的能耗占建筑总能耗的40%～50%,因此要求降低建筑以及空调系统的能耗已经成为当前亟需解决的课题之一。 本文针对北京工业大学逸夫图书馆空调系统运行过程中存在“冬冷夏热”的问题,进行了现场调查测试,得出“冬冷夏热”的症结所在。于空调系统开启的条件下测试了馆内各功能房间的温度;供、回水温度及流量;风机盘管的出风速度。又运用美国新一代能耗分析软件EnergyPlus对当日馆内的温度进行模拟,将模拟值与实测值进行比较,验证两者基本吻合。进一步模拟出夏季与冬季设计日图书馆内各功能房间的室内温度,作为分析依据。 针对逸夫图书馆二层玻璃拱顶检索大厅内热环境差的现象,作者查阅了一系列有关玻璃的种类及其主要光学、热工性能参数,并对不同组合的中空玻璃模拟了二层检索大厅内的热环境,得到不同的玻璃类型对人体热舒适性的影响程度。依此建议对目前逸夫图书馆二层玻璃检索大厅的玻璃拱顶进行改造,以满足人体的热舒适性标准并能够减少能源消耗,实现节能运行。 在调查过程中,发现逸夫图书馆内空调系统的不合理性,并分析了其可能的节能运行策略。然后运用EnergyPlus模拟了各种不同节能措施下图书馆内的负荷变化情况,得到其节能改造的措施。最后运用美国奥莱斯公司的楼控技术,编制控制程序以保证图书馆空调系统节能运行的实现。 本课题使用天正软件、EnergyPlus、WebCTRL软件与现场实测相结合的手段对公共建筑进行节能改造的工作成果,对于建筑和空调节能设计、空调系统的节能运行均有参考价值。 【关键词】：节能 EnergyPlus 玻璃拱顶 楼宇自控 热舒适性
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TU831.8
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 逸夫图书馆现有空调系统诊断10-26
• 1.1 系统简介10-12
• 1.1.1 空调设备10-11
• 1.1.2 空调水路系统简介11
• 1.1.3 空调风系统11-12
• 1.2 空调系统运行过程中存在的问题12-15
• 1.3 空调系统的诊断15-24
• 1.3.1 空调风系统的诊断15-17
• 1.3.2 空调水系统的诊断17-21
• 1.3.3 对风机盘管机组的诊断21-23
• 1.3.4 对冷热源系统的诊断23-24
• 1.4 本章小结24-26
• 1.4.1 逸夫图书馆空调系统的诊断结论24-25
• 1.4.2 逸夫图书馆空调系统的改进措施25-26
• 第2章 EnergyPlus模拟26-44
• 2.1 EnergyPlus软件简介26-31
• 2.1.1 EnergyPlus软件特点27
• 2.1.2 EnergyPlus的基本结构27-30
• 2.1.3 Energyplus中模块的功能30-31
• 2.2 EnergyPlus数学模型的建立31-35
• 2.2.1 EnergyPlus房间热平衡方程31-32
• 2.2.2 EnergyPlus中窗户的热平衡计算32-35
• 2.3 EnergyPlus可靠性验证35-38
• 2.3.1 EnergyPlus与其它模拟软件的比较35-36
• 2.3.2 EnergyPlus模拟结果与实际测量结果比较验证36-38
• 2.4 EnergyPlus模拟现有图书馆冬夏设计日室内温度38-42
• 2.4.1 逸夫图书馆二三区模型的建立38-41
• 2.4.2 夏季设计日各区温度模拟结果41-42
• 2.4.3 冬季设计日各区温度模拟结果42
• 2.5 本章小结42-44
• 第3章 改善玻璃拱顶检索大厅内热环境的方法44-60
• 3.1 幕墙用玻璃简介及玻璃的主要性能参数44-49
• 3.1.1 幕墙用玻璃简介44-47
• 3.1.2 玻璃性能参数介绍及分析47-49
• 3.2 不同玻璃组合条件下二层检索大厅热环境49-58
• 3.2.1 人体热舒适区49-50
• 3.2.2 二层玻璃拱顶大厅不同玻璃类型对人体热舒适性影响50-56
• 3.2.3 AIRPAK模拟双银低辐射镀膜玻璃室内热舒适性56-58
• 3.3 本章小结58-60
• 第4章 系统的节能潜力及改造措施60-72
• 4.1 逸夫图书馆现有空调系统的不合理性60-62
• 4.1.1 逸夫图书馆的特点60
• 4.1.2 逸夫图书馆空调系统的不合理性60-61
• 4.1.3 风机盘管系统产生吊顶渗水原因分析61-62
• 4.1.4 建议逸夫图书馆内采用的空调系统形式62
• 4.2 逸夫图书馆空调系统的节能改造潜力62-68
• 4.2.1 新风与排风之间设全热交换器进行热、湿交换62-66
• 4.2.2 变水量系统节能66-68
• 4.3 对逸夫图书馆围护结构进行改造后的节能效果68-70
• 4.3.1 外墙加外保温后空调系统的节能分析68-69
• 4.3.2 外窗进行节能改造后空调系统的节能分析69-70
• 4.4 本章小结70-72
• 第5章 与自控系统相结合的节能方案72-82
• 5.1 自动控制的目的及原理72-73
• 5.1.1 自动控制要实现的目的72
• 5.1.2 自动控制的原理72-73
• 5.2 ALC楼控产品简介73-77
• 5.2.1 WebCTRL系统架构图74
• 5.2.2 WebCTRL系统软件74-76
• 5.2.3 WebCTRL系统硬件76-77
• 5.3 与ALC楼控系统相结合的节能方案77-81
• 5.3.1 根据预先编制的时间表启停新风机组及全热回收器77-79
• 5.3.2 室内风机盘管变流量调节79-80
• 5.3.3 根据室内新风质量调节新风量80-81
• 5.4 本章小结81-82
• 结论82-84
• 参考文献84-88
• 致谢88

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