新风直接供冷空调系统的设计与运行优化

作者提出的新风直接供冷空调系统的最佳形式,对3种可能方案进行分析并做深入的讨论．确定系统的最佳形式就是系统的设计与运行优化组合的问题．而从节能的角度进行系统的优化,则是通过解决函数寻优问题,使运行能耗为最小．以设计优化与运行优化相结合的思想,建立了空调系统的风机能耗优化模型．该模型以供冷期能耗最小为目标函数,以系统的运行风量作为供冷期所需风量,以各子系统风量不大于其最大风量为约束条件,采用遗传算法进行系统的优化,得到了系统的最优设计与运行方案。     

基于动态水力平衡的集中供热系统二次管网节能优化调节方法研究

针对二次管网各支路之间相互耦合、流量难以精确控制、输配系统各设备的动态调节容易造成水力失衡的情况,利用电网图论原理建立二次管网多元非线性水力工况模型,并利用实测数据建立二次管网输配系统能耗模型,以输配系统能耗最小为目标,以各支路动态水力平衡为主要约束条件,建立基于遗传算法的二次管网输配系统节能优化调节模型,用于在线优化二次管网输配系统各设备的运行参数。利用某高校集中供热系统二次管网进行建模和仿真。研究结果表明:动态调节方法相对变压差变流量调节方式可使输配系统运行能耗进一步降低约12.27%,为多执行机构二次管网水力平衡的动态优化调节提供参考。     

基于数值模拟的空调末端节能优化

建立了一间办公室的物理模型,利用AIRPAK3.0数值模拟软件,采用室内零方程湍流模型,对办公室在空调末端供冷条件下的室内气流组织进行了数值模拟,分析了空调末端送风温度和送风速度对于热舒适性的影响,对一天内各典型时刻的送风参数进行了优化,并将优化后的末端工况与实际末端工况进行了对比.结果表明:空调末端的节能潜力较大;相同外界条件下,与运行参数未进行优化时相比,按模拟结果对运行参数进行优化后,全天各时刻空调末端设备的理论制冷量平均减少17%.     

永4转油站集输系统能耗分析及节能预测

大庆油田永4转油站所辖油井产液量低、含水率高,集油能耗偏高。为降低集输能耗,建立了永4转油站各集输环节能量平衡模型,结合生产运行数据对其进行了能耗分析,确定了能耗分布规律及用能薄弱环节,并提出了主要用能设备改造、生产工艺参数优化等节能技改方案。节能预测结果表明:该集输系统改造后,可节约天然气48.97 m3/h,节电34 kW.h/h,能源效率可提高2.17%,节能效果显著。     

基于NSGA-Ⅱ的冷源机房设备运行参数多目标优化

中央空调冷源机房设备系统运行参数优化是提高空调运行性能的重要途径之一,但由于机房设备种类繁多,运行工况复杂,运行参数诸多,参数之间耦合作用较强,其优化问题是学者们广泛关注的重点和难点.提出了一种基于非支配排序遗传算法Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)的冷源机房设备运行参数多目标优化方法.以制冷量最大和能耗最低为目标函数,以冷冻出水温度、冷冻回水温度、冷却回水温度、冷冻水流量和冷却水流量5个变量为决策变量,根据实际运行工况设定其约束条件,建立系统运行参数优化模型.此外,以负荷率、室外环境温度和室外环境湿度作为划分工况的依据,采用等宽离散化方法并结合K-means聚类方法共划分出32种运行工况.最后仿真结果表明,在4种典型运行工况下,多目标优化方法相对于普通优化方式,能得到更高的循环性能系数(coefficient of performance,COP);同时,多目标优化方法能够使系统能效提升14.35％,能耗降低12.52％.因此,本文方法适用于空调领域,并能为工程应用时的参数设置提供一定的指导作用.     

基于DeST的用户侧连续调节水系统运行性能模拟

目的为了仿真集中空调冷冻水系统的运行特性和冷站设备能耗,研究基于用户侧整体模型的建筑空调末端设备和冷站的模拟计算平台,实现对空调冷冻水系统运行和冷站设备能耗的动态仿真计算.方法基于冷站和用户末端盘管的水力、热力特性,搭建冷站模型和连续调节末端的用户侧整体模型,以DeST模拟软件的房间负荷、建筑热特性参数和室外空气温湿度为基础,计算得到末端连续调节水系统的运行特性,同时结合冷站模型,完成冷站及用户侧模型的联合仿真.结果某一冷量下,用户侧的流量在一个小范围内变化;负荷率较低时,旁通水阀开启使得供回水温差减小;实现了建筑集中空调系统冷冻水系统的动态运行状态和冷站设备的能耗模拟计算.结论为用户侧采用连续调节末端的建筑空调冷冻水系统的全工况模拟计算提供了一种可借鉴的方法.     

风机盘管变工况供冷量灰色预估模型

风机盘管(FCU)变工况供冷性能数据是空调工程设计中FCU选型的重要依据,针对在FCU供冷性能测试过程中变工况实验次数非常多,非常费时和能耗大的问题,研究了运用灰色系统建模理论建立FCU供冷量与工况条件参数的G(1,N)灰色模型,并论述了利用该建模方法预测FCU变工况时供冷量估计值的方法过程.研究结果表明建模拟合精度和预测估计精度都较高,为FCU企业和测试部门在做变工况特性实验时,利用少数几个工况的实验数据和以往同规格品种FCU更多工况的历史数据估计本批次FCU变工况特性提供了有效的方法,从而可以大幅度减少实验次数,提高实验测试的工作效率,节省测试的能源消耗.     

压缩式冷水机组节能优化研究

针对现有优化方法未能充分考虑蒸发器过热度对压缩式冷水机组运行效率与稳定性的影响,导致过热度优化值偏高、系统运行能效不能达到最优的问题,提出了一种能够最小化过热度的节能优化方法,以进一步挖掘冷水机组节能潜力。通过分析制冷循环,建立了冷水机组稳态机理模型以及能耗模型,并提出了最小稳定过热度曲线的实验获取方法;然后根据最小稳定过热度曲线在线调整过热度约束,以系统总能耗最小为优化目标,利用遗传算法对冷水机组不同负荷下设定点进行寻优计算,实现系统优化运行。对比实验结果表明:改进的过热度约束在保证系统稳定的前提下,有效地扩大了寻优范围,在夏季典型工况下的工作时段,可比现有优化方法平均节能1.92%。该研究对压缩式冷水机组优化节能控制具有重要的现实意义。     

基于水力-热力耦合模型的供热管网优化调度研究

在城市集中供热管网运行过程中,供热系统的输配能耗由水泵能耗和供、回水管网的热损组成,降低供热系统的输配能耗对实现低碳供热目标具有重要意义．本文基于网络图论、流体输配原理和管道的一维传热,建立了集中供热管网的动态水力-热力耦合模型,并针对天津市实际供热管网的运行过程进行了仿真模拟,利用实际运行数据验证了动态水力-热力耦合模型的精确性．建立了集中供热管网输配能耗的计算模型,并对供热系统的运行能耗进行经济性分析．基于所建立的能耗分析模型,结合粒子群优化算法,建立了多热源环状管网的优化调度方法,该方法以供热管网的总输配损耗的成本最低为目标函数,以热源的供水温度、热源泵的转速比、热力站入口处的阀门开度为决策变量,以满足能量守恒和质量守恒为约束条件,通过进行算法参数匹配,给出基于PSO算法的多热源环状供热管网优化调度的计算步骤,并结合天津市实际管网对优化调度方法的调控过程进行了分析．仿真计算结果表明,由于管网存在输配延迟属性,热力站的总负荷变化与室外温度变化不存在静态的正相关性,此外,也发现水泵运行费用为整个管网运行费用的主要组成部分,占总运行费用的58%以上．本研究为城市集中供热管网运行调节的优...     

基于频域回归法的混凝土辐射供冷楼板非稳态传热模型的建立及验证

以辨识理论和反应系数法为基础,利用频域回归法计算混凝土辐射供冷楼板热力系统吸热和传热反应系数,建立混凝土辐射供冷楼板的二维非稳态传热模型.通过实验数据对所构建模型的计算结果进行验证.结果表明:稳态工况热流密度误差不超过6%,,表面温度误差在0.3,℃以内;非稳态工况热流密度误差不超过9%,,表面温度误差在0.5,℃以内.最后利用该模型计算了工程常用混凝土辐射供冷楼板的传热延迟时间,为其系统的负荷计算和运行策略提供参考.     

住宅中央空调系统能耗影响因素分析及节能措施探讨

以住宅建筑为例,从冷负荷、制冷设备的容量与效率、水泵与风机的能耗水平、系统的运行与管理模式等方面分析了其对空调系统能耗的影响及减少各项能耗的措施,其结果对推进建筑节能的实施及住宅中央空调系统的发展具有一定的参考价值。     

重庆城市居住建筑能耗预测模型

为了研究重庆市居民住宅建筑能耗的影响因素,通过问卷调查匹配居民实际能源消耗,借助SPSS软件,运用相关分析和多元回归分析对影响居民建筑能耗各因素与能耗的关系进行实证研究,得出常住人口、人均建筑面积、制冷空调和电脑台数总和和夏季空调降温方式4个因素与建筑能耗有显著相关性,据此建立居住建筑能耗预测的多元线性回归模型,并运用历年实际能耗消费数据对模型拟合效果进行检验,研究结果表明:模型拟合预测年能耗与实际统计年能耗符合度达95%左右,说明能耗影响模型的预测结果具有较高的预测精度和较好的拟合效果;居住建筑能耗预测模型可为国家区域能源规划、相关能源政策的制定提供有力的数据支持。     

地表水源热泵系统冷热源利用的节能评价

分析了地表水源热泵系统的冷却水温度、流量和扬程等因素对水源热泵系统能效比的影响.以空调冷负荷和冷冻水参数作为控制目标,提出了包含水源热泵机组能耗的冷却水系统能效比分析模型.利用该模型分析了地表水直接进入热泵机组的地表水源热泵系统和以板式换热器间接换热的地表水源热泵系统的运行能效.结果显示,冷却水温度变化对能效比的影响大于冷却水系统静扬程变化对能效比的影响.部分负荷工况下冷却水温度为23~24℃时系统能效比达到最大值.     

基于综合节能的整流变压器最优运行工况研究

应用于金属冶炼、化工电解等行业的大功率整流变压器,其线圈铜阻随温度升高而增大,相应的基本铜耗也会增加;冷却装置的投入不仅能控制整流变压器在温升限值内运行,还能降低绕组温度实现降耗,但该过程加大了冷却装置的能耗,系统的整体能耗是否最低就需要根据实际情况进行分析.本文结合某铝业公司工程实测数据,对整流变压器损耗与温升关系,冷却功率与温升关系进行了深入研究,通过优化计算得到整流变压器的最优运行工况,即系统综合能耗最低时的温升及需投入的冷却功率,为整流变压器综合节能提供了理论依据和有效方法.     

Development of Temperature-Humidity Independent Control Air-Conditioning Unit for Residential Buildings

Cooling panels are increasingly used in domestic residential buildings.To provide medium temper-ature cold water for the cooling panel,and dehumidify the indoor air simultaneously,a new kind of temperature-humidity independent control air-conditioning unit was developed for single residential house by utilizing multi-variable technology.First,the supply air temperature was studied to determine the proper supply air flow rate for the humidity control.Then,the energy consumption of different temperature-humidity independent eontrol systems was studied.The analysis indicates that unity evaporating temperature can be used to handle the mois-ture load and sensible heat load in two evaporators.So the unit scheme was put forward.Two evaporators were used to produce medium temperature water and dry air separately,and electric expansion valves were used to control the refrigerant distribution between the two evaporators.Then, experimental work was carried out to in-vestigate the influence of compressor frequency,refrigerant distribution on the dehumidification capacity,energy efficiency and refrigeration capacity.In the end,the paper concludes that both compressor frequency and refrig-erant distribution can control the dehumidification capacity,but the former influences the EER more than the latter.while the latter influences the refrigeration capacity more than the former.We can find a proper running point at certain sensible and latent cooling load by adjusting both compressor frequency and electric expansion.valve.The energy consumption of this kind of unit was estimated and compared with present room air condition-ers,which shows that it can save about 41% cooling energy consumption.     

基于再生制动能利用的发车间隔优化模型

本文基于单车节能操纵,以降低全线总能耗为目标,建立了发车间隔节能优化模型。该模型在现有区间运行时分的基础上,考虑单列车节能及其在不同站间的运行速度曲线,得到列车区间牵引能耗,通过重叠时间确定有效利用的再生制动能,并且将多车总能耗最低转化为求解全线能耗最低问题。以全线能耗最低为目标,采用遗传算法,寻求最优发车间隔。仿真案例验证了优化发车间隔的节能效果。     

燃气冷热电联产系统节能特性研究

以冷热电联产系统的节能率为评价指标,分析了影响燃气冷热电系统在热电联产、冷电联产、冷热电联产模式运行下的能量利用的因素,指出了联产系统的节能条件,为冷热电联产系统的设计和运行提供参照.     

以二氧化碳作介质的冷凝汽轮机排汽的节能分析

以100 MW 高压凝汽式汽轮机发电机组为例,对采用以二氧化碳为介质的带膨胀机的排汽冷凝系统进行了循环过程的热力计算,得出这种系统通过二氧化碳膨胀机回收汽轮机排汽中的部分能量,不仅能够减少汽轮机系统的冷源损失,还能减少冷却水的消耗量,减少系统运行的动力消耗,并与现在常用的汽轮机排气冷却水系统在热效率、冷却水用量、冷却水系统用电量等方面进行了对比分析。     

考虑旁通回路的空调冷冻水系统变压差控制静态稳定性分析

由于中央空调冷冻水系统末端负荷分布和管网结构是影响其控制稳定性和可靠性的关键因素,以异程布置冷冻水系统为研究对象,在充分考虑旁通回路调节特性的基础上,建立了管网水力特性精确数学模型,研究了旁通回路压差设定值对管网水力特性和能耗特性的影响,以及管网末端设备流量同步变化和非同步变化等多运行工况下的水力特性,着重分析了压差反馈信号监测点对变压差控制系统的静态稳定性及其调节品质的影响.研究表明,合理调整控制目标值以及旁通调节阀压差设定值是实现节能、稳定运行的关键.     

装配式与现浇住宅基于全寿命周期的热力学与环境影响评价研究

以北京市某装配式民用住宅楼作为研究对象,建立装配式住宅全寿命周期能耗、耗及CO_2排放量的热力学计算模型。基于调研数据,应用此模型计算出该栋装配式住宅全寿命周期各个阶段的能耗、耗及CO_2排放量;并与传统现浇混凝土住宅进行对比分析,作出能比变化曲线。针对装配式住宅特点,建立围护结构形成阶段热力学计算模型。结果表明,该装配式住宅围护结构形成阶段三项数据均高于现浇住宅;且能比较高,装配式住宅建造需要消耗大量高品位能源。拆除阶段装配式住宅建材高回收利用率有效降低能耗及CO_2排放量。假定建筑50年使用年限,全寿命周期内装配式住宅总能耗及CO_2排放量分别减少15.0%、12.6%;但能比略高于现浇住宅。建立的围护结构形成阶段热力学计算模型能客观评价两类住宅该阶段在能源消耗、能源结构及对环境影响的差异,结合装配式住宅全寿命周期热力学计算模型分析对装配式住宅节能设计有指导意义。