小型住宅的理論能耗分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.pdf

1、當(dāng)今國(guó)際政治與社會(huì)因素很大程度地影響和制約了能源的生產(chǎn)與供給,我國(guó)政府將節(jié)能減排制定為一項(xiàng)長(zhǎng)期的政策,以滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)和科學(xué)發(fā)展的要求。與其他國(guó)家相比,雖然我國(guó)人均居住能耗量目前處于較低的水平,但國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城鎮(zhèn)化建設(shè)與居民生活水平的提高,必然會(huì)導(dǎo)致居住能耗的增長(zhǎng),加劇居住能耗需求與其他領(lǐng)域能耗需求之間的矛盾。建設(shè)節(jié)能住宅,推廣節(jié)能技術(shù)已勢(shì)在必行。因此,正確分析住宅的能耗特點(diǎn),驗(yàn)證節(jié)能技術(shù)的地區(qū)適用性,研究新的家庭能源管理系統(tǒng),對(duì)建設(shè)

2、節(jié)能住宅,推廣節(jié)能技術(shù),減少住宅能耗具有十分重要的意義。
　　本文針對(duì)夏熱冬冷地區(qū)節(jié)能住宅能耗特點(diǎn)與節(jié)能手段適用性分析,以上海交通大學(xué)綠色能源實(shí)驗(yàn)室三樓的智能公寓為研究對(duì)象,進(jìn)行了一系列的理論和實(shí)驗(yàn)研究。該建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有很好的保溫性能,包括外墻外保溫的幕墻系統(tǒng)、雙層Low-E玻璃;智能公寓內(nèi)HVAC系統(tǒng)由VRF(Variable Refrigerant Flow)變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)和全熱交換器HRV(Heat Recovery

3、Ventilator)組成,同時(shí)安裝了家庭能源管理系統(tǒng)HEMS(Home Energy Management System)對(duì)公寓的能耗設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論有:
　　(1)利用建筑全能耗分析軟件EnergyPlus建立實(shí)驗(yàn)住宅的模型,從而進(jìn)行住宅HVAC系統(tǒng)能耗的模擬。利用模擬和實(shí)驗(yàn)對(duì)比的研究方法,在制冷和制熱兩種工況條件下,驗(yàn)證了住宅能耗系統(tǒng)模型的準(zhǔn)確性,HVAC系統(tǒng)耗電量的模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)值吻合較好。實(shí)驗(yàn)

4、與模擬結(jié)果所產(chǎn)生的誤差原因主要包括建筑物結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化與物性估算,實(shí)驗(yàn)測(cè)試、記錄儀器的誤差,VRF模型的簡(jiǎn)化,VRF性能曲線(xiàn)的誤差以及EnergyPlus軟件自身負(fù)荷計(jì)算引擎的誤差等。
　　(2)通過(guò)建筑全能耗軟件EnergyPlus模擬住宅的全年運(yùn)行,比較了傳統(tǒng)住宅與實(shí)驗(yàn)住宅的負(fù)荷及全年能耗情況,發(fā)現(xiàn)在上海氣候條件下(夏熱冬冷地區(qū)),采用高保溫性能外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)住宅的空調(diào)負(fù)荷明顯低于傳統(tǒng)住宅,因而相同建筑面積情況下,新型節(jié)能住宅可

5、選用更小制冷量的空調(diào)機(jī)。與傳統(tǒng)住宅相比,實(shí)驗(yàn)住宅全年空調(diào)耗電量減少了16.3％,制冷耗電量減少了15.0%,采暖耗電量減少了17.6%,冬季采暖工況下節(jié)能效果更佳;
　　(3)通過(guò)建筑全能耗軟件EnergyPlus模擬住宅的全年運(yùn)行,分析了全熱交換器對(duì)住宅HVAC系統(tǒng)能耗的影響,結(jié)果表明在過(guò)渡季節(jié)5、10月,HRV熱交換通風(fēng)運(yùn)行增加了住宅HVAC系統(tǒng)的能耗,而在其他月份,HRV熱交換通風(fēng)運(yùn)行均減少了住宅HVAC系統(tǒng)的能耗。其中由于

6、冬季室內(nèi)外溫差較夏季大,冬季的總節(jié)能量較夏季大,為夏季的6.3倍。因而,在保證室內(nèi)一定的溫度及新風(fēng)量的前提下,HRV的最佳節(jié)能運(yùn)行策略為:5、10月份運(yùn)行自然通風(fēng)模式,利用室外空氣減少建筑負(fù)荷從而減少HVAC系統(tǒng)能耗,其他月份均運(yùn)行熱交換通風(fēng)模式。HVAC系統(tǒng)全年可節(jié)能10.4%;
　　(4)通過(guò)建筑全能耗軟件EnergyPlus模擬住宅的全年運(yùn)行,分析了住宅能耗結(jié)構(gòu)與分布,結(jié)果顯示了住宅能耗中占比最大的為HVAC系統(tǒng)的能耗,占住