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热计量模式下居住建筑耗热量分摊模型研究

作　者: 王仁瑾
导　师: 李祥立
学　校: 大连理工大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 分户热计量温度法热分摊非稳态传热室内温度
分类号: TU111
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 82次
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内容摘要

随着我国经济快速增长、居民生活水平提高,居住建筑采暖能耗也快速增长。目前,采暖能耗占社会总商品能源消耗的6.93%,因此,降低冬季采暖能耗是实现建筑节能的重要途径。在欧洲,采暖热计量技术有80多年的使用历程,我国推行热计量技术也有20多年的时间,经研究和实践证明,热计量技术在降低采暖能耗方面有巨大潜力。但是,在基于楼栋热计量采暖系统运行中发现,各用户耗热量分摊比例计算成为一个难题,也制约了热计量技术的大规模推广和应用。所以,建立合理、公平的耗热量分摊模型,对推动热计量技术的大规模应用有重要促进作用。在已投入使用的热计量系统中,基本都是采用以下三个指标进行热分摊：用户建筑面积、实际供热量和热舒适水平。基于建筑面积分摊方式,类似于传统的福利性供热模式下热分摊方式,不利于建筑节能；而按照实际供热量的方式,初投资过多,运行、维护困难；基于热舒适的热分摊可行性较高,但无法排除太阳辐射对室内温度的影响。通过对比以往热计量系统,本文在热舒适分摊模型基础上,建立了用户耗热量分摊体系及用户分摊系数模型。基于建筑热负荷因素的方差分析,首先提出建筑耗热量分摊体系。根据围护结构特点,将为保持建筑整体热环境而产生的耗热量,定义为公共耗热量,由全体用户基于建筑面积分摊；将单独用于提高用户自身热舒适的耗热量,定义为可变耗热量,每位用户有效耗热量是公共耗热量与可变耗热量之和。然后,基于房间和围护结构热平衡分析,推导出有效耗热量计算公式和耗热量分摊系数公式。在推导有效耗热量过程中,所建立的动态传热模型有：(1)基于频域回归方法,建立非透明围护结构动态传热模型；(2)建立平板蓄热模型,模拟太阳辐射对用户热负荷产生的影响；(3)透明围护结构传热模型。为验证本文耗热量分摊模型,本文利用大连市某低能耗建筑的实测数据对文中模型进行了检验。结果显示,在计算值与实测值累积耗热量对比中,在累积14h以后,相对误差保持在10%以下；在累积17h以后,相对误差保持在7%以下,满足工程要求,也证明了本文耗热量模型合理性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-18
  1.1 选题的背景及意义  10-13
    1.1.1 居住建筑采暖能耗分析  11
    1.1.2 居住建筑节能发展趋势  11-13
    1.1.3 耗热量分摊模型研究的意义  13
  1.2 耗热量分摊模型研究现状  13-16
    1.2.1 国内耗热量分摊模型研究  13-15
    1.2.2 国外耗热量分摊模型研究  15
    1.2.3 我国热计量存在的问题  15-16
  1.3 本文研究内容和方法  16-18
    1.3.1 本文主要研究内容  16
    1.3.2 研究技术路线及方法  16-18
2 建筑热环境及耗热量分析  18-27
  2.1 建筑热环境的形成  18
  2.2 正交试验设计  18-23
    2.2.1 耗热量影响因素分析  18-19
    2.2.2 正交试验表设计  19-20
    2.2.3 建筑参数设置及模拟运算  20-21
    2.2.4 模拟运算结果  21-23
  2.3 方差分析  23
  2.4 因素显著性检验  23-25
  2.5 建筑耗热量分摊体系  25-26
  2.6 本章小结  26-27
3 热分摊模型的建立  27-39
  3.1 非透明围护结构的非稳态传热分析  27-31
    3.1.1 传递函数  28-29
    3.1.2 频域回归分析  29-31
  3.2 透明围护结构传热模型  31-32
    3.2.1 外玻璃窗瞬变传热引起的热负荷  31-32
    3.2.2 外窗玻璃的吸热传热  32
  3.3 平板蓄热模型  32-34
    3.3.1 太阳相对位置计算  32-33
    3.3.2 平板蓄热假设  33-34
  3.4 地下围护结构传热分析  34-36
    3.4.1 差分方程  35-36
    3.4.2 地下围护结构传热模型  36
  3.5 有效太阳辐射  36
  3.6 热分摊模型  36-38
    3.6.1 公共耗热量  37
    3.6.2 可变耗热量  37-38
    3.6.3 用户分摊系数  38
  3.7 本章小结  38-39
4 居住建筑采暖工况实测  39-47
  4.1 实测建筑概况  40-42
    4.1.1 外墙  40-41
    4.1.2 屋顶  41
    4.1.3 外窗  41-42
  4.2 检测目的  42
  4.3 检测内容及测点布置  42-44
    4.3.1 室内温度检测  42-43
    4.3.2 供热量逐时检测  43-44
    4.3.3 气象参数检测  44
  4.4 检测仪器  44-46
  4.5 检测方案的实施  46
  4.6 本章小结  46-47
5 热分摊模型实例应用及分析  47-58
  5.1 围护结构参数计算及验证  47-49
    5.1.1 传递函数算例验证  47-48
    5.1.2 传递函数系数计算  48-49
  5.2 检测数据的整理及分析  49-54
    5.2.1 检测数据处理方法  49-50
    5.2.2 检测数据分析  50-54
  5.3 结果及验证  54-57
    5.3.1 逐时供热量计算及验证  54-55
    5.3.2 累积供热量计算及验证  55-56
    5.3.3 累积有效耗热量计算  56-57
    5.3.4 耗热量分摊计算  57
  5.4 本章小结  57-58
结论  58-59
参考文献  59-62
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  62-63
致谢  63-65

热计量模式下居住建筑耗热量分摊模型研究

内容摘要

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