能源是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ),隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,能源消耗日益增加。建筑能耗約占社會總能耗消耗比例的20%,區(qū)域供冷作為一種廣泛應(yīng)用的節(jié)能技術(shù),其經(jīng)濟性和節(jié)能性的相互平衡顯得格外重要。本文以重慶市某云計算產(chǎn)業(yè)園區(qū)域供冷項目為對象,對該區(qū)域供冷系統(tǒng)的二次管網(wǎng)進行了優(yōu)化,并研究分析了其系統(tǒng)經(jīng)濟性和熱經(jīng)濟性。首先,歸納整理了區(qū)域供冷系統(tǒng)二次管網(wǎng)的常規(guī)設(shè)計方法和敷設(shè)方式,在綜合考慮系統(tǒng)的初投資和運行費用的基礎(chǔ)上,建立了區(qū)域供冷系統(tǒng)二次管網(wǎng)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。通過MATLAB軟件編寫了區(qū)域供冷二次管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計程序,并進行了優(yōu)化求解。在對區(qū)域供冷系統(tǒng)、常規(guī)冷源系統(tǒng)中的冷源系統(tǒng)和輸配系統(tǒng)的方式和特點進行理論分析的基礎(chǔ)上,建立兩種系統(tǒng)的冷源系統(tǒng)和輸配系統(tǒng)變工況運行模型,并利用Microsoft Visual Studio軟件編寫云計算產(chǎn)業(yè)園區(qū)域供冷能耗模擬軟件,分別模擬了兩種系統(tǒng)的全年能耗。結(jié)合系統(tǒng)的規(guī)模和能耗狀況闡述了兩種系統(tǒng)的初投資、能耗費用、維護管理費用和殘值費用的計算方法,運用年度化費用方法對上述費用進行了整合。從商業(yè)化運行的角度確定冷價制定原則并建立冷價核算模型,分析不同售冷價格下項目的動態(tài)回收期。根據(jù)熱力學(xué)理論中不同類型能量?的計算方法,建立了區(qū)域供冷系統(tǒng)和常規(guī)冷源系統(tǒng)的?分析模型,結(jié)合上述經(jīng)濟性分析,得到了單位冷量?成本的計算公式,并針對區(qū)域供冷系統(tǒng)初投資的不確定性,運用敏感性分析方法建立區(qū)域供冷系統(tǒng)?成本的敏感性分析模型。最后,基于上述理論分析,以重慶某云計算產(chǎn)業(yè)園區(qū)域供冷項目進行了驗證和案例分析。結(jié)果顯示,采用本文提出的二次管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計方法,管網(wǎng)的年折算費用可低至618.17萬元,相比采用假定流速法時經(jīng)濟流速分別為2.5m/s和3m/s時年折算費用分別節(jié)省3.2%和27.5%;通過對兩種系統(tǒng)冷熱源部分的初投資、能耗費用、運行維護費用和殘值計算,得到區(qū)域供冷系統(tǒng)和常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的年度化費用分別為9808萬元和10219萬元;運用本文提出的熱力學(xué)分析模型,兩種系統(tǒng)的冷量?成本分別為8.323元/kWh,8.739元/kWh,能成本為0.2313元/kWh、0.2428元/kWh;運用本文提出的?成本敏感性分析模型對該區(qū)域供冷系統(tǒng)初投資進行分析表明,當區(qū)域供冷系統(tǒng)的初投資變化率超過20%時,區(qū)域供冷系統(tǒng)在經(jīng)濟上失去優(yōu)勢。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TU831
【部分圖文】：

2 二次管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計廊是市政建設(shè)的發(fā)展方向，有利于城市市政建設(shè)的發(fā)展影響交通，不破壞城市道路。但綜合管廊的設(shè)計要求前瞻性及統(tǒng)籌規(guī)劃，本項目在目前階段不適合采用�？傮w規(guī)劃要求，同時立足于本項目高新科技園的定位路及市政管道已施工的現(xiàn)狀下，地下直埋敷設(shè)的方式主干管道上采用地下直埋敷設(shè)，與其他市政管道要保連接，為閉式循環(huán)，管網(wǎng)簡短，可靠性高。埋地管線市其他工程管線的間距要滿足《城市工程管線綜）的要求[48]，同時保證用戶所需熱值及參數(shù)。冷凍水可采用頂管施工，頂管施工方式如下圖所示。

最不利環(huán)路的總阻力可按下式進行計算： ) (S )(L ) (S 二次管網(wǎng)的總阻力，Pa； ——各管段的阻抗，kg/m7； ——各用戶的流量，m3/s；戶的總流量，m3/s；最不利環(huán)路中用戶末端阻力損失，Pa。管段的局部阻力按其沿程摩擦阻力的 20%進行計算，：S = 2 5= 0 25 2 5 25水密度，kg/m3；內(nèi)徑為 的直埋管的摩擦阻力系數(shù)；道的絕對粗糙度，m。

C ——二次泵全年運行費用，元； ——電能單價，元/kWh。二次管網(wǎng)的冷量損失次管網(wǎng)冷量損失主要包括水泵散熱引起的冷量損失和直埋管傳熱。冷凍水泵在運行期間散熱所引起的冷量損失，可采用利用冷凍功率計算冷量損失[49]，即冷凍水泵的逐時運行功率等于水泵冷量如下： Q = Δp Q ——在 k 小時二次泵的冷量損失，kW。二次管網(wǎng)中，直埋管道敷設(shè)形式如圖 2.2 所示。直埋管的傳熱熱阻、工作鋼管的熱阻、外套管的熱阻以及土壤熱阻四個部分，在直中，工作鋼管和外套管的熱阻比較小，一般不超過總熱阻的 5%，可忽略不計[50]。保溫層熱阻、土壤熱阻、附加熱阻計算公式如下[5
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本文編號：2841742