畢業(yè)論文--太陽能熱水系統(tǒng)建筑節(jié)能性分析

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　太陽能熱水系統(tǒng)建筑節(jié)能性分析</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論3</b></p><p>　　1.1 課題研究背景3</p><p&g

2、t;　　1.1.1 世界能源現(xiàn)狀3</p><p>　　1.1.2 我國建筑用能及太陽能現(xiàn)狀3</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀4</p><p>　　1.2.1 國外研究現(xiàn)狀4</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀5</p><p>　　1.3 研究的意義5</p>

3、;<p>　　1.4 研究的內(nèi)容6</p><p>　　第2章 第三方檢測機構(gòu)簡述7</p><p><b>　　2.1 概念7</b></p><p>　　2.2 生存現(xiàn)狀7</p><p>　　2.3 第三方檢測機構(gòu)意義7</p><p>　　2.4 行業(yè)模式

4、8</p><p>　　第3章 太陽能熱水系統(tǒng)建筑節(jié)能量實例分析9</p><p>　　3.1 項目概況及測評依據(jù)9</p><p>　　3.1.1 項目概況9</p><p>　　3.1.2 測評依據(jù)10</p><p>　　3.2 形式檢查10</p><p>　　3.2

5、.1 形式檢查表10</p><p>　　3.2.2 形式檢查內(nèi)容11</p><p>　　3.3 檢測儀器12</p><p>　　第4章 太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能量分析14</p><p>　　4.1 性能檢測14</p><p>　　4.1.1 性能檢測表14</p><p&g

6、t;　　4.2 能效評估15</p><p>　　4.2.1 能效評估表15</p><p>　　4.2.2 能效評估指標計算16</p><p>　　4.3 存在問題及建議20</p><p>　　第5章 結(jié)論與展望20</p><p>　　5.1 結(jié)論與展望20</p><

7、p><b>　　致謝 21</b></p><p>　　附件 相關(guān)材料22</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究背景</p><p>　　1.1.1 世界能源現(xiàn)狀</p><p>　　隨著能源結(jié)構(gòu)的逐步調(diào)整，世界各

8、國都把能源問題放到了關(guān)系國際民生的戰(zhàn)略位置。我國從可持續(xù)發(fā)展、人與自然相和諧的戰(zhàn)略高度，提出了新能源建筑的理念，提出要積極開發(fā)和推廣利用可再生能源，如風能、太陽能、地熱能等。據(jù)專家估計，21世紀中葉，可再生能源將占世界電力市場的3/5，燃料市場的2/5。</p><p>　　太陽每秒鐘輻射到地球表面的能量約為17萬億千焦。相當于目前全世界一年能耗總消耗量的3.5萬倍。太陽能作為一種分布廣泛、取之不盡、用之不竭的無

9、污染清潔能源，大大優(yōu)于風能、水能、生物能等其他可再生能源，是人類社會可持續(xù)發(fā)展的首選能源。自進入21世紀以來，太陽能進人一個快速發(fā)展的階段，“太陽能經(jīng)濟”將成為未來全球能源結(jié)構(gòu)的主流方向之一。</p><p>　　1.1.2 我國建筑用能及太陽能現(xiàn)狀</p><p>　　目前我國建筑用能己經(jīng)達到全社會能源消費量的32%，加上每年房屋建筑材料生產(chǎn)能耗的近13%，我國建筑總能耗己達全國能源總

10、量的45%。我國現(xiàn)有建筑面積4×1010 m2，其中95%為高能耗建筑，預(yù)計到2020年，建筑面積將達到7×1010 m2。如此龐大的建筑能耗，已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟的巨大負擔，建筑業(yè)面臨一場新的革命，做好建筑節(jié)能降耗和污染減排工作，已經(jīng)成為我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。太陽能熱利用技術(shù)的推廣和使用符合我國資源短缺的基本國情，符合能源產(chǎn)業(yè)政策和發(fā)展節(jié)能省地環(huán)保型住宅的要求。目前我國太陽能熱利用技術(shù)發(fā)展迅速，在建筑中應(yīng)

11、用的范圍和規(guī)模不斷擴大，前景十分廣闊。</p><p>　　太陽能建筑應(yīng)用領(lǐng)域的科研、技術(shù)、產(chǎn)品開發(fā)和工程應(yīng)用的總體目標，是利用太陽能代替常規(guī)能源來提供建筑物的功能要求。目前我國太陽能熱利用技術(shù)在建筑中應(yīng)用最成熟、發(fā)展最快的是太陽能熱水系統(tǒng)。但經(jīng)相關(guān)學(xué)者和作者對我國太陽能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用運行現(xiàn)狀的研究和現(xiàn)場測試分析發(fā)現(xiàn)，目前我國太陽能熱水系統(tǒng)的實際運行并沒有達到預(yù)期設(shè)計的應(yīng)用效果。其中70%的實際工程應(yīng)用系統(tǒng)集熱

12、效率實測值低于設(shè)計值的80%，最差的只有設(shè)計值的45%。實際太陽能保證率最差的僅為設(shè)計值的13.8%，太陽能熱水系統(tǒng)熱水實際使用量達不到設(shè)計使用量等諸多問題，致使太陽能熱水系統(tǒng)實際應(yīng)用的節(jié)能量存在質(zhì)疑。我國尤其在實際工程應(yīng)用方面，應(yīng)用效果與世界先進水平相比還有一定差距。因此要提高太陽能熱水系統(tǒng)實際工程應(yīng)用節(jié)能量的計算與評價水平，找到系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備效率和用戶使用中等存在的問題，并尋求解決方法。</p><p>　　

13、1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1 國外研究現(xiàn)狀</p><p>　　國外諸多學(xué)者針對太陽能熱水技術(shù)節(jié)能指標和指標評價方面而進行了深入的理論研究和分析。</p><p>　　Schroeder,M.和Reddemann, B.利用全壽命周期成本、回收期和內(nèi)部收益率三個措標對太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用的經(jīng)濟性進行分析。并采用J-Chart方法計算用戶用

14、熱水負荷，針對德國聯(lián)邦政府經(jīng)濟狀況分析不同氣候條件、不同月份熱水消耗量和能源利用率對太陽能集熱器經(jīng)濟性的影響</p><p>　　M.N.A等人對太陽能熱水系統(tǒng)釆用不同經(jīng)濟分析變量進行經(jīng)濟性評價，根據(jù)新加坡氣象數(shù)據(jù)和過去經(jīng)濟參數(shù)的經(jīng)驗值來模擬太陽能保證率和平均熱水負荷等經(jīng)濟參數(shù)，模擬分析得出結(jié)論：①實現(xiàn)全壽命期節(jié)約成本和年節(jié)約成本最優(yōu)的最佳集熱面積為1200m2；②實現(xiàn)投資回收期和內(nèi)部收益率最優(yōu)的最佳集熱而積為1

15、000 m2；③太陽能熱水系統(tǒng)的最小的投資回收期為14年</p><p>　　國外研究學(xué)者對太陽能熱水熱水節(jié)能效益和經(jīng)濟性評價時，采用軟件分析和經(jīng)驗公式等方法，從設(shè)備性能（設(shè)計、運行等）和用戶實際用熱水負荷等角度對太陽能熱水系統(tǒng)指標影響的分析研究。而對實際太陽能熱水系統(tǒng)工程進行節(jié)能量的測定并給出其設(shè)計水平、設(shè)備水平、施工水平和用戶應(yīng)用等的評價。</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)

16、狀</p><p>　　國內(nèi)許多科研機構(gòu)、高等院校等做了關(guān)于建筑太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能量確認、節(jié)能效益分析的研究工作。</p><p>　　李德堅等人對同一廠家真空管、同一廠家不同型號的熱水器進行日有用得熱量的測試對比試驗，得出改變真空集熱管的排列密度和真空管集熱管的結(jié)構(gòu)，可以提高熱水器的熱有用得熱量。</p><p>　　陳芳認為熱水器得熱量及熱損系數(shù)是衡量太陽熱水器

17、優(yōu)劣的主要技術(shù)指標。在目前的技術(shù)水平下，熱損系數(shù)已經(jīng)相當小。因此，提高單位面積有效得熱量就成為進一步改善太陽熱水器性能的一個主要途徑。提到通過提高選擇性吸收涂層的吸收率，降低發(fā)射率，增加反射板的反射率，增加玻璃透過率，降低玻璃的反射率等方法提供有用得熱量。</p><p>　　國內(nèi)實驗室及相關(guān)標準中對家用太陽能熱水系統(tǒng)有用得熱量的測試方法主要采用混水法和排水法（水箱法的兩種型式）。諸多學(xué)者對兩種測試方法進行了不同

18、程度的研究，提出了各自的觀點。但在太陽能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用工程實際運行環(huán)境下，復(fù)雜的現(xiàn)場條件直接影響熱水系統(tǒng)的熱性能。尤其對于集中式太陽能熱水系統(tǒng)，節(jié)能量受貯熱水箱、系統(tǒng)管路和集熱器系統(tǒng)等本身及相互之間的運行狀況的影響。而貯熱水箱、系統(tǒng)管路和集熱器系統(tǒng)的熱性能受系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備性能、現(xiàn)場環(huán)境、廠家安裝工藝能力和用戶使用等不確定因素的影響。因此，太陽能熱水系統(tǒng)完成并調(diào)試后，必須對系統(tǒng)實際運行性能進行現(xiàn)場測試，計算系統(tǒng)節(jié)能量，并對太陽能熱水系統(tǒng)

19、設(shè)計、設(shè)備、施工、系統(tǒng)應(yīng)用水平進行綜合評價。經(jīng)對太陽能熱水系統(tǒng)長期的測試、查閱相關(guān)標準內(nèi)容和文獻研究，發(fā)現(xiàn)當前我國對太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能量的確認技術(shù)較為薄弱。隨著我國太陽能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用的與日俱增，系統(tǒng)應(yīng)用形式也隨之增加，為了保證能源的利用效率，需要對太陽能熱水系統(tǒng)工程實際運行效果進行精確測算。因此，對太陽能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用的節(jié)能量確認技術(shù)的研究迫在眉睫。</p><p>　　1.3 研究的意義</p&g

20、t;<p>　　為了加強對太陽能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用效果的監(jiān)督與管理，規(guī)范太陽能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用工程能效測評方法，是太陽能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用工程符合經(jīng)濟合理、性能安全可靠、節(jié)能減排的要求。</p><p>　　本論文為了新建、擴建和改建建筑中的太陽能熱水系統(tǒng)性能、節(jié)能效益、環(huán)境效益的檢測與評價。</p><p>　　1.4 研究的內(nèi)容</p><p>　　

21、：緒論。闡述了課題研究的背景、國內(nèi)研究的現(xiàn)狀、課題研究的意義及內(nèi)容。</p><p>　?。航榻B第三方檢測機構(gòu)。對第三方檢測行業(yè)概念、現(xiàn)狀、檢測的意義和模式進行闡述。</p><p>　?。簷z測項目的建筑實例分析。對該項目的太陽能熱水系統(tǒng)進行現(xiàn)場勘查，并讓該單位出示相應(yīng)的文件、資料，做好檢測前的準備工作。</p><p>　?。禾柲軣崴到y(tǒng)節(jié)能量分析。通過相關(guān)儀器

22、檢測出的數(shù)值，根據(jù)測評依據(jù)進行相應(yīng)的能效指標計算，最后對節(jié)能量測試的計算結(jié)果進行分析研究。并提出問題及建議。</p><p>　　：結(jié)論與展望。對論文研究工作的總結(jié)與展望。</p><p><b>　　第三方檢測機構(gòu)簡述</b></p><p><b>　　2.1 概念</b></p><p>　

23、　第三方可以是和兩個主體有聯(lián)系，也可以是獨立于兩個主體之外，是由處于買賣利益之外的第三方（如專職監(jiān)督檢驗機構(gòu)），以公正、權(quán)威的非當事人身份，根據(jù)有關(guān)法律、標準或合同所進行的商品檢驗、測試等活動。</p><p><b>　　2.2 生存現(xiàn)狀</b></p><p>　　隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，建立一個具有一定規(guī)模、一定服務(wù)能力的檢驗檢測機構(gòu)是實現(xiàn)我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的必

24、要手段。良好的檢驗檢測機構(gòu)能為國民經(jīng)濟建設(shè)提供標準化的計量測試和產(chǎn)(商)品檢驗技術(shù)服務(wù)，同時也為相應(yīng)的執(zhí)法部門提供履行職責的技術(shù)保障。為了適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟的發(fā)展，我國已建立了國家檢驗檢疫局和相關(guān)的檢驗檢測機構(gòu)，形成了一個具有規(guī)模的檢驗檢測市場。</p><p>　　2.3 第三方檢測機構(gòu)意義</p><p>　　檢測行業(yè)是隨著社會的進步和發(fā)展，基于全社會對使用產(chǎn)品的質(zhì)量、對生活健康水

25、平、對生產(chǎn)生活的安全性、對社會環(huán)境保護等方面要求的不斷提高，并隨著檢測技術(shù)的不斷進步而逐漸發(fā)展起來的行業(yè)。比如消費者越來越關(guān)注食品中的添加劑是否有害健康、穿的衣服和室內(nèi)空氣是否含有過量甲醛、工廠排出的廢水廢物對環(huán)境造成的危害程度，或者手機電池是否會爆炸等。這些龐雜的“認知”需求是人類社會發(fā)展的必然，是社會生活復(fù)雜化和認知水平現(xiàn)代化后的產(chǎn)物，全社會對QHSE（質(zhì)量：Q、健康：H、安全：S、環(huán)境：E）的要求的不斷提升是技術(shù)檢測行業(yè)產(chǎn)生和發(fā)展

26、的原動力。為了迎合這種需求，各國政府和機構(gòu)通過不斷加強對這些領(lǐng)域的立法、制定各種產(chǎn)品標準以滿足社會需求；而檢測，即通過對這些領(lǐng)域各種產(chǎn)品的技術(shù)驗證，告知使用者是否符合法律、法規(guī)的要求，或是否符合一定的標準。 </p><p><b>　　2.4 行業(yè)模式</b></p><p>　　檢測行業(yè)與人類的生活起居是息息相關(guān)的，在當下人們的日常生活當中，檢測行業(yè)不僅確保了人

27、們衣食住行的用品安全，同時檢測行業(yè)還推動著新事物新產(chǎn)品的產(chǎn)生，對社會的良性發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。可以說檢測行業(yè)的是未來社會發(fā)展的必然產(chǎn)物。  就檢測市場的性質(zhì)來說，檢測行業(yè)可以分為政府檢驗檢測、企業(yè)內(nèi)部檢測及獨立的第三方檢測，其中，獨立的第三方檢測由于其獨立性、公正性，及廣泛的應(yīng)用范圍和使用人群而發(fā)揮著越來越大的作用。</p><p>　　太陽能熱水系統(tǒng)建筑節(jié)能量實例分析</p>

28、<p>　　3.1 項目概況及測評依據(jù)</p><p>　　3.1.1 項目概況</p><p>　　常州市武進區(qū)南夏墅街道衛(wèi)生院項目總建筑面積為23011平方米，主要由門診、急診綜合樓、住院部及輔助用房、發(fā)熱門診組成，采用以太陽能熱水系統(tǒng)為主、電熱水器為輔的生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)，在太陽能供熱不足的情況下，利用四臺空氣源熱泵提供生活熱水。在屋頂設(shè)計300平方米太陽能集熱板，為

29、四層以上病房衛(wèi)生間提供生活熱水。熱水系統(tǒng)采用全循環(huán)系統(tǒng)，采用變頻恒壓供水方式，四層及四層以下局部熱水應(yīng)用點采用家用電器熱水器加熱供水。</p><p>　　根據(jù)日照情況，本項目將太陽能集熱板和空氣源熱泵布置在主樓部分屋頂，300平方米集熱板每天可提供生活熱水18.44立方米，項目全天所需的生活熱水量為36.08 立方米，常州市全年陰雨天數(shù)為116天，太陽能熱水系統(tǒng)全年可用天數(shù)為249天，因此全年可提供的生活熱水量

30、為4591.56 立方米，生活熱水全年的需求量為13169.2 立方米。</p><p>　　圖2.1 集中式太陽能熱水系統(tǒng)</p><p>　　3.1.2 測評依據(jù)</p><p>　　《太陽能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用能效測評技術(shù)規(guī)程》（DGJ32/TJ 170-2014）</p><p>　　武進區(qū)南夏墅衛(wèi)生院相關(guān)圖紙文件</p>

31、<p><b>　　3.2 形式檢查</b></p><p>　　3.2.1 形式檢查表</p><p>　　太陽能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用能效測評形式檢查表</p><p>　　3.2.2 形式檢查內(nèi)容</p><p><b>　　3.3 檢測儀器</b></p><

32、;p>　　測試設(shè)備采用太陽能熱水測試系統(tǒng)，型號為NJUT-SEHW-01。太陽能熱水測試系統(tǒng)（NJUT-SEHW-01）是根據(jù)《可再生能源建筑應(yīng)用示范項目測評導(dǎo)則》、《可再生能源建筑應(yīng)用工程評價標準》GB/T50801-2013和《建筑太陽能熱水系統(tǒng)工程檢測與評定規(guī)程》DGJ32/JT90-2009等標準規(guī)范研發(fā)，并通過相關(guān)部門的精度標定。測試裝置主要包括輻照表、流量熱量計、風杯、室外溫度等設(shè)備。</p><p

33、>　　圖3-3 測試系統(tǒng)設(shè)備</p><p>　　太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能量分析</p><p><b>　　4.1 性能檢測</b></p><p>　　4.1.1 性能檢測表</p><p>　　太陽能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用能效測評性能檢測表</p><p><b>　　4.2 能效

34、評估</b></p><p>　　4.2.1 能效評估表</p><p>　　太陽能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用能效測評能效評估表</p><p>　　4.2.2 能效評估指標計算</p><p>　　4.3 存在問題及建議</p><p>　　1）建議不斷修正與完善節(jié)能運行模式，更好地保證在滿足用戶需求的前提下

35、起到節(jié)能的作用。</p><p>　　2）建議一個月一次的維護和管理太陽能熱水系統(tǒng)集熱模塊，檢修有損壞的集熱管。</p><p>　　3）建議提高用戶的行為節(jié)能意識，并通過加強系統(tǒng)節(jié)能運行管理，為進一步節(jié)省能耗服務(wù)。</p><p><b>　　結(jié)論與展望</b></p><p>　　5.1 結(jié)論與展望</p&g

36、t;<p>　　（1）目前我國對太陽能熱水系統(tǒng)的使用量很大，技術(shù)也相對成熟，而實際項目的運行情況卻遠遠復(fù)雜的多。要想使成熟的技術(shù)有效的運用，不能只看數(shù)量而忽略了質(zhì)量和效率，由于本人接觸資源及研究深度有限，日后將進行更深入的研究。</p><p>　?。?）太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能量的確認是從能量傳遞和轉(zhuǎn)化的角度進行分析的，而沒有考慮到系統(tǒng)資源投資成本及運行費用等參數(shù)，因此對太陽能熱水系統(tǒng)的整體性能（熱性能

37、、成本、質(zhì)量、環(huán)境等）評價時，還需考慮其他因素。</p><p>　?。?）該文提出對太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能量確認指標的模糊綜合評價，從能量的角度對系統(tǒng)設(shè)計、施工、保溫和系統(tǒng)水平進行評價，評價更為直觀。但對指標的量化及分段，還要經(jīng)過大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計并進行更為準確的分析研究。并希望可以用到其他領(lǐng)域評價。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><

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44、p><p>　　[19] 馮國會.供熱管網(wǎng)保溫節(jié)能檢測方法及應(yīng)用分析[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012(2):303-312.</p><p>　　[20] 許雪燕.模糊綜合評價模型的研究及應(yīng)用[D].西南石油大學(xué)，2011.</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　四年的學(xué)校生活即將結(jié)束

45、，回想這四年中，有太多的事值得我回憶與珍惜。值此論文付稿之際，首先我要衷心感謝我的導(dǎo)師 。本論文的工作是在我的導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的，是在學(xué)校學(xué)習期間工作的總結(jié)。劉老師開闊的思路、嚴謹求實的治學(xué)風范、誨人不倦的學(xué)者風范以及獨到的創(chuàng)新精神、寬容豁達的學(xué)者胸襟和注重實踐應(yīng)用的作風是我一生學(xué)習的榜樣。</p><p>　　另外，感謝在我學(xué)習四年中幫助過我的老師以及同組的 同學(xué)，他們和我一起完成了這份研究報告

46、，在此表示衷心的感謝！</p><p>　　最后，再次表示我誠摯的謝意！</p><p><b>　　附件 相關(guān)材料</b></p><p><b>　　發(fā)改委批復(fù)文件</b></p><p><b>　　建設(shè)用地批準書</b></p><p><

47、;b>　　建設(shè)用地規(guī)劃許可證</b></p><p><b>　　建筑工程施工許可證</b></p><p><b>　　工程竣工驗收備案表</b></p><p><b>　　施工圖紙</b></p><p><b>　　太陽能水泵合格書</

48、b></p><p><b>　　現(xiàn)場測試照片</b></p><p><b>　　1、發(fā)改委批復(fù)文件</b></p><p><b>　　2、建設(shè)用地批準書</b></p><p>　　3、建設(shè)用地規(guī)劃許可證</p><p>　　4、建筑工程施工

49、許可證</p><p>　　5、工程竣工驗收備案表</p><p><b>　　6、施工圖紙</b></p><p>　　7、太陽能水泵合格證</p><p><b>　　8、現(xiàn)場測試照片</b></p><p>　　圖1 太陽能室外參數(shù)檢測</p><p