夏热冬冷地区围护结构热工性能系统评价方法的研究

提出了用围护结构热工性能系统评价指标（EETP）来评价居住建筑围护结构的整体热工性能。该指标包括围护结构各传热系数、外墙和屋顶的外表面太阳辐射吸收系数、窗户的遮阳系数、太阳得热因子和建筑体型系数等各方面对围护结构保温隔热水平的影响．以长沙市为夏热冬冷地区代表,建立了EETP指标与单位体积的全年空调采暖能耗计算公式．算例表明：该评价指标算法简单准确,同一地区可以比较直观正确地反映建筑物的保温隔热水平．     

既有建筑围护结构综合热工性能评价方法研究

针对既有建筑围护结构提出了一种综合热工性能评价方法——等效传热系数法.等效传热系数评价法是基于指标评价法和等效能耗模型提出来的,将围护结构多个参数指标综合为一个等效指标,通过比较既有建筑和标准节能建筑的等效传热系数来评价既有建筑围护结构的热工性能与节能潜力.研究分析表明,该方法只需要测试室内外温度,不需要对围护结构各项热工性能参数进行全面布点测试,可以克服既有建筑围护结构现场测试困难和实际围护结构热工性能并不均衡难以全面把握的问题,缩短围护结构热工性能诊断周期.可以用于指导既有建筑围护结构的节能改造.     

以能耗为导向的近零能耗建筑围护结构设计参数敏感性分析

目的确定近零能耗建筑围护结构设计关键参数对能耗的影响程度、优化范围,以便于设计师在方案阶段进行建筑性能化设计,实现更好的节能效益.方法以沈阳建筑大学近零能耗居住建筑示范中心为例,建立严寒地区近零能耗居住建筑模型;以能耗值为约束目标,通过节能率及敏感性分析方法两方面对外墙传热系数、屋面传热系数、外窗传热系数及南向窗墙比等4个关键参数进行评价.结果建筑年供暖需求能耗为17. 42 kW·h/(m~2·a)、建筑全年总能耗为53. 93 k W·h/(m~2·a),设计参数对能耗的影响程度从大到小依次是窗墙比(供冷能耗),外窗传热系数,外墙传热系数,窗墙比(供热能耗),屋面传热系数.结论近零能耗建筑关键设计参数的取值应该综合考虑当地气候及技术经济条件,采用以建筑能耗值为控制目标的性能化设计方法.     

夏热冬冷地区围护结构热工性能节能分析

选取夏热冬冷地区7个典型城市住宅为研究对象,建立了一个6层居住建筑模型,利用能耗模拟软件VisualDOE4.0,分析了屋面、窗户、遮阳及外墙围护结构各部件热工性能对建筑能耗的影响.通过正交试验进行综合节能措施方案设计,分析不同围护结构组合方案的建筑能耗及节能率变化,最终确定优化组合方案,超过建筑节能25%的目标.模拟计算结果与实测结果吻合得很好,充分验证了模拟计算的正确性.     

江门市既有住宅建筑围护结构现状与节能改造措施研究

对江门市既有居住建筑围护结构现状进行了调查,分析了江门市既有居住建筑围护结构热工性能及使用状态,利用天正节能软件模拟计算了某一既有住宅建筑围护结构的能耗,根据计算结果分析了其节能潜力,并对围护结构节能改造提出了建议措施.     

寒冷地区近零能耗建筑参数优化研究

针对寒冷地区近零能耗建筑的围护结构在夏季会增加室内制冷能耗的问题,提出在夏季和过渡季采用空调与自然通风系统相结合的节能方法,运用EnergyPlus软件模拟研究窗墙面积比、外窗太阳得热因数、窗户传热系数、外墙传热系数、外遮阳悬挑梁长度等5个参数对建筑能耗的影响,通过正交试验确定最优因素水平组合.研究结果显示,优化建筑与既有建筑相比,全年供暖制冷综合能耗可节约43.7%.     

近零能耗建筑围护结构节能适宜性评价体系研究

目的建立不同气候区近零能耗建筑围护结构保温隔热节能技术适宜性评价体系.方法运用层次分析法和Delphi专家咨询法建立不同气候区近零能耗建筑围护结构节能适宜性评价体系,根据《近零能耗建筑技术标准》(GB/T51350—2019)中围护结构热工性能指标设计的严寒、寒冷和夏热冬冷地区外墙采用不同保温体系的做法,对不同厚度的模塑聚苯板、石墨改性聚苯板、聚氨酯板、岩棉条和真空绝热板等五种保温材料及系统进行相关试验,对不同气候区外墙保温隔热技术的地区适宜性体系进行验证.结果根据评价体系,建议严寒和寒冷地区优先采用模塑聚苯板或石墨聚苯板薄抹灰系统,夏热冬冷与夏热冬暖地区优先采用隔热涂料,并应考虑遮阳.结论该评价体系可以为近零能耗建筑围护结构方案设计提供参考.     

围护结构的光学特性与建筑能耗的关系

通过对现有有关围护结构光学参数与建筑能耗关系的文献进行系统分析,得到北半球建筑最佳窗墙比与纬度的关系,给出建筑南立面和北立面最佳窗墙比的参考范围;发现在炎热地区的夏季,有色玻璃、热致变色玻璃和Low-E玻璃的节能效果很好,且Low-E玻璃对寒冷地区的冬季也有较好的节能效果;在气候炎热地区,非透明围护结构使用反射隔热涂料会大大降低全年建筑能耗,寒冷地区采用上述措施后,全年建筑能耗的减小量并不十分明显,甚至有可能加大全年的建筑能耗.文章指出围护结构传热量与得热量是各种参数综合影响下的结果,应该对各种光学参数影响下的建筑节能进行多因素分析,并且在优化光学材料的节能性能的基础上降低建筑节能的成本.     

居住建筑夜间排风热回收运行性能

基于睡眠热舒适和室外气象参数的排风热回收性能全面分析数学模型,提出排风热回收节能评价指标即节能潜力指数。应用该指标对我国不同热工分区下的3个典型城市居住建筑夜间排风热回收节能效果进行分析,并依据热回收效率和室内设计参数对排风热回收运行方案进行优化。研究结果表明:在制冷季,全热回收模式下夏热地区几乎全时段均可采用排风热回收;在寒冷地区和夏热冬冷地区全年更适合采用全热回收模式,而夏热冬暖地区制冷季采用全热回收模式、制热季采用显热回收模式更为有利;全热回收效率对夏热地区的制热季节能潜力指数的影响不大,而显热回收效率几乎对各典型城市制冷季节能潜力指数没有影响;在制冷季选择较高的温度和较大的相对湿度、制热季选择较低的温度和较小的相对湿度可有效减小空调运行能耗。     

相变材料在集装箱建筑夏季隔热中的性能研究

集装箱无蓄能围护结构箱体能耗和室内温度波动都较大,传统的围护结构设计方法无法将室内温度有效维持在舒适的温度区间内.将相变储能技术合理地应用于集装箱围护结构设计中能够大大提升其热工性能并有效地调整室内的温度波动.以微胶囊相变材料为例,通过利用Design Builder软件模拟分析法研究建筑内扰、相变层设计等影响参数对其调温性能的影响规律,分析相变材料在集装箱箱体复合围护结构中的适应性设计方法,可知集中在白天使用的集装箱建筑采用厚30 mm、相变点为29℃的相变复合墙体能够有效提高建筑夏季热舒适度,得出集装箱相变复合围护结构优化设计方法及对室内热舒适的影响规律,为相变材料在集装箱建筑中的设计应用及评价方法提供了理论支持.     

不同环境参数对太阳能供热与制冷联合循环机组热力性能的影响研究

为了研究不同环境参数对太阳能供热与制冷联合循环机组热力性能的影响,构建试验装置,建立机组模型,完成机组热力分析。将机组制冷系数、供热效率以及?效率作为机组热力性能评价指标,从蒸发压力、冷凝温度、太阳辐射量三个方面对建立机组模型进行验证,分别研究对机组热力性能的影响情况。结果发现,随着蒸发压力的逐渐升高,机组热效率、?效率以及制冷系数均呈升高趋势;冷凝温度升高时,机组热效率、机组?效率与制冷系数呈下降趋势;随着太阳辐射量的逐渐升高,机组制冷系数、热效率和?效率均有所升高,且在太阳辐射量降低的情况下,热力性能指标没有降低,反而在一定程度上有所升高。试验研究结果表明,不同环境参数对太阳能供热与制冷联合循环机组热力性能有一定影响,且性能较高。     

不同气候区遮阳控制策略的节能与舒适度优化

遮阳设计是影响建筑能耗及室内光热舒适度的重要原因之一,开启遮阳系统可以减少太阳辐射,降低夏季制冷能耗,减少眩光问题,但同时会导致更高的照明能耗及冬季的供暖能耗.为研究中国寒冷地区和夏热冬暖地区酒店建筑典型遮阳控制策略的节能潜力和环境舒适度,采用Comfen软件模拟量化不同气候区下3种遮阳形式及10种控制策略对能耗及舒适度的影响规律,通过制冷、供热、照明能耗和总能耗、光、热舒适度以及综合优化指数来评估其性能.模拟结果表明:遮阳控制策略会影响建筑能耗和室内舒适度,根据不同优化目标给出其对应的最优控制策略,两气候区对遮阳策略与设计的选择也有所不同,通过分析其差异,为遮阳系统设计提供参考建议.     

太阳辐射试验室建筑保温对空调负荷和能耗影响研究

根据某大型太阳辐射试验室的设计条件,采用计算机数值模拟方法,对建筑保温性能与空调负荷和能耗的关系进行分析,研究结果表明,由于试验灯具的发热量很大,即使在冬季工况,需要的供冷量仍然较大,而需要的加热量较小,建筑保温性能增强会使空调加热能耗减少,但却会使空调冷却能耗增加,因此盲目增加保温厚度,不仅会使建筑保温的一次投资增加,而且会使空调总能耗增加.对于所研究对象,当建筑围护结构聚氨酯泡沫保温层的厚度大于100mm时,保温层厚度增加会使空调总能耗增加,保温层的合理厚度为100mm.这些研究结果为同类建筑保温设计提供了重要依据.     

Optimization criteria for the performance of heat and mass transfer in indirect evaporative cooling systems

The wide application of evaporative cooling techniques in which the optimization criteria form the theoretical basis for improving evaporative cooling performance is essential for energy conservation and emission reduction.Based on exergy analysis and the entransy dissipation-based thermal resistance method,this contribution aims to investigate the effects of flow and area distributions in the optimization of the performance of indirect evaporative cooling systems.We first establish the relationships of exergy efficiency,entransy dissipation-based thermal resistance and cooling capacity of a typical indirect cooling system.Using the prescribed inlet parameters,the heat and mass transfer coefficients and the circulating water mass flow rate,we then numerically validate that when the cooling capacity reaches a maximum,the entransy dissipation-based thermal resistance falls to a minimum while the exergy efficiency is not at an extreme value.The result shows that the entransy dissipation-based thermal resistance,not the exergy efficiency,characterizes the heat transfer performance of an evaporative cooling system,which provides a more suitable method for evaluating and analyzing the indirect cooling system.     

轻型木结构外墙热工计算方法及空调负荷分析

针对一种典型轻型木结构外墙,在综合分析几种常用简化热工计算方法基础上,提出了一种改进计算方法,并与实测值进行了对比,说明改进后的简化方法准确性较好.然后运用能耗软件Energyplus对重庆某住宅卧室进行典型日的冷热负荷计算,对比单位面积的轻型木结构、节能50%及节能65%典型砖混结构外墙得热引起的空调负荷.结果表明:轻型木结构外墙所引起的冷热负荷最小,日平均冷热负荷约为节能65%砖混结构外墙的55%,但夏季隔热性能比节能65%砖混结构外墙差,负荷波动大,提高轻型木结构墙体在夏季的隔热性能是改善其热工性能的关键.     

扁盒式太阳能光伏热水一体墙的理论研究

建立了扁盒式光伏热水一体墙的理论模型,采用由软件生成的合肥地区全年气象数据对其光电光热性能和室内得热量进行数值模拟.计算结果表明,系统的光热效率一般在40%以上,光电效率一般在11%以上,与常规混凝土墙体相比,扁盒式光伏热水一体墙不仅有很好的热电收益,同时由于改变了建筑围护结构的性质,很好地改善了室内热环境,尤其在夏季和冬季,大大降低了空调负荷,起到了很好的建筑节能效果.     

夏热冬冷地区住宅外墙内外保温性能分析

以上海地区某卧室作为研究对象,采用数值计算方法,比较了两种间歇运行模式下夏热冬冷地区住宅外墙外保温和外墙内保温两种保温方式的性能.从空调开启时刻室内温度分布来看,外保温的性能优于内保温;从室内热响应特性的角度出发,采用内保温的房间夏季降温(冬季升温)速率较快;从全年能耗的角度出发,采用外保温房间的空调能耗低于采用内保温房间的空调能耗;从室内热舒适的角度出发,采用外保温的房间在空调关闭后热舒适性更好.     

超声雾化液体除湿空调系统性能实验研究

实验研究了超声雾化液体除湿空调系统的除湿效率,分析了氯化钙和氯化锂混合盐溶液的质量分数、液气比、气液反应时间等因素对除湿效率的影响.结果表明,在9种实验工况下,系统的除湿效率为18.1%~26.9%.随着混合盐溶液的质量分数从38%减小至35%,系统除湿效率逐渐降低;液气比是影响系统除湿效率的重要因素,当液气比由0.18增至0.84时,除湿效率提高约50%;增加气液反应时间能够有效改善除湿效率.另外,提高除湿效率会导致空气温升变大.     

石蜡/膨胀石墨复合相变材料耦合热管电池热管理性能研究

为了改善相变材料用于电池热管理导热率较低的问题,制备了不同含量的石蜡（Paraffin, PA）-膨胀石墨（Expanded Graphite, EG）复合相变材料,在相变储能单元中使用PA-EG复合相变材料包裹热源并耦合热管增强其散热能力。使用方形发热源模拟高密度能量电池充放电时的发热,在不同发热功率下探究不同EG含量的PA-EG复合相变材料耦合热管的热管理性能。实验结果表明,发热功率较低时,各相变材料热管理性能相当,发热功率较高时,更高的EG含量将带来更高的导热率以及更好的热管理效果。在EG含量为5%时,PA-EG复合相变材料导热率可提高至纯石蜡的6.36倍,实验中最大降温幅度可达7.6%,相变储能单元中温差峰值为纯石蜡散热系统温差峰值的37.7%。当EG含量较低时,PA-EG复合相变材料未熔融时呈现固态,导热率呈现各向同性,但当PA熔融后,PA-EG复合相变材料总体呈现液态,出现较强的自然对流换热,将导致储能单元内温度分布不均,容易导致电池表面温度不均产生应力,因此EG含量不宜低于5%。     

液冷动力电池低温加热系统设计研究

针对动力电池在低温环境下无法直接进行充电的问题,以液冷动力电池系统为研究对象,在大量动力电池充放电数据的基础上,结合动力电池的低温加热和保温需求,构建了液冷动力电池包低温加热和保温系统,设计了动力电池的充电和加热流程.根据传热学原理,结合动力电池生热计算理论公式,建立了动力电池的生热仿真计算模型,利用仿真计算工作来模拟分析动力电池低温加热系统的加热效果.通过在NEDC循环工况下的仿真和试验,验证了液冷结构动力电池包低温加热系统很好地满足了动力电池包低温环境下的加热和保温要求,具有良好的应用性.