1、 管理工程管理工程 综合课程设计报告综合课程设计报告 设 计 题 目 一号院游泳馆综合节能分析和策略 专 业 管理工程专业 学 员 姓 名 学 号 20201 12 2 年年 0 09 9 月月 管理工程综合课程设计报告 I 摘摘 要要 本文以研究游泳馆的流量流动为基本出发点，根据能量守恒等热力学定律建 立游泳馆的能量转移模型。对锅炉的开关机时间进行优化，细致地分析了在游泳 馆开馆和闭馆两种情况下的热能散失情况。并给出在不同外界温度条件下,开关 机时间的最优策略,和平均节能效率。如在 24 度外界温度下,应当在 8:15 打开锅 炉 22:06 在闭馆时关闭锅炉，平均节能效率 30%左右。 关
2、键词: 游泳馆 节能分析 最优策略 管理工程综合课程设计报告 2 第一部份第一部份 研究报告研究报告 1、课程课程设计题目设计题目 一号院游泳馆综合节能分析和策略 2、问题背景、问题背景 2011 年 10 月，我校一号院游泳馆正式开放，为我校学员军事训练和教职员 工游泳锻炼提供了方便。游泳馆自运行以来，学校训练部门针对游泳馆的能源消 耗情况和运行费用进行了分析，发现游泳馆能源消耗巨大，每天运行费用较高， 特别是冬天的运行费用甚至达到每天万元左右。本着资源节约的目的， 我们希望 通过科学的手段最大限度的发挥能源效率，达到资源节约的目的。 经实地调查，得知当前游泳馆面积约为 3700 余平米，拥
3、有一个深水游泳池 和一个浅水游泳池，游泳馆采用圆形拱顶，拱顶两侧平面和东面、背面外墙采用 玻璃设计。由于训练和游泳的需要，游泳馆内需要能够较好地保持室内温度和水 温，但自开馆以来，由于室内温度一直不能有效的达到 28 度，所以水温并没达 到最适合温度 30 度。维持游泳馆室内和水温主要通过锅炉燃烧天然气来完成。 同时辅助以电力带动的暖风机进行温度维持。 场馆运行费用中天然气的消耗费用 是最大的，其次是电力的消耗，在保障游泳馆正常开放使用前提下，减少天然气 的使用是最有可能节省能源和费用的举措。 游泳馆运行的一般流程是这样的。场馆一般是下午 3 点开放,晚上 9 点闭馆。 水温由底层温控设备控制
4、，锅炉温度可人工手动调节。为了摸清游泳馆的运行和 资源消耗情况，我们向管理部门咨询了相关游泳馆的运行数据。 3、问题分析、问题分析 游泳馆在为我校学员军事训练和教职员工游泳锻炼提供便利的同时，也带来 了大量的能源损耗。场馆一般是下午 3 点开放,晚上 9 点闭馆。只有在场馆开放 的时候水温和室温需要达到要求,然而目前采取的做法是,温度低于要求时就打开 管理工程综合课程设计报告 3 锅炉,温度过高时则短时间关闭锅炉,基本上游泳馆水温,室温全天维持在要求的 标准附近,而每天锅炉的开机时间也基本上在 20 个小时以上。因此对于从优化开 关机时间策略来节约能源，极具必要性。 为了达到节约能源的目的，首
5、先要明确游泳馆系统的能量流入和流出情况。 我们以研究游泳馆的流量流动为基本出发点，根据能量守恒等热力学定律建 立游泳馆的能量转移模型。针对模型中的某些未知量，我们可以利用相关的数据 进行简单的拟合和估算，从而可完整地给出游泳馆的能量转移模型。据此，便能 够很好地描述游泳馆内温度变化情况。 1游泳馆系统能量流动分析游泳馆系统能量流动分析 就所得到的数据来看，室外环境温度偏低，初始状态下游泳馆系统与室外环 境温度相同。为了达到训练要求，需为游泳馆系统提供能量：打开暖风机可将热 量传递给游泳馆空气，使其升温；打开锅炉加热循环水，可通过地暖设备传递热 量给游泳馆空气使其升温， 同时通过游泳池地下的热量
6、交换装置对浅水池和深水 池的水进行加热，使水温升高。池水与游泳馆空气有热量交换，游泳馆空气通过 墙壁向室外环境传递热量，这是游泳馆系统的热量流失，要保证游泳馆系统的温 度稳定在一定范围内，需要锅炉和暖风机工作补充热量。能量传递情况如下图所 示： 管理工程综合课程设计报告 4 图图 1 游泳馆能量流动图游泳馆能量流动图 要计算模型中的具体数值，需要给出游泳馆结构的参数： 2游泳馆结构分析游泳馆结构分析 根据游泳馆的平面图和剖面图可以估算得到以下参数： 表表 1 游泳馆各结构参数游泳馆总的表面积游泳馆各结构参数游泳馆总的表面积 通过观察数据，我们发现：通常一号院游泳馆的水温高于室温，而在大多数 时间（冬季、春季）室温高于外界温度。所以，一般来说热量的流动方式是从内 管理工程综合课程设计报告 5 到外的：通过水分的蒸发散热作用，泳池中水散失的热量进入了室内的空气中， 而室内空气又通过墙壁传导、对流等辐射作用将热量散失到外界。 弄清楚整个游泳馆的能量
