暖通空调设计方案研究论文提纲

2022-11-15

论文题目：内嵌管式屋面及外墙降温技术降温效果及节能潜力研究

摘要：我国建筑能耗在总能源能耗中占比较大,而暖通空调能耗又是建筑能耗的重要组成部分。增强围护结构的隔热保温性能可以有效降低空调能耗。且墙体及屋面在外围护结构面积中占较大比重,因此外墙及屋面降温技术的研究,对建筑节能具有重要意义。内嵌管式围护结构降温技术是近年来伴随着辐射供冷技术的推广发展起来的一种降温技术,将建筑体如楼板、地板或墙体等围护结构内部嵌入流体管道,在混凝土建筑构件内部形成冷量的存储与传递。实际中通常的应用是以高温冷源提供冷水给末端的主动式降温,内嵌管式围护结构作为辐射空调的末端,嵌管通常埋设于顶板及地板内。基于此思路,可考虑直接使用低品位能源的被动式嵌管围护结构降温技术,首先对外墙和屋面进行降温,以降低建筑负荷,从而降低主动式环境控制系统的能耗。目前对被动式内嵌管式外围护结构降温技术的应用效果的研究较少,研究主要集中于内嵌管式墙体的传热模型建立及传热规律的研究,基于上述背景,本文展开了以下研究工作:首先基于TRNSYS模拟对内嵌管式降温技术的可行性进行了研究。搭建了内嵌管式围护结构降温技术实验房间用于验证TRNSYS模拟的准确性,采用误差分析和BlandAltman一致性分析对实验值和模拟值进行对比,验证了模拟方法的准确性。以室内操作温度及累计负荷降低率为降温效果评价指标,对内嵌管式屋面及外墙技术在不同供冷期、不同气候区的降温可行性进行了分析研究。得出管道布置在卧室屋面及外墙时,室内操作温度相比无内嵌管工况,降低了5.5℃,累计负荷降低率达到48.2%,在不同供冷期、不同气候区累计负荷降低率均达到50%左右。其次,对别墅、洋房和高层三种不同体型系数的典型住宅建筑应用嵌管技术的降温效果及节能潜力进行了模拟研究,以设计负荷降低率及累计负荷降低率作为负荷削峰效果及节能效果评价指标。研究结果表明别墅最优的嵌管工况为屋面+西外墙和南外墙嵌管,该工况设计负荷降低率为34.6%,累计负荷降低率为54.4%;洋房的最优嵌管工况为屋面+西外墙和北外墙嵌管,设计负荷降低率为23.3%,累计负荷降低率为43.6%;高层最优嵌管工况为屋面+西外墙和北外墙嵌管,设计负荷降低率14.6%,累计负荷降低率为30.0%。说明建筑体型系数越大,应用嵌管技术的降温效果越好,节能潜力越大。并研究了气候分区对内嵌管式屋面及外墙降温技术节能潜力的影响,结果表明三种建筑最优工况,在不同气候区平均累计负荷降低率分别达到了55%、45%、35%左右,各气候区累计负荷降低率差异不大。说明在不同气候区应用内嵌管式降温技术均可取得较好的降温节能效果。最后,对内嵌管式屋面及外墙降温技术降温效果的影响因素进行了敏感性分析。结果表明,嵌管降温技术受供水温度、埋管间距及埋管深度影响较大,而受供水流量影响不明显。通过正交实验分析得出内嵌管系统参数的最佳设计方案为供水流量400kg/h、埋管间距100mm、埋管深度100mm。研究了建筑不同朝向应用内嵌管式降温技术的节能效果,得出不同朝向单位嵌管面积节能效果从高到低依次为南外墙、西外墙、东外墙、北外墙。另外,建筑体型系数越大,同一朝向节能效果越强。

关键词：内嵌管式屋面及外墙降温技术;降温效果;节能潜力;体型系数;气候分区

学科专业：建筑与土木工程（专业学位）

摘要

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第一章绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.2.1 对围护结构降温技术的研究现状

1.2.2 内嵌管道式建筑结构的相关应用

1.2.3 内嵌管式建筑供冷/供热的应用效果研究

1.2.4 内嵌管式建筑采用不同低品位能源供冷/供热的研究

1.3 课题来源