溶液全热回收器与单级喷淋模块结合的新风机组

为了解决加大新风量带来的处理能耗增加和室内空气品质提高的矛盾,将溶液全热回收装置和单级喷淋模块结合起来,构建了溶液全热回收型新风机的处理流程。溶液全热回收装置的热回收效率较高,有效地降低了新风处理能耗;同时由于盐溶液具有杀菌除尘作用,能够避免新风和室内排风的交叉污染。热回收型新风机在夏季的平均电性能因数和热性能因数分别为9.4和3.0,冬季的平均热性能因数为2.2。在北京市现有的能源价格水平下,热回收型新风机的冬、夏运行费用分别为常规新风机的25%和75%。     

用计算流体动力学方法求解通风房间的空气年龄

为了替代示踪气体方法评价室内空气品质和通风有效性,在示踪气体研究方法的基础上,推导出空气年龄的输运方程,用计算流体力学的方法对该方程进行了求解。计算结果表明,用数值方法得到的空气年龄与他人的实验结果吻合较好,可以代替示踪气体测量方法。     

（火积）在航天器热控系统并联热网络优化中的应用

本文针对航天器热控系统中并联热网络的流量分配与面积分配的优化问题,建立了其数学物理模型,并结合（火积）理论对其进行了分析计算和讨论.理论分析发现,该问题的优化设计目标（当量传热温度最低）与（火积）耗散极值原理所指出的优化方向是一致的.以两支路热网络系统为例,本文采用牛顿法对系统的（火积）耗散率求极值,对其流量分配与面积分配问题进行了优化计算,对比了最小熵产原理与（火积）耗散极值原理在分析该类问题时的异同,并根据计算结果讨论了优化结果的影响因素.研究发现,（火积）耗散极值原理在分析航天器传热优化问题中更具适用性;在优化结果的影响因素方面,支路的散热任务和总的传热面积对优化结果影响较大;对于冷流体流量,当其值超过某个阈值时,它对优化结果将几乎没有影响.同时,本文的计算结果表明,牛顿法是计算本问题的有效方法,在十支路热网络系统中仍可在较短计算时间内给出优化结果.     

温控阀作用下的房间动态特性模拟

为设计计量供热系统的控制方案,分析了温控阀控制过程与房间热动态过程。建立描述温控阀、散热器、房间动态特性的方程并联立求解。在不同运行工况及热扰作用下,对散热器流量、散热量、回水温度、房间室温等变量的动态响应进行仿真模拟。通过理论计算完成稳态验证,并通过对北京某小区供热系统的测试进行实验验证。结果显示,在温控阀保持全开状态以及按作息规律进行调节情况下,回水温度及室温模拟值与实测值的最大偏差均小于1℃,表明了模拟计算结果的准确性。     

温控阀作用下的房间动态特性模拟

为设计计量供热系统的控制方案,分析了温控阀控制过程与房间热动态过程。建立描述温控阀、散热器、房间动态特性的方程并联立求解。对不同运行工况及热扰作用下散热器流量、散热量、回水温度、室温等变量的动态响应进行仿真模拟。通过理论计算完成稳态验证,并通过对北京某小区供热系统的测试进行实验验证。结果显示,在温控阀保持全开状态以及按作息规律进行调节的情况下,回水温度及室温模拟值与实测值的最大偏差均小于1℃,表明了模拟计算结果的准确性。     

家用燃气灶热效率特性测试分析

在实际使用条件下，对火势、锅具大小和水温与家用燃气灶热效率的关系进行测试分析．测试结果表明：烧开水时，平均热效率为43％—52％；对于小锅，天然气流量与热效率呈现单调递减的关系，热效率最大值与最小值之比为1．6；对于大锅，天然气流量与热效率呈现马鞍形关系，天然气流量为0．1m^3／h时热效率最高；大火时，家用燃气灶烧开水的一次能耗比电水壶大．     

孤立系统内传热过程的火积减原理

从热力学第一、第二定律出发, 基于熵的概念, 可以得出孤立系统的熵增原理和孤立系统、定温定容系统等的热平衡判据. 本文基于火积的概念, 得出了孤立系统内传热过程的火积减原理, 发现在孤立系统内的热量传递过程中, 火积总是减小的, 该原理可以视为热力学第二定律在传热过程中的一种表述. 本文还得到了孤立系统和封闭系统的热平衡判据, 即最小火积原理和最小自由火积原理, 发现孤立系统在达到热平衡时系统的火积最小, 而封闭系统在热平衡状态下自由火积最小. 这就表明, 在传热过程中, 火积和熵一样, 都可以作为时间之矢, 指出其发展方向; 而且, 火积也可以用于描述系统的平衡态.     

变流量工况下的散热器动态仿真

为研究计量供热系统散热器在变流量工况下的动态特性,建立了散热器动态仿真模型。考虑了水流经散热器时的流动延迟,利用Lagrange法的思想,建立了流动过程、滞流过程、过渡过程的微元模型;利用Euler法建立了散热器集总模型;考虑散热量与室温的耦合关系,结合房间温度模型,进行联立求解。北京及天津2个小区采暖系统的测试结果与模拟结果吻合较好。该模型可用于变流量供热系统的节能分析。     

关于北京市建筑节能问题的建议

北京市现有建筑面积5.2亿m2,其中住宅建筑3.6亿m2,公共建筑1.6亿m2。在建筑能耗总量中,采暖能耗约占55%,住宅建筑炊事、用电等占17%,1.3亿m2普通公建占18%,3000万m2大型公共建筑占10%。