天然气分布式供能系统冷热负荷计算存在的关键问题及解决方法

冷热负荷计算准确性是天然气分布式供能系统设计科学性及投产后运行经济性的重要保障,然而现有分布式供能系统设计方案中,存在沿用已有设计标准和规范,采取保守测算的导向及计算方法,在负荷测算分析过程中忽视全年延时负荷曲线,对负荷模拟简化处理等问题,导致设计值偏大或者偏离运行规律。针对上述问题,该文提出要提高对冷热负荷计算重要性重新认识,掌握正确的冷热负荷计算方法,同时要根据实际需求选用相应的负荷模拟工具软件等解决方法。     

环形燃烧室冷热态发散冷却性能的对比实验

针对燃烧室发散冷却性能的研究,设计了3头部扇段模型燃烧室进行冷热态对比实验.通过对模型环形燃烧室内外环面上的温度进行测量,讨论冷热态时综合冷却效率分布差异,并考察了冷却空气量与主流空气量之比对综合冷却效率的影响规律.结果表明:发散冷却在冷热态时的综合冷却性能差异显著,主要是由于燃烧反应的发生改变了燃烧室内流场和温度场,进而引起壁面热负荷变化;无论冷态还是热态,在旋流主流的作用下,内环面上的发散气膜相比于外环面更易吹离壁面.随着无量纲流量比的增加,面积平均综合冷却效率均随之增加,但增加幅度逐渐降低.     

设计初期建筑HVAC负荷敏感性分析:城市环境下的购物中心

城市环境及设计参数的多样性使购物中心的冷热负荷具有多重不确定性。通过3种典型购物中心在2种城市环境下的敏感性分析,旨在确定寒冷气候下的关键设计参数。采用拉丁超立方抽样获得200种设计组合方式,通过不确定性及敏感性分析,得到购物中心冷热负荷的波动情况及16个设计参数的敏感性排序。不确定性分析表明,设计参数引起全年HVAC （供暖通风与空气调节）负荷高达62.3%的变化,热负荷的变化幅度是冷负荷的5倍;敏感性分析表明,入口风速、天窗屋顶面积比和屋面传热系数是影响寒冷地区购物中心的建筑全年HVAC负荷的3个重要设计参数;城市环境影响表明,建筑密集地区对冷负荷的需求低于空旷地区,同时,外窗太阳得热系数的敏感性在空旷地区明显高于建筑密集地区。     

辽滨沿海经济区动态负荷的预测与研究

目的为提升区域规划的科学性,提出典型建筑分类法,以了解地区建筑用能特性.方法采用建筑环境模拟软件DeST,建立了办公类建筑、商场类建筑、宾馆类建筑和住宅类建筑的动态负荷分析模型,针对各类型建筑建筑模型进行逐时动态热负荷模拟.结果通过研究逐时动态负荷,分析商服核心区各类建筑的冷热负荷特性,得到了商服核心区区域建筑全年逐时冷、热负荷的分布情况,通过本方法预测的设计日采暖供热负荷总量比常规方法预测值节能约16%.结论在区域能源规划中引入动态负荷计算方法比传统的计算方法更为科学,可起到节约能源,节省投资的作用,为实现区域能源的供需平衡、高效利用和建筑的低碳节能奠定基础.     

生成同时发生设计日的参数降维分区方法研究

为了减少同时发生气象参数的数据量和便于工程应用,提出了一种生成同时发生设计日的参数降维分区方法,该方法基于辐射时间序列法,确定各房间特征参数的近极端组合.以香港长年逐时气象数据作为数据源,在近极端组合下对各房间特征参数进行降维分区,降维分区后代表组合共计960种.对生成同时发生设计日的参数降维分区方法进行验证,结果表明:利用挑选出的同时发生设计日所确定的设计冷负荷与长年逐时负荷计算后确定的设计冷负荷相比,99%以上的相对误差在±5%内,提高了设计冷负荷计算的准确性.将同时发生设计日气象参数与传统方法得到的设计日气象参数进行了对比,结果表明:传统方法得到的设计日参数被高估,导致空调设计冷负荷偏大.     

微型冷热电联供系统的优化运行

研究了以燃气内燃机和吸附制冷机为核心的微型冷热电联供系统.以满足冷、热、电负荷需求时能源运行成本最低为优化目标,建立了联供系统经济最优化模型.并以应用场合负荷需求作为计算基础,得出具体的联供系统最优化运行策略.研究结果表明:联供系统具有良好的热经济性;联供系统最优化运行模式与能源价格有关,在天然气价格不变时,电价越高,联供系统运行经济性越好.     

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.     

BEPCII超导螺线管磁体及低温系统热负荷分析

采用三维有限元和有限体积软件对北京正负电子对撞机重大改造项目(BEPCII)超导螺线管磁体(SSM)及低温冷却系统的主要设备进行了热负荷计算及分析.计算结果表明,在现有设计结构下,SSM超导磁体工作温度在4.5 K左右,满足性能要求;磁体及低温系统的总热负荷约120 W,同时还需要0.4 g/s的冷氦流冷却电流引线.从热负荷分布分析,由于磁体结构尺寸大,热辐射漏热为主要漏热;传输管线漏热占系统总漏热的10 %左右.计算结果为超导磁体低温系统的设计和进一步优化提供了依据.     

基于气象日序数的同时发生设计日挑选方法

传统空调设计气象参数设计日对气象参数间的同时发生性考虑不足，导致空调系统的设计冷负荷与实际峰值冷负荷相差甚远. 为挑选出计算空调系统设计负荷的更合理的同时发生设计日，提出了一种基于气象日序数的空调设计同时发生设计日挑选方法. 该方法首先定义气象日序数的概念，用历史实测气象数据和动态负荷计算模型计算房间动态负荷，基于室内热环境风险水平挑选通用气象日序数集，提出多维多参数聚类分析方法，从通用气象日序数集中选取代表性的同时发生设计日. 运用该方法从香港和长沙的长年实测气象数据中挑选出两个地区的同时发生设计日. 实例研究表明，该方法挑选出的同时发生设计日数量少，适合于工程设计应用. 与传统设计日对比表明，气象日序数方法给出的同时发生设计日计算设计冷负荷准确性更高，能满足工程设计准确性要求.     

基于灰色关联和层次分析的冷热电联供方案优化研究

楼宇冷热电联供系统能够将冷、热、电三种负荷有机地结合到一起,充分利用低品位的热能实现能源的梯级利用,具有较高的能源利用效率.综合考虑经济、环保、节能、可靠性等指标,对楼宇冷热电联供系统进行方案选择.根据灰色系统关联分析法和层次分析法原理,建立了楼宇冷热电联供方案评价分析数学模型,以某图书馆为例进行了冷热电联供方案分析,找到了综合最优方案.通过客观地选择评价指标和权重系数,提高了冷热电联供方案选择的全面性和科学性.     

浅谈热泵技术在煤矿中的应用

在煤矿冷热源设计中综合考虑利用矿井回风及矿井排水中的热量一些技术手段,介绍了设计方案,对矿井回风换热量、矿井水回收热量及建筑冷热负荷等进行了计算,对节能与环保控制有积极的现实意义和实用价值。     

夏热冬冷地区太阳辐射对建筑围护结构能耗影响分析

为解决夏热冬冷地区建筑热工设计时,建筑物夏季要"挡"太阳辐射、冬季要"用"太阳辐射这一看似矛盾的问题,采用理论推导与模拟计算及实验验证的方法,以夏热冬冷气候区内典型建筑为研究对象,分析围护结构(墙体与屋顶)在不同设计参数时,其内外表面温度变化及建筑冷热负荷需求特性.研究结果表明:随着围护结构外表面材料太阳辐射吸收系数由0.9减小到0.3,围护结构外表面温度明显降低,其中外表面最高温度最大降幅20.2℃(屋顶),平均温度最大降幅6.9℃(屋顶),而内表面温度降幅不大;降低太阳辐射吸收系数,可以明显降低建筑夏季冷负荷需求,对冬季热负荷影响甚微;增大围护结构(墙体与屋顶)热阻能够降低建筑冬季热负荷需求,并且热阻与节能量近似呈线性关系,但其对降低夏季冷负荷的效果不如降低冬季热负荷明显,并且有"反节能"风险.该研究可为夏热冬冷气候区建筑围护结构的优化设计,解决夏季隔热及全年综合降低空调能耗问题提供参考.     

大型建筑空调节能技术与设计分析

本文概述了大型冷热负荷系统能耗的因素和大型建筑空调的设计特点。以大型建筑空调的节能与设计出发,从利用自然冷源、减少水泵电耗、从减少冷热负荷、减少风机电耗、提高冷热源效率、改善控制、空调风量和换气数、各类建筑的具体设施八个方面分析了大型建筑空调节能的具体技术措施和实施办发。     

热电冷联供系统设计探讨

热电冷联供有效提高了能源的利用效率,其设计的关键在于对热、电、冷负荷的精确测算,并以此为依据确定热、电、冷的配置比例.     

夏热冬冷地区公共建筑空调排风热回收的节能分析

以夏热冬冷地区3个典型建筑为例,分析了3类典型建筑的总冷(热)负荷、新风冷(热)负荷分布情况,计算了采用排风热回收装置处理新风后降低的负荷量,并对采用新风换气装置后的投资进行了经济性分析.采用新风换气装置后总投资变化不大,但运行费用却能大大降低.     

河北水勘院正定基地地下水源热泵系统热平衡问题分析及对策

为了准确模拟预测河北水勘院正定基地地下水源热泵系统运行期间的地下水渗流场与温度场的变化规律,避免未来地下水源热泵系统运行期间出现的冷热贯通现象与冷热堆积问题,通过总结分析地下水源热泵的应用与模拟研究现状,针对浅层地温能开发与地下水环境模拟中存在的问题,建立了相应的地下水渗流与热量运移三维耦合数值模型,并结合未来地下水源热泵系统的运行工况,预测分析了不同条件下未来地下水源热泵系统的热平衡发展趋势.结果表明:该示范工程按设计方案运行,抽、灌井之间存在热贯通现象及冷堆积问题;提出了当浅层地温能开发存在冷堆积时,在不改变冷热负荷和抽灌井间距时,可采用运行一周期后互换抽水井与回灌井的方案,以有效缓解地下水源热泵工程热贯通现象与冷堆积问题.     

基于深度学习的房间冷负荷预测模型

准确的房间冷负荷预测是空调运行过程节能的基础.首先,根据房间能量平衡方程,通过分析供冷量、冷负荷和蓄热量的关系,提出调温模式下房间负荷预测模型;然后,利用频域分解法实现蓄热计算,应用深度循环神经网络实现温度恒定条件下冷负荷预测;最后,综合温度变化下的蓄热量和温度恒定条件下的冷负荷预测,得到调温模式下房间冷负荷预测值.为提升深度学习算法收敛速度,在深度循环神经网络反向传播修正参数的过程中引入了高斯-牛顿法-LM (Levenberg-Marquardt)法自适应切换的学习算法.仿真实验和实测实验均表明,该方法能快速有效地实现房间逐时负荷预测.本方法实现了调温模式下房间负荷需求的快速精确计算,可用于实现建筑被动热储能的定量计算,同时为整个电网需求侧直接负荷控制提供可借鉴的思路.     

复合冷凝模式的冷凝热回收技术研究

当前采用的建筑冷热源模式的主要特点是,建筑内的空调冷热负荷主要由各类风冷、水源和地源空调热泵机组或直燃型冷热水机组来满足,而建筑内的卫生热水能耗则有单独的油、气、电锅炉所提供。文章主要总结了复合冷凝技术的独特优点,探讨了复合冷凝模式的冷凝热回收技术。     

严寒地区近零能耗办公建筑负荷特性分析

目的 研究严寒地区某近零能耗办公建筑负荷特性,以便逐步完善近零能耗办公建筑的性能化设计方案,达到近零能耗建筑预定的性能目标。方法 以处于设计阶段的某近零能耗办公建筑为研究对象,使用DesignBuilder软件对参照建筑与目标建筑分别进行能耗模拟,并对结果进行分析比较。结果 目标建筑全年累计热负荷指标为15.96 (kW·h)/m²,全年累计冷负荷指标为19.94 (kW·h)/m²;目标建筑与65%的节能建筑相比,累计总负荷指标降低45.86%,热负荷指标降低64.34%,冷负荷指标降低5.89%。结论 近零能耗办公建筑夏季冷负荷指标略高于冬季热负荷指标,各项节能技术对降低热负荷指标及累计总负荷指标均有促进作用,内部热扰和外窗太阳得热对冷热负荷指标影响应予以重视。     

电子设备热电散热器的节能优化研究

{针对环境温度对热电散热器性能影响很大的特点,对采用热电制冷系统冷却的户外电子设备散热器进行了数值模拟研究,并得出了用于设计户外电子设备热电散热器的冷热端最优热导分配比.模拟结果表明:当室外月平均气温为0~40℃时,散热器最优热导分配比为0.42~0.54;系统散热器的总热导值从30W·m/K增至50W·m/K,单片热电制冷片所承担的冷负荷从20W增至30W的情况对散热器的最优热导分配比取值影响很小.