建筑供暖與制冷能量系統(tǒng)(火用)分析及應用研究.pdf

1、能源是發(fā)展生產力和提高人類生活水平的基礎，能源的短缺促使人們意識到節(jié)能的重要性，但是要回答何謂節(jié)能其實并不簡單，只考慮能量平衡的熱力學第一定律回答不了這一問題，從能量利用價值角度看，節(jié)能實質上是對常規(guī)能源中的可用能“（火用）”的節(jié)約與利用。本文基于熱力學第二定律的（火用）分析方法，提出了從建筑能源的轉換、輸送到用戶終端能量使用全過程，即從一次能源到圍護結構建筑能量系統(tǒng)的（火用）分析理論模型，詳細探討了（火用）分析對環(huán)境狀態(tài)選擇的敏感性，

2、主要研究內容和成果包括以下幾方面:
　　 首先，以全國27個典型城市的氣象數據為依據，研究靜態(tài)和逐時變化的環(huán)境基準狀態(tài)對空氣處理過程（火用）分析結果的影響。結果表明，夏季氣候高溫濕熱的地區(qū)，對空氣冷卻處理過程進行（火用）分析時，濕空氣的化學(火)(用)不能忽略，靜態(tài)和逐時變化的兩種環(huán)境基準狀態(tài)下（火用）分析結果誤差不大，因此可用室外平均溫度和濕度代替逐時變化的溫度和濕度。對于有空調期的大部分城市來說，靜態(tài)和逐時變化的兩種環(huán)境基準

3、狀態(tài)下的化學（火用）誤差較小，在計算濕空氣（火用）值時，可用空調期室外平均濕度替代逐時變化的室外濕度。采暖期，對空氣加熱處理過程進行（火用）分析時，靜態(tài)和逐時變化的兩種環(huán)境基準狀態(tài)下的（火用）分析結果誤差較小，因此采暖期空氣加熱處理時可用室外平均溫度代替逐時變化的溫度作為環(huán)境基準溫度。
　　 其次，以分體式熱泵空調系統(tǒng)為例，以典型氣象年逐時變化的室外溫度和濕度作為環(huán)境基準狀態(tài)，基于制冷狀態(tài)下空調房間室內空氣的化學（火用），建立了

4、從一次能源到圍護結構分體式熱泵系統(tǒng)能量流動的（火用）分析理論模型，并將其應用到工程實例中，結果表明，對于夏熱冬冷地區(qū)，圍護結構適度保溫是必須的，但不應一味的增加保溫層的厚度;在適度保溫的前提下，應重點考慮提高熱泵系統(tǒng)效率，這樣建筑能量系統(tǒng)的能源利用效率才能達到最佳。一次能源階段和熱泵階段的（火用）損耗約占系統(tǒng)總火用損耗的80％以上，因此改善這兩個階段是提高系統(tǒng)(火）（用）效率的關鍵。
　　 在此基礎上，根據建筑供暖與制冷系統(tǒng)能量

5、流動過程，包括圍護結構、室內空氣、末端設備、管網系統(tǒng)、冷熱源和一次能源轉換環(huán)節(jié)。建立系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的（火用）分析理論模型及評價指標。應用（火用）分析理論模型，對某辦公大樓不同方案的能量系統(tǒng)從圍護結構到一次能源轉換進行（火用）分析，計算各環(huán)節(jié)的(火用)流、（火用）損、（火用）損率和系統(tǒng)（火用）效率，根據（火用）分析計算結果，評價不同建筑能量系統(tǒng)的優(yōu)劣。結果表明，系統(tǒng)中（火用）損最大的環(huán)節(jié)是一次能源轉換，冷源方案一次能源階段（火用）損率為64.

6、8％～92.2％，熱源方案一次能源階段（火用）損率為64.6％～84.3％。
　　 另外，分析建筑能量系統(tǒng)時應考慮能量梯級利用的原則，在能量利用過程中，能級差越大，（火用）損失越大。本文提出了采用一次能源（火用）效率和能級平衡系數評價建筑冷熱源和末端設備。以1KJ冷量和熱量為例分析末端系統(tǒng)不同供回水溫度（火用）效率和能級平衡系數，結果表明，采暖期末端設備盡量采用低溫熱水，且盡量減少供回水溫差;空調期末端設備盡量提高供回水溫度，且