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山水自然冷源空调系统的应用研究

作　者: 叶小宁
导　师: 刘秋新
学　校: 武汉科技大学
专　业: 环境工程
关键词: 自然冷源 分层空调 表冷器 CFD模拟 节能环保
分类号: TU831
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


自然冷源空调系统充分利用自然资源与常规空调相比具有节能、环保的特点。分析山水自然冷源空调系统的特点、设计过程、运行效果及经济和环境效益,对推广应用该系统、节约能源和环境保护具有重要的意义。为了充分的节约能源,本文结合工程实际及建筑特点,选择分层空调的系统型式,介绍了分层空调的负荷计算方法并详细计算了夏季空调的冷负荷,同时将该方法计算的冷负荷与常规空调计算的冷负荷相比,结果前者相对后者要节能达40%之多。针对山水直接作为空调冷源冷水温度偏高的特点,设备选择不能按照常规空调的设计来选,必须要对表冷器进行详细的计算选型以指导空调设备的选择。除了常见的表冷器计算方法外,本文详细介绍了等热交换效率/接触系数干工况法。由于该方法主要针对风机盘管来做计算的,因此本文在此基础上提出了对该方法的改进措施,以使其能够应用于计算非标况下空气处理机组的制冷量。利用该方法,计算了本工程冷水温度为19℃时机组的制冷量,得到机组在此温度时新风工况的制冷量占标况下制冷量的比例为46.75%,从而确定了机组的型号和台数。此外,通过该方法,本文又对冷水温度为8℃～19℃时机组制冷量分别进行计算,得到其占标况下制冷量的百分比,从而为实际工程的设备选型提供了参考依据。通过CFD软件对建筑进行数值模拟计算,分析室内温度场及速度场,结果表明室内人员活动区温度及风速适宜,满足人体舒适性需求,说明空调的运行效果良好。可见,山水作为空调冷源是可行的。分别从经济性、能耗及环境效益方面对自然冷源空调系统与常规空调系统进行比较,结果可知自然冷源空调不管在主要设备投资上还是在年运行管理费用上均是耗资最少的,同时在节能和环保方面也是效果最显著的。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 课题研究背景及意义  8-9
  1.2 自然冷能及自然冷能空调系统  9-11
  1.3 自然冷能空调技术国内外研究现状  11-13
  1.4 本论文的主要研究内容  13-14
第二章 分层空调负荷计算  14-22
  2.1 分层空调技术介绍  14
  2.2 分层空调冷负荷特性分析  14-17
    2.2.1 分层空调冷负荷计算特点  14-15
    2.2.2 分层空调冷负荷的组成  15-17
  2.3 工程概况及空调设计基础资料  17-18
    2.3.1 工程概况  17-18
    2.3.2 空调设计基础资料  18
  2.4 分层空调负荷计算  18-21
  2.6 本章小结  21-22
第三章 特殊工况下表冷器的设计与末端的选择  22-36
  3.1 表冷器处理空气时的热质交换特点  22
  3.2 表冷器热工计算的方法  22-26
    3.2.1 干球温度效率法  22-24
    3.2.2 湿球温度效率法  24-25
    3.2.3 干湿工况等价法(等价干工况法)  25-26
  3.3 等热交换效率/接触系数干工况法  26-30
    3.3.1 该方法的计算过程  27-28
    3.3.2 对该方法的改进  28-30
  3.4 非标况下空气处理机组的计算分析  30-35
    3.4.1 非标准工况空气处理机组的制冷量计算  30-32
    3.4.2 山水自然冷能空调系统机组制冷量计算  32-33
    3.4.3 不同进水温度下机组的制冷量  33-35
  3.6 本章小结  35-36
第四章 自然冷源空调效果的模拟研究及理论分析  36-47
  4.1 模拟软件  36-37
    4.1.1 常用的数值模拟软件  36
    4.1.2 PHOENICS模拟软件  36-37
  4.2 物理模型  37
  4.3 数学模型  37-40
    4.3.1 模型的控制方程  38-40
    4.3.2 模型的简化  40
    4.3.3 边界条件  40
  4.4 网格划分  40-41
  4.5 模拟结果分析  41-46
    4.5.1 温度场的分析  42-44
    4.5.2 速度场分析  44-46
  4.6 本章小结  46-47
第五章 自然冷源空调的经济性、节能性及环境效益分析  47-54
  5.1 三种空调系统方案  47
  5.2 经济性分析  47-52
    5.2.1 主要设备投资比较  47-49
    5.2.2 年运行费用及能耗比较  49-50
    5.2.3 年维护管理费用  50-51
    5.2.4 经济性比较  51-52
  5.3 环境效益分析  52-53
  5.4 本章小结  53-54
第六章 总结与展望  54-55
  6.1 结论  54
  6.2 展望  54-55
参考文献  55-58
致谢  58-59
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  59

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 房屋建筑设备 > 空气调节、采暖、通风及其设备 > 空气调节
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