夏热冬冷地区夜间通风降温特性及优化控制方法研究

摘要

在我国夏热冬冷地区，夏季十分炎热。随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，人们对室内热舒适性的要求越来越高，从而导致该地区夏季空调能耗的急剧上升，已成为我国电力高峰负荷的重要组成部分。在这种背景下，利用夜间室外的低温空气带走室内的余热，降低空调能耗，达到节能的目的，已经是一种普遍的节能运行方法。然而，如何有效地设计和运行夜间通风系统仍然是大家研究和讨论的问题。本文以夏热冬冷地区代表性城市长沙某建筑为例，运用能耗模拟软件DeST对影响夜间通风降温效果的相关参数进行了模拟分析，研究夏热冬冷地区夜间降温特性及优化控制方法。
　　首先，对夜间通风原理进行理论分析，通过建立房间夜间通风热平衡方程，分析得出影响夜间通风降温效果的相关因素。
　　其次，利用Weather tool软件对夏热冬冷地区代表性城市长沙地区进行夜间通风降温潜力分析，分析夜间通风技术的可行性。并分别对严寒地区、寒冷地区、夏热冬暖地区、温和地区代表性城市做了相应的扩展分析，结果表明:夏热冬暖地区进行夜间通风的意义不大。
　　然后，以长沙地区某建筑为例，利用DeST建立建筑夜间通风模型，分析换气次数、围护结构蓄热性能、室内发热量、室外空气温度等因素对夜间通风降温规律的影响，结果表明:对于不同功能类型的建筑物，在不同的室外气象条件下进行夜间通风，房间排风温度与换气次数、通风时间成对数关系。
　　最后，基于DeST模拟分析得到排风温度与换气次数、通风时间的对数关系，以风机和制冷设备总能耗最小为优化目标，利用MATLAB工具箱求解得到最优换气次数、通风时间组合。
　　本文得到的夜间通风降温特性以及优化控制方法对于夏热冬冷地区具有普遍性，可供夏热冬冷地区工程实际夜间通风系统的运行及设计优化参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的与意义

1．2 国内外夜间通风研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 夜间通风研究存在的问题

1．3 本文研究的主要内容

第2章 夜间通风技术原理以及影响因素

2．1 夜间通风技术

2．1．1 夜间通风技术原理概述

2．1．2 夜间通风的方式

2．1．3 夜间通风房间传热分析及热平衡方程

2．2 夜间通风效果影响因素分析

2．2．1 室外气象参数

2．2．2 建筑参数

2．2．3 其它参数

2．3 本章小结

第3章 夜间通风在夏热冬冷地区的降温潜力分析

3．1 分析方法

3．2 夜间通风降温潜力分析

3．2．1 夏热冬冷地区气候分析

3．2．2 其它地区气候分析

3．3 本章小结

第4章 应用DeST对夜间通风降温特性的研究

4．1 能耗模拟方法简介

4．2 建筑模型描述及参数设置

4．2．1 建筑模型

4．2．2 参数设置

4．3 模拟计算及结果分析

4．3．1 模拟方案

4．3．2 通风换气次数作用分析

4．3．3 围护结构蓄热性能作用分析

4．3．4 室内发热量影响分析

4．3．5 室外空气温度作用分析

4．3．6 其它地区夜间通风降温规律扩展分析

4．4 本章小结

第5章 最佳通风策略的确定及节能性分析

5．1 夜间通风带走的余热

5．2 风机能耗及制冷设备能耗

5．3 MATLAB最优化求解

5．4 节能性分析

5．5 控制策略方法

5．6 本章小结

结论与展望

结论

工作展望

参考文献

致谢

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