直热式空气源变频热泵热水系统的特性分析

模拟分析了一种直热空气源变频热泵热水系统,包括水箱模块与热泵模块的理论耦合特性和热泵系统在变工况下的运行特性,并且比较了压缩机频率每变化1Hz和冷凝温度每变化1℃对系统的影响.模拟分析表明:压缩机功率随环境温度变化的趋势为抛物线状,在20℃左右达到最高;制热量与环境温度呈正线性相关;热泵模块出热水流量随环境温度变化呈指数增长;当压缩机有效容积和吸气系数等参数不变时,制冷剂质量流量与环境温度呈正线性变化;制热COP随环境温度呈指数增长,随出水温度的升高而降低;调节频率可以更有效改善系统制热量,而降低冷凝温度从而适当降低用水温度(如42℃),可以更有效地降低功耗、增加出水流量.     

云贵高原湿季室内热环境预测关系式

基于我国住宅建筑室内热环境研究的不足,以曲靖师范学院一自然通风房间为对象,对其室内温湿度、风速、墙面温度、地板温度、天花板温度、室外环境温度进行了为期半年的实地测试.对室内空气平均温度、平均辐射温度、PMV(predicted mean vote)值进行了计算.为便于快捷预测和调控云贵高原湿季室内热环境,利用线性回归分析法对PMV与平均辐射温度间的关系进行了讨论,获得了一些相关性较好的回归方程,在相似气候下对热环境预测和设计时可供参考.     

云贵高原湿季室内热环境预测关系式

基于我国住宅建筑室内热环境研究的不足,以曲靖师范学院一自然通风房间为对象,对其室内温湿度、风速、墙面温度、地板温度、天花板温度、室外环境温度进行了为期半年的实地测试.对室内空气平均温度、平均辐射温度、PMV（predicted mean vote）值进行了计算.为便于快捷预测和调控云贵高原湿季室内热环境,利用线性回归分析法对PMV与平均辐射温度间的关系进行了讨论,获得了一些相关性较好的回归方程,在相似气候下对热环境预测和设计时可供参考.     

直通式真空集热管的热性能研究

为了研究直通式真空集热管内的换热特性以及影响集热管性能的因素,建立从吸收管到外界环境的不同阶段的传热数学模型,对每个传热阶段进行分析与计算;当吸收管内外表面温度一定时,导热量随着壁厚度的增加而减少,吸收管外径与内径比为1. 05时的导热量只有1. 02时的1/3;吸收管的导热系数与吸收管自身温度有关,单位温差下吸收管温度每提高100℃,导热量就会增加约163 W/m;吸收管与玻璃管之间对流换热量主要受环形区域压力影响;辐射换热量受吸收管外表面温度影响较大,金属吸收管的发射率会随着温度提高而增加;玻璃外管温度越高,环境温度越低,辐射换热量越大;环境风速的增加会强化对流换热系数,增加热损失.     

辐射损失对采暖室内计算温度的影响

探讨了室外空气温度对采暖室内平均辐射温度和热舒适的影响,利用室内热舒适环境评价指标(PMV),分析计算了相同热舒适条件下,由于辐射热损失的不同导致的舒适性室内空气温度的差异.结果表明,达到和北京地区室内空气温度18.0℃时相同的热舒适度,广州地区的室内空气温度为17.2℃.因此,广州地区采暖室内计算温度可以比北京降低约0.8℃.     

高大空间热分层实测和自然通风潜力分析

在自然通风建筑中,垂直方向上温度分布影响着热压通风。现对南京某单体大空间自然通风建筑垂直方向上温度进行实测,得出在九月份垂直温度呈线性变化,梯度在0.1~0.24℃/m范围内。将温度分层结合已有的热压模型,通过CFD模拟验证模型准确性,用Matlab计算分析建筑上下开口比Rab、室内热源q和垂直温度系数α对室内温度和自然通风量的影响,发现室内温度随着建筑上下开口比Rab和室内热源q的增大而增大,随着垂直温度系数α的增大而减小;建筑的自然通风量受室外温度影响较小,随着上下开口比Rab、室内热源q和垂直温度系数α的减小而减小。计算某高大空间在南京、重庆和广州各月的热压通风量和室内温度,结合热舒适模型确定满足基准通风量和热舒适要求的可利用上下开口比Rab范围和各月热舒适时数。结果表明:广州利用自然通风达到热舒适的时数最多,可利用的上下开口比Rab为1~9,室内热舒适时数占各月总时数的比例为35%~70%。     

居住区地下空间开发对室外热环境的影响

为了定量研究居住区地下空间开发对室外热环境的影响,选择居住区地下停车系统为研究对象,利用微气候模拟工具Envi-met,从地下空间开发规模角度分析未进行地下空间开发、部分开发地下空间和完全地下空间开发3套居住区规划方案的室外热环境指标(温度、风速、相对湿度)。研究显示:不同的地下空间开发规模对居住区室外热环境的改善程度不同,完全地下空间开发的室外热环境质量最好;相比未进行地下空间开发,部分地下空间开发的风速最高降低0.09m/s,空气温度最高降低0.5℃,相对湿度最高提高3%;完全地下空间开发风速最高降低0.33m/s,空气温度最高降低1.1℃,相对湿度最高提高5%。研究表明,通过地下空间开发可以改善居住区的生态环境,提高室外热环境质量。     

长沙地区混合通风住宅老年人空调使用行为

为研究混合通风建筑内人员的空调使用行为对建筑能耗的影响,对夏热冬冷地区以老年人为主的住宅空调系统及室内环境进行为期一年的连续监测,收集了气象参数、空调使用率、开启时间、室内的设定温度等数据. 分析表明：夏季和冬季在客厅、餐厅以及主卧开启空调的时间均有所不同. 在夏季,客厅与餐厅的设定温度较为集中,主要为26~28 ℃,主卧的室内设定温度主要为25~29 ℃,三者设定温度的峰值均在27.5 ℃左右;在冬季,各房间的室内设定温度相差不大,频率最高的温度为20.5 ℃. 夏季住宅内老年人日间室外耐受温度约为31 ℃,夜间约为26 ℃;而冬季住宅内老年人日间室外耐受温度约为12 ℃,夜间耐受温度约为8 ℃. 同时建立了空调开启率与环境温度之间的逻辑回归模型、空调开启时间以及室内温度正态分布模型,为研究混合通风住宅建筑空调使用行为提供参考.     

设定参数对空调系统能耗的影响

 选择位于深圳的一栋小面积办公建筑为例,建立了建筑空调系统的物理和数学模型,基于EES 和Matlab 软件计算模拟,研究了空调系统的室内设定温度、送风温差、冷冻水和冷却水温差参数对空调系统能效比(EER)、制冷系数(COP)、输送效率和功耗等指标的影响。结果表明,室内设定温度每升高1℃,空调冷负荷减少5.6%,COP 和EER 分别升高7.2%和4.75%;送风温度每升高1℃,冷负荷下降4%,COP 和EER 分别降低5.2%和4.64%,以设备总功耗为单一指标,送风温差9.5℃为最佳值;冷冻水温差每升高1℃,冷冻水输送系数升高7.85%;冷却水温差每升高1℃,冷却水输送系数升高8.68%。该结果对空调设计和施工具有指导意义。     

基于数值模拟分析的生态绿墙环境效应

目的分析研究生态绿墙系统的环境效应,为解决环境问题提供应用方法和理论依据.方法以德国维斯玛应用科技大学绿墙改造概念方案为载体,运用Energy-Plus能耗模拟软件、CFD计算流体力学软件、U-wert.net材料U值计算软件对建筑生态绿墙的能源性、物理性、区域性环境效应进行了数值模拟分析.结果生态绿墙系统可以提高建筑外墙23.7%的热阻值;节约6.2%的全年空调负荷;在夏季可以降低室内温度3~5℃;降低室内的空气流速0.03 m/s;维持室内温度的稳定性,全年室内温度可保持20.84℃,提高环境舒适度.建筑物周围的气温通过建筑生态绿墙改造后,降低了0.5~4℃;降低区域内的风速0.05 m/s;减少建筑全年的C排放量7.1%.结论表明生态绿墙产生的生态效果在隔热降温、节能减排、缓解热岛现象、提高室内舒适度和维持碳氧平衡等方面起到了显著作用.     

燃气机热泵系统的制冷性能

对燃气发动机驱动的空气．水热泵系统进行了制冷性能的实验研究．在充分回收发动机余热的情况下,在大范围工况下对影响系统性能的几个重要因素即蒸发器进水温度、蒸发器进水流量、燃气发动机转速以及环境温度等进行了实验研究．结果表明：环境温度31．2℃,蒸发器进水温度由12℃升高到23℃时,室内侧制冷量增加20．4％,系统一次能源利用率提高13.2％;另一方面,当发动机转速由1300dmin升高到190Cr／min时,系统一次能源利用率先增加15．2％,而后降低7．5％,在1600r／min出现峰值．最后获得燃气机热泵系统制冷的最优工况．     

Investigation into the energy consumption of a data center with a thermosyphon heat exchanger

A data center test model was used to analyze the energy dissipation characteristics and energy consumption of a data center.The results indicate that adequate heat dissipation from a data center cannot be achieved only from heat dissipation through the building envelope during Beijing winter conditions.This is because heat dissipation through the building envelope covers about 19.5% of the total data center heat load.The average energy consumption for an air conditioner is 4 to 5 kW over a 24-h period.The temperature difference between the indoor and outdoor air for the data center with a thermosyphon heat exchanger is less than 20°C.The energy consumption of the thermosyphon heat exchanger is only 41% of that of an air conditioner.The annual energy consumption can be reduced by 35.4% with a thermosyphon system.In addition,the effect of the outdoor temperature on the en-ergy consumption of an air conditioner is greater than the indoor room temperature.The energy consumption of an air conditioner system increases by 5%to 6%for every 1°C rise in the outdoor temperature.     

相变蓄热水箱蓄热性能数值模拟研究

在封闭静止的蓄热水箱中添加相变材料可以增加水箱热容量、延长水箱升温时间。分别建立了有、无相变单元蓄热水箱的物理模型，利用有限体积分析法对蓄热水箱加热过程进行数值模拟，探讨了封闭水箱加热过程中相变单元的熔化规律和相变单元对水箱温升的影响规律。研究结果表明相对于纯水蓄热水箱，当蓄热水箱中加入占水箱容积9.05%（体积分数）的相变单元、其平均温升29 K时，蓄热水箱的整体热容量提高了25.58%，加热时间延长了1 100 s；蓄热水箱内只在垂直方向上存在热分层，导致含有相变单元的蓄热水箱较高位置处的相变单元先熔化，降低了较高位置处水的温升速率，使得相变蓄热水箱和纯水蓄热水箱的热分层剧烈程度存在差别；以最大温差值作为判断水箱热分层剧烈程度的依据，不同加热功率下相变蓄热水箱的热分层特征变化规律大致相同，但加热功率越大，热分层现象越剧烈。     

风压通风办公建筑内温度预测方法的模拟与实验

采用天津地区典型年气象参数、季节主导风向和平均风速,综合考虑围护结构传热、日射得热和室内热源散热,数值模拟了天津地区一栋办公建筑过渡季节风压自然通风下的室内热环境,得出室内温度与房间单位面积稳态得热量之间的线性关系曲线.通过实验测试该建筑内、外环境,发现测试结果与理论计算结果相比在线性上有所偏离,最大线性偏离度为6.7%,对应于相同的室内温度,单位面积得热量值高于理论计算结果.最后分析了产生线性偏离和数值偏差的原因,论证了理论计算结果的可靠性.     

复叠式空气源热泵相变蓄能除霜低温适应性实验研究

复叠式空气源热泵的几种常规除霜方式都存在一定的弊端,为此提出了复叠式空气源热泵相变蓄能除霜方法。为研究复叠式空气源热泵相变蓄能除霜的低温适应性,通过改变室外侧环境温度、相对湿度和结霜时间,设计了6种不同室外工况。并通过实验研究6种工况下,系统开启除霜模式时的运行特性。实验结果表明:6种工况下,除霜时间都在520～770 s范围内,且每个工况下机组运行正常,系统除霜性能稳定,同时室内侧平均供热量也达到正常供热的57.4%以上,说明本系统具有良好的低温适应性。     

蓄热型太阳能喷射制冷系统供冷性能分析及优化

为提高蓄热型太阳能喷射制冷系统的供冷性能,利用TRNSYS软件,建立蓄热型太阳能喷射制冷系统瞬态仿真模型.结合太原市某公共建筑的逐时冷负荷,分析集热侧循环水流量和蓄热水箱容积对系统供冷特性的影响.结果表明:随集热侧水流量、水箱容积的增大,系统在连续5 d中的平均输出冷量均呈现先增后减的趋势;集热侧水流量和蓄热水箱容积与集热器总面积的最佳比例分别为0.005 kg·(h·m²)^-1和0.02 m³·m^-2.     

多功能热泵空调器中蓄热装置的蓄能特性研究

蓄热装置是多功能热泵空调器的关键设备,其运用是否合理直接关系到这种节能空调器运行的成败.通过对蓄热机理分析,建立了蓄热装置的蓄热水箱和螺旋换热盘管数学模型,经实验验证了所建模型的准确性.同时,对蓄热装置在蓄热和用水工况下的动态特性进行了数值模拟,研究了系统在蓄热和用水时,水箱内水温的分布以及螺旋盘管内制冷剂的温度和干度变化情况,为这种蓄热装置在多功能热泵空调器中成功运用奠定了基础.     

环境参数对PTR70真空集热管外壁面温度的影响

为了利用玻璃管外壁面温度判别集热管真空,考虑集热管的传热平衡,推导出玻璃管外壁面温度与集热管热损失的关系表达式,结合PTR70真空集热管实验拟合关联式,确定不同环境风速、环境温度、太阳辐射强度以及管内循环工质温度下,PTR70真空集热管处于良好运行状态时的玻璃管外壁面温度范围.结果表明:环境变化仅改变玻璃管外壁面温度,对集热管热损失的影响相对较小.随着环境风速的增大,玻璃管外壁面温度先是急剧减小,然后趋于平缓；随着环境温度的升高,玻璃管外壁面温度呈线性升高；太阳辐射强度的变化对玻璃管外壁面温度几乎没有影响.工质温度是影响PTR70真空集热管热损失的最主要因素,玻璃管外壁面温度和集热管热损失都随工质温度的升高而增大,且增幅越来越大.     

盐穴地下储油库热质交换及蠕变

为了确保盐穴储油库的密闭性和安全性,建立了油、卤水和围岩的热交换模型以及由于温度变化而引起的溶腔压力变化模型,同时建立了岩盐蠕变和渗透模型.通过TDMA算法对模型进行了求解,结果表明,油在7 a的放置过程中,温度升高了8.635℃,压力升高了8.97 MPa,即温度升高1℃压力约升高1 MPa.另外,盐穴的蠕变量随着放置时间的增加而减小.岩盐的渗透率很小,油的渗透量可以忽略.温度变化对溶腔压力有重要的影响,油和卤水的热膨胀系数与可压缩系数的比值决定了温度变化对压力的影响程度.在实际注油时,要准确测量油和卤水的可压缩系数和热膨胀系数,以便对溶腔内液体的温度和压力做出正确的预测和判断.     

相变蓄热型Trombe墙冬季供热性能的测试分析

提出相变蓄热型Trombe墙应用于寒冷地区气候条件下的冬季辅助供热系统,对其供热性能开展了实验测试研究。建立设置相变蓄热型Trombe墙的实验系统,对其冬季室内空气温度、室外气象参数、集热板表面温度、空气通道温度及风速进行了测试。详细分析了通风量和供热量。实验测试结果表明:相变蓄热型Trombe墙具有良好的蓄热和辅助供热特性;通过相变材料的蓄热和放热,可以有效延长空气通道的通风时间,进而实现延续供热。测试条件下,内部上风口和内部下风口可在2 h关闭,在日出后1～2 h开启时,效果较好;在全天候可累计提供日所需供热量的28. 9%,具有较好的供热效果。