不同供水工况毛细管网地板辐射供暖实验研究

针对夏热冬冷地区冬季供暖问题,以空气源热泵+毛细管网地板辐射供暖系统为对象建立实验系统.实验测试并分析了供水温度分别为40℃,37℃,35℃,33℃和30℃时,不同供水工况毛细管网地板辐射供暖房间的室内空气温度、各内壁面温度的变化特性以及室内环境的舒适性.实验结果表明:在重庆地区,当毛细管网辐射面积占地面的50%,毛细管网间距为20mm,填充层厚度为50mm的豆石混凝土,面层为12mm的木质地板时,40℃,37℃,35℃,33℃和30℃供水工况稳定时的室内温度分别为18.73℃,18.06℃,17.03℃,16.09℃和15.28℃;室内热感觉(PMV)分别为-0.65,-0.82,-1.09,-1.31和-1.44;不满意百分率(PPD)分别为14%,19.08%,30.18%,40.71%和47.39%;各工况室内竖直方向和水平方向上最大温差分别为0.39℃和1.12℃.该地区供水温度≥33℃时,室内温度可满足舒适要求;供水温度≥37℃时,室内PMV和PPD满足我国热舒适评价标准,各工况毛细管网地板辐射供暖系统室内温度分布非常均匀.     

热管地板辐射供暖的特性

在不同的供水温度和流量下对热管地板辐射供暖的特性进行了实验研究．实验结果表明：地板表面温度和散热量随供水温度的升高而明显增加，随流量的增加而略有增加；热管间距为300mm、供水温度为35-45℃、流量为0．1-0．3m^3／h的运行条件下，地板的散热量和表面温度基本可满足供暖房间的需要，供水温度比塑料管系统低4-6℃，管间距比塑料管系统大；地板的蓄热时间是预热时间的3倍左右，与塑料管系统相比具有升温快降温慢的优势；采用热管地板辐射供暖后室内空气竖向温度梯度较小．     

基于不同动态负荷的太阳能辅助地源热泵系统供暖特性研究

建立了太阳能辅助地源热泵系统(SAGSHPS)动态仿真模型,基于间歇负荷1(8:00-20:00末端开启)、间歇负荷2(18:00-次日7:00末端开启)和连续负荷(末端全天24h开启)条件,对大连地区SAGSHPS在整个供暖期内的运行过程分别进行逐时动态仿真,分析了3种典型动态负荷下SAGSHPS的运行特性.结果表明:冬季最冷日内不同负荷下,系统供暖运行方式不同.间歇负荷1下系统以地源热泵(GSHP)和太阳能热泵(SHP)交替供暖;间歇负荷2下系统以地源热泵供暖为主,只在入夜初期辅以太阳能热泵供暖;连续负荷下系统白天以太阳能热泵供暖,夜间以地源热泵供暖.整个供暖期内,蒸发器入口温度对热泵机组性能系数的影响高于对系统性能系数的影响;对于太阳能、地热能和电能对热负荷的贡献比例而言,蒸发器入口温度越高,太阳能对热负荷的贡献比例越大,地热能的贡献比例越小,而电能的贡献比例变化不明显.     

南方地区局部地面供暖舒适性及节能性研究

采用环境测试、主观问卷和能耗模拟相结合的方式,研究冬季局部地面供暖方式下人体舒适性以及能耗情况.在14、16、18℃背景温度下的人工环境实验室内,测试了20位受试者的热感觉、热舒适、热可接受以及相应的局部地面供暖能耗.实验结果表明:在14℃时,使用局部地面供暖后受试者的舒适性显著提高,在16、18℃时,使用局部地面供暖能满足90%以上受试者舒适性要求且所需能耗很低.模拟结果表明:相比设定温度为20℃的空调系统能耗,采用局部地面供暖对西南、华东与华中地区节能效果明显,在华南地区节能率最高.因此,局部地面供暖可以作为一种适用于南方地区的提高舒适性和节能性的采暖方法.     

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。     

太阳能毛细管辐射采暖系统的运行特性分析

针对北方地区冬季清洁供暖问题,本文提出了一种太阳能毛细管辐射采暖系统方案,该系统应用了一种应用太阳能毛细管顶板辐射采暖系统的3L热隔断屋顶,搭建了太阳能毛细管辐射采暖系统试验台。利用energyplus模拟了建筑热负荷,确定了集热器的面积,比较了使用3L热隔断屋顶和普通屋顶实验室的负荷变化,分析了系统蓄热过程、放热过程及电辅助加热过程。结果表明,使用3L热隔断屋顶的实验室热负荷明显降低,平均热负荷较普通屋顶低0.521 k W。该系统在低负荷建筑下供热安全稳定,室内温度稳定在19℃左右。水箱蓄热能效为22.2%,电辅助加热效率可达到95%。     

严寒地区教学楼新风供给与值班温度供暖的负荷研究

目的研究不同使用状况、不同时间阶段下教学楼负荷的变化趋势,分析其变化原因,优化负荷计算方法,以降低能耗,挖掘教学楼冬季供暖的节能潜力.方法针对该类建筑的使用特点,采用Dest软件模拟冬季室内在新风条件下的逐时负荷变化,将人均新风量换算为换气次数,解决Dest软件运算中新风无法根据作息调节的问题,并与采用了值班温度供暖模式下负荷的变化情况相对比.结果教学楼内人员密度较大导致新风负荷占比较大,通过根据作息调节通风后负荷可以降低50.49%;教学楼在非使用时段采用值班温度供暖负荷可以降低28.13%.整个采暖季平均热负荷指标为31.11 W/m~2.结论教学楼冬季供暖和新风供给设计中引入调节通风作息和值班温度供暖模式可极大改善室内环境并降低建筑能耗.     

地源热泵在育种/育苗温室中的应用实验研究

介绍了利用地源热泵技术为育种／育苗温室供暖,对温室进行温度调节.采用地源热泵技术利用浅层地能作为温室采暖热源.利用地源热泵技术,充分发挥浅层地能的效能,从地下土壤中获取能量作为温室采暖系统的基本负荷,满足温室加温时的供热需求,热泵机组采用中温热泵,末端采用地下盘管供热或风机盘管供暖风,可以快捷、方便的调节育种/育苗温室内的温度、湿度.取消原来的燃煤锅炉,降低燃煤能耗、较少污染物的排放.     

不同散热末端下直膨式热泵供暖系统热舒适性的实验与模拟研究

采用实验和模拟的方法,对不同散热末端下直膨式空气源热泵供暖系统的热舒适性进行研究。通过实验对比研究采用新型热虹吸散热末端的直膨式空气源热泵(direct expansion air-source heat pump using thermosiphon radiator,DE-HP-T)与传统热风空调散热末端时,直膨式空气源热泵供暖系统的室内空气温度分布特征,重点分析系统启动阶段的动态热环境变化差异;在验证模型的可靠性后,通过数值模拟的方法对直膨式空气源热泵耦合不同末端供暖时,室内的非均匀稳态热环境进行研究分析,并采用等效温度指标对人体局部及整体的热舒适性进行评价。结果表明,DE-HP-T系统在启动阶段室内空气温升速度较快,可达到10.8℃/h,略小于传统热风空调系统的13.8℃/h;但与传统热风空调系统相比,DE-HP-T系统可以避免人体头脚温差过大以及"冷辐射"所造成的热舒适问题,有效提高人体小腿及脚部的热舒适性,具有更加舒适的整体热感觉。     

住宅辐射制冷-独立新风空调系统 负荷比的多目标优化

为实现辐射制冷-独立新风空调系统负荷比的多目标优化,引入了BES-CFD耦合仿真方法,以长沙市某应用辐射制冷-独立新风空调系统的住宅房间为研究案例,同时研究了不同的送风温差和不同负荷比下的系统能耗及室内热环境,从节能、热舒适和运行安全性的角度,分析了最佳负荷比范围. 结果表明：考虑系统节能性时,不同送风温差的最佳负荷比范围分别为：46%~85%（4 ℃）、16%~85%（6 ℃）、3%~85%（8 ℃）,且送风温差较大时更节能. 从热舒适角度分析,最佳负荷比范围分别为：20%~72%（4 ℃）、16%~59%（6 ℃）、3%~50%（8 ℃）,较小的送风温差具有更大的负荷比调节区间. 各工况下顶板与地板壁面温度均高于近壁面空气露点温度,无结露风险. 综合考虑节能性、舒适性及安全性的最优负荷比宜取：46%~72%（4 ℃）、16%~59%（6 ℃）、3%~50%（8 ℃）.     

地板辐射供暖结合混合通风系统下室内换热实验研究

建立地板辐射供暖结合混合通风系统的实验平台,测定供暖系统处于不同供水温度和流量时小室的各内表面温度和室内空气温度,研究地板和其他表面间辐射换热以及地板表面对流换热情况。研究结果表明:地板辐射供暖系统中地板与其他表面的辐射换热量占总换热量的50%~70%,并且随供水温度的升高而减小。当供水温度一定时,地板与其他表面辐射换热的比例随着供水流量的增加而减小。提高供水温度或供水流量均导致地板表面温度的增加,但在需要改变地板温度的时候调节供水温度比调节供水流量更有效。系统达到稳定后,室内温度在垂直方向上的温差不超过2℃,具有较高的热舒适性。     

地热辐射供暖系统存在问题与解决方法

随着我国住房政策、能源结构及建筑节能等方面改革的逐步深入,人们的居住观念已从单一注重实用性、功能性等低水平的简单要求向舒适性、环保性及智能性等高层次需求转变。维持良好的居住环境,节约建筑能耗与许多因素有关,但建筑供暖空调的形式直接关系到住宅的舒适性和室内空气品质,进而影响建筑能耗。经过十几年的研究和推广,低温热水地板辐射供暖系统在我国的北方地区已有了较大发展,但是由于它毕竞与传统的供暖方式不同,造成了在设计和施工中出现了一些问题,如负荷计算、管道材料选择、地板加热盘管的间距、管路布置型式、塑料管热胀性等等。致使在使用中出现了这样或那样的问题,在此笔者就地板辐射供暖设计、施工的经验,对地板辐射供暖中常出现的问题进行分析说明,以期能对同行有所帮助。     

水源热泵应用低温地热的节能效果分析

水源热泵是商业，公用建筑供暖空调的一种有效装置。ＷＬＨＰ系统通过热回收和热平衡取得节能效果。ＷＬＨＰ系统的水源的温度一般控制在１６℃－３２℃之间，空调工况下，热泵的排热通过冷却塔散热控制水源温度不超过３２℃。供暖工况时，热泵的吸热通过加热器控制水源温度不低于１６℃。同时供冷供暖是ＷＬＨＰ系统独特的运行模式。     

蒙古包现状分析与窗户节能改造研究

以内蒙古地区的蒙古包建筑为研究对象,采用实地调研、实验测量和建筑能耗模拟软件DeST-h的仿真模拟相结合的方法,从自然采光和建筑供暖能耗两方面分析蒙古包的现状,并研究窗地比和窗户材质对蒙古包的供暖能耗的影响。结果表明,蒙古包的供暖能耗随窗地比的增大而减小,在窗户节能改造中宜采用大窗地比,在窗地比最大为0.0482时,采暖季热负荷指标相比传统蒙古包降低0.73 W?m-2;选取蒙古包窗户材质时,要综合考虑窗户的传热系数、遮阳系数SC值和太阳能得热系数SHGC等参数,在本文研究中高透低辐射玻璃的供暖能耗最小,相比采用普通6 mm单玻璃的传统蒙古包节省6.64 kW?h?m-2能耗,降低1.38 W?m-2热负荷指标。     

湖水源数据中心余热回收系统性能模拟研究——以东江湖大数据产业园为例

为充分利用湖水源数据中心无主机全自然冷却系统的余热、降低废热对自然水体的影响,基于夏热冬冷地区办公建筑动态负荷特性,建立了移峰填谷策略下数据中心水源热泵联合蓄热水箱余热回收系统,与传统风冷热泵供热、水源热泵余热回收系统对比,研究其节能降费潜力。模拟表明：与传统风冷热泵供热相比,水源热泵余热回收供热节能率为46.1%;通过增设蓄热水箱,制定峰谷电价下的运行策略,供热系统节能率提高了41.9%。此外,从冷却水回水侧回收余热有利于提升冷却系统能效,机房送风温度23℃,供水温度17℃时,通过余热回收,冷却系统能耗降低13.1%,机房能源使用效率(power usage effectiveness, PUE)由1.131降至1.111。通过经济性分析发现,相比于风冷热泵供热,水源热泵余热回收全年电费节费率为19.7%,在移峰填谷策略下,与水源热泵余热回收相比节费率进一步提高了64.4%,节能降费效果显著。     

基于个人舒适系统杭州住宅冬季热舒适与能耗

为揭示该地区个人舒适系统(PCS)作用下的居民冬季热舒适特征和供暖能耗需求,以杭州市为对象,采用问卷调研和入户现场实测的方式得出冬季住宅开窗、遮阳、使用空调和PCS等典型热环境组合调节模式以及典型供暖模式和居民活动状态组合下的热舒适特征;在此基础上模拟得到冬季室内热舒适和供暖能耗特征。结果表明,冬季“无设备+静坐”“、空调+静坐”“、PCS+静坐”“、无设备+家务劳动”“、空调+家务劳动”、“PCS+家务劳动”等6种工况下的冬季中性温度分别是17.3、18.8、16.4、15.7、15.7、13.9℃,舒适温度区间分别是14.3～20.3℃、17.1～20.5℃、14.4～18.4℃、13.7～17.8℃、13.3～18.1℃、11.0～16.9℃。冬季室内热舒适水平受热环境调节模式影响较大,客厅在室舒适时间占比在43.74%～80.21%之间,卧室在室舒适时间占比均为70%以上。使用空调与PCS供暖时,典型建筑在冬初冬末的供暖能耗强度是1.28 kWh·m^-2,在严冬的供暖能耗强度是13.06 kWh·m^-2。     

某具有蓄混水装置的地下水源热泵系统的夏季实测与分析

对某地下水源热泵系统进行了现场测试,分别监测直排工况和蓄混水装置作用下的混水工况所引起的水源侧供水温度、潜水泵功耗,以及水源侧供水温度变化所引起的热泵机组能效的改变。使用系统能量消耗率来评价整个热泵系统的能耗,通过两种工况的对比,表明具有蓄混水装置的地下水源热泵系统在1个运行日内平均可减少系统总能耗的1．1％,同时节约30％的潜水泵抽水量,有效地减轻了系统的回灌压力。     

太阳辐射影响下地板供暖室内环境与控制策略优化

目的 研究太阳在辐射供暖地板室内的照射特点以及利用太阳辐射优化供暖策略。方法 利用CFD建立数值模型模拟太阳在室内的投影位置和室内温度场,实验测量太阳辐射强度和室内热环境参数,评估冬季辐射地板的供暖效果和室内环境温度。结果 太阳辐射在地板表面形成投影区,区域内外温度不均匀,两区域温差大于15℃,但工作面温度分布较均匀;室内各环境参数随太阳辐射强度改变而规律性变化,峰值延迟出现,太阳辐射使室内空气温度和平均辐射温度提升9～10℃。结论 辐射地板供暖房间可有效利用太阳辐射能量以降低供暖系统总供暖量,辐射地板设定供暖温度可降低6℃,供暖系统总供暖量降低47 kW;可根据太阳辐射变化规律调整设定地板温度,以避免房间过热,在满足室内热环境需求的同时减少供暖量降低能耗。     

蒙古包现状分析与窗户节能技术数值模拟研究

以内蒙古地区的蒙古包建筑为研究对象,采用实地调研、实验测量和建筑能耗模拟软件DeST-h的仿真模拟相结合的方法,从自然采光和建筑供暖能耗两方面分析蒙古包的现状,并研究窗地比和窗户材质对蒙古包的供暖能耗的影响。结果表明,蒙古包的供暖能耗随窗地比的增大而减小,在窗户节能改造中宜采用大窗地比,在窗地比最大为0. 048 2时,采暖季热负荷指标相比传统蒙古包降低0. 73 W·m~(-2);选取蒙古包窗户材质时,要综合考虑窗户的传热系数、遮阳系数SC值和太阳能得热系数SHGC等参数,在研究中高透低辐射玻璃的供暖能耗最小,相比采用普通6 mm单玻璃的传统蒙古包节省6. 64 k W·h·m~(-2)能耗,降低1. 38 W·m~(-2)热负荷指标。     

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%.