广州某图书馆空调系统能耗实测与节能分析

【摘要】：随着我国节能工作的开展,大型公共建筑节能日益引起人们的广泛关注。面积超过两万平方米的图书馆属于大型公共建筑,其能耗是住宅的5-15倍,而其中空调系统能耗是最大的组成部分,占建筑总能耗的40%-60%。然而,目前针对图书馆空调能耗,系统的监测、诊断、分析手段还较为缺乏,对能源系统各个环节能耗情况的认识还不够清楚,这些因素成为影响其节能改造的一个突出问题。因此,对图书馆空调系统运行状况的实测,有助于诊断分析各环节的能耗情况,对降低图书馆的能耗具有重大的指导意义。 广州某高校的图书馆正是此类高能耗的大型公共建筑,本文通过对其历年的能耗数据分析可知,图书馆单位面积冷气费用是该校区行政楼的2.5倍,是教学楼的6倍。全年累计耗冷量指标为135.5kW/(m2·a),处于较高水平,而图书馆单位面积空调能耗为163.28kWh/m2,大幅度高出同地区公共建筑。对此进行深入分析,得出造成该校图书馆空调能耗高的主要原因有两方面：一、空调系统主要能耗设备本身运行存在问题,导致空调系统用能效率低下;二、全玻璃幕墙的外围护结构所消耗的建筑空调能耗过高,导致建筑空调耗冷量指标过高。 根据调查可知,该图书馆空气品质不可接受率达到33.33%。高能耗的空调系统却依然存在着空气品质难以满足使用人员要求的问题。经实测计算,该图书馆冷冻水输送系数为29.08,空调末端能效比为5.87,空调系统的主要能耗设备的全年平均能耗指标都略低于规范的限定值。因此从空调末端能效比和冷冻水输送系数出发,制定实测方案,对建筑空调系统主要能耗设备(空调末端和输配系统)用能状况进行实地测试和分析。结果表明,由于冷站端供水温度过高和板式换热器换热效果较差,引起图书馆冷冻水供水水温过高和供回水温差过小,使得末端空调处理器除湿能力差,最终导致主要能耗设备年平均能耗指标过低和空气品质不可接受率过高。 针对空调系统本身存在的问题,利用DeST-c能耗模拟软件建立建筑模型,采用现场实测和理论模拟相结合的方法提出合理的节能改造措施。通过综合分析提出采用安装冷水机组来提供建筑冷源替代区域供冷冷源的措施,并对该方案进行节能效果模拟和经济性分析。结果显示：改造后图书馆的能耗指标都能满足《空气调节系统经济运行》要求,空调系统运行效果有很大改善,改造后图书馆年节省121.08万元,投资回收期仅为1.94年。 针对该校图书馆空调能耗高的两方面原因,除了从主动角度来实现空调系统本身的节能,还可以从被动角度减低建筑空调系统的冷负荷,以达到节能的目的。根据实测和模拟分析可知,造成该图书馆单位面积耗冷量指标高的主要原因是大面积采用玻璃幕墙结构,因此提出采用专业贴膜对玻璃幕墙进行节能改造的措施,通过对各种贴膜的模拟分析,得出采用复合型窗膜威固28H后,该图书馆单位面积耗冷量指标为117.4kW/(m2·a),投资成本回收期为4.4年,可以作为玻璃幕墙节能改造的方案。同时分别对天窗和各面玻璃幕墙进行组合贴膜的方式来分析最佳经济性方案,得出天窗、南面和西面同时贴膜比全建筑贴膜的回收期短半年,投入资金降低了40万左右。 【关键词】：图书馆 空调系统 能耗实测 能耗模拟 节能分析
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU831;TU111.195
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 课题研究的背景及意义12-14
• 1.2 公共建筑空调系统能耗分析综述14-18
• 1.2.1 国外研究现状14-15
• 1.2.2 国内研究现状15-18
• 1.3 本文主要研究的内容18-19
• 第二章 广州某图书馆空调系统能耗现状分析19-28
• 2.1 广州某高校图书馆建筑概况介绍19-22
• 2.1.1 广州市气候特点20
• 2.1.2 建筑结构20
• 2.1.3 建筑空调系统20-22
• 2.2 广州某高校图书馆空调系统的能耗评价22-27
• 2.2.1 单位面积空调能耗24-25
• 2.2.2 单位面积耗冷量指标25
• 2.2.3 空调系统效率指标25-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第三章 空调末端系统实测分析28-42
• 3.1 空调末端系统介绍28-29
• 3.2 空调末端系统实测29-31
• 3.3 空调末端系统运行效果分析31-40
• 3.3.1 空调区域空气状态实测31-32
• 3.3.2 空调区域热舒适性分析32-35
• 3.3.3 空调末端热湿处理效果分析35-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第四章 空调输配系统实测分析42-51
• 4.1 空调冷冻水系统介绍42
• 4.2 空调冷冻水系统实测42-43
• 4.3 冷冻水系统运行效果分析43-50
• 4.3.1 冷冻水系统水力计算44-47
• 4.3.2 水泵运行效果分析47-48
• 4.3.3 板式换热器换热效果分析48-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 空调系统节能措施及其经济性分析51-60
• 5.1 建筑物模拟计算条件51-53
• 5.1.1 建筑物理参数51-52
• 5.1.2 模拟结果的验证52-53
• 5.2 空调系统改造方案分析53-59
• 5.2.1 改造方案的选择53-56
• 5.2.2 改造效果分析56-58
• 5.2.3 经济性分析58-59
• 5.3 本章小结59-60
• 第六章 围护结构节能措施及其经济性分析60-65
• 6.1 围护结构节能改造方案分析60-61
• 6.2 幕墙贴三种膜的节能潜力及经济性对比分析61-63
• 6.3 贴复合型窗膜威固28H窗膜节能效果和经济性分析63-64
• 6.4 本章小结64-65
• 结论与展望65-67
• 结论65-66
• 展望66-67
• 参考文献67-71
• 攻读学位期间发表论文71-73
• 致谢73

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