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.     

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。     

200 MW机组汽轮机运行方式低负荷适应性优化

空冷机组和供热机组的四季运行参数具有较大的差异性，对机组的运行经济性和安全性影响较大。该文以200 MW级别的空冷机组和供热机组为例，阐述了两种汽轮机运行方式的低负荷适应性优化策略，既能够提高机组全年变工况运行经济性，又能够改善机组运行的安全稳定性，在实际中真正实现了安全节能的效果。这对我国空冷机组和供热机组的节能优化的运行及改造经验具有很大的借鉴作用。     

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.     

建筑冷负荷对综合能源系统运行优化的影响

为解决现有综合能源系统运行优化研究对建筑冷负荷的影响考虑不充分（多以“典型日负荷”或“预测负荷”代替空调期冷负荷）的问题,首先应用EnergyPlus软件对北京某园区进行建模和负荷分析,再以经济性为优化目标,基于园区的电、冷负荷供需平衡和综合能源系统设备的典型模型建立运行约束模型,在空调期对多能源耦合的综合能源系统建立运行优化模型。对优化模型使用Yalmip建模和编程,使用Cplex求解器求解问题,得到不同负荷条件下的综合能源系统空调期的运行优化方案,并分析其统一性和差异性。结果表明：本文构建的以经济性为目标的优化模型,可以使多能耦合的综合能源系统在目标下运行更加优化;不同建筑冷负荷条件下运行优化方案具有较大差异性;不同负荷条件下运行优化方案具有一定规律性。可见综合能源系统的运行优化研究应该全面考虑冷负荷的影响,本文提出的规律性运行优化方案为综合能源系统提升运行经济性提供了依据。     

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.     

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。     

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.     

港区生产与生活用能分析

调研港区内电力的使用情况;生产辅助区、生活区典型建筑的电、热、冷负荷量与周期内负荷变化情况。采用建筑能耗分析软件Enegry Plus进行动态负荷逐时模拟和计算,得到全年小时建筑冷、热、电负荷的分布数据。为港区建筑物采用分布式能源积累有效数据。     

区域供冷系统中冷冻水输送管线的优化设计

建立了确定区域供冷系统冷冻水输送管线最优水流速度和保温层最优厚度的优化模型,其目标函数为系统的年度费用,由冷冻水二级泵的年运行费用、冷冻水输送管线冷量损失费用、二级泵功耗导致的冷水温升所产生的费用、冷冻水二级泵的折旧和维修费用以及冷冻水输送管线折旧和维修费用5个部分组成．考虑全年变负荷运行的特点,在部分负荷时假设冷冻水的供回水温差不变,采用变频泵调节流量．通过实例计算,得到以下结论：对于区域供冷系统,存在最优的水流速度和保温层厚度;冷水输送距离对最优水流速度和保温层最优厚度没有影响;最优水流速度随电价升高而降低,随设计冷负荷增大而升高;保温层最优厚度随电价升高而增加,随设计冷负荷的增大而稍有增加．     

基于预测控制的冷、热、电联产型微电网能量管理

由于可再生能源出力特性和微电网运行约束等限制,如何进一步提高微电网中可再生能源消纳量已成为研究热点。本文在冷、热、电联产型微电网中引入用于提高可再生能源消纳量并承担部分热、冷负荷的电锅炉、吸收式制冷机和压缩式电制冷机装置,提出了基于预测控制的微电网能量管理方法。综合考虑网内各单元的工作特性,建立满足实际运行约束的冷、热、电联产型微电网能量管理模型。在孤网运行模式下,兼顾储能装置容量期望以及各单元运行特性,构建微电网能量管理优化目标。利用预测控制滚动优化策略以及可再生能源输出和冷、热、电负荷需求的预测结果,建立带有逻辑变量的有限时域优化问题,实现基于预测控制的微电网最优能量管理。仿真结果表明:引入电锅炉、吸收式制冷机和压缩式电制冷机装置可以达到提高微电网中可再生能源的消纳量、减少燃料消耗、降低运行成本的目的,预测控制中的滚动优化策略能够有效消除可再生能源输出的不确定性和冷、热、电负荷需求波动性带来的影响。     

空气-土壤双热源热泵系统运行分析

目的 解决土壤源热泵在我国严寒地区长期运行导致该地区的土壤热失衡现象以及空气源热泵在严寒地区运行效率低下的问题.方法 以沈阳市某办公建筑为例,利用DEST软件模拟该建筑的全年逐时冷、热负荷以及沈阳地区室外温度变化,以土壤热平衡为计算依据,计算土壤中的吸热与释热的热量差值以及空气源热泵的补热热量.结果 设计了空气-土壤双...     

全年气温统计曲线对海勒式空冷系统参数优化的影响

本文分析非设计气温下海勒式空冷系统的运行性能,探讨全年气温统计曲线对该空冷系统参数优化的影响,并编制了综合考虑设备投资和变动气温下的全年运行费用的优化程序。     

基于热平衡的土壤源热泵系统特性分析

针对不同负荷不平衡率时地下埋管换热器的传热特性展开研究,提出采用辅助冷热源、盘管排数调节等策略建议,以期土壤源热泵系统的高效运行.此外,还建议将地下埋管换热器安装在地下水丰富地区,亦可以减轻土壤全年热不平衡所带来的问题.     

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。     

建筑冷热负荷有关计算参数选用的探讨

设计是工程的龙头,系统设计的优劣直接影响其使用性能,而建筑冷热负荷的计算是设计的重要内容之一,当前普通存在一个现象就是设计工期短,许多设计人员为了节省时间,错误地利用设计手册中供方案设计或初步设计时估算冷、热负荷用的单位建筑面积冷、热负荷指标,直接作为施工图设计阶段确定冷热负荷依据,往往使得总负荷偏大,从而导致空调采暖设备偏大,初投资增高,运行费用增加,能量消耗增加.即使是进行冷热负荷计算的也普遍存在有关计算参数选用不正确的问题.     

300MW直接空冷机组空冷岛的防冻措施

火电厂空冷机组空冷系统冬季凝结水的过冷很容易因结冰导致空冷散热器的堵塞,尤其是启停机过程中以及低负荷运行状态下,空冷防冻措施就显得尤为重要。本文就300MW空冷机组过冬的实际情况进行介绍,为同类型机组运行提供借鉴。     

上海虹桥机场西区能源中心供冷系统夜间旁通管的应用及功能开发

本文分析、研究上海虹桥机场能源中心实际运行中的蓄冷兼供冷工况,特别针对供冷需求较小但又是必须满足的情况。通过实验论证、开发供冷系统夜间旁通管的功能,意图在于充分地应用供冷水泵旁通管,利用蓄冷过程中冷水机组水泵的扬程余量,同时完成蓄冷和小负荷供冷,从而降低供冷的能耗。     

不同运行策略下的分布式系统多目标分析

为寻求能源供给系统在经济-安全-环保-节能的协调,依托"互联网+"思维,构建了一套分布式冷电联供系统,主要包括动力子系统、地源热泵子系统、蓄能子系统。建立了在偏离设计工况时不同设备的性能模型,在此基础上,以运行费用、CO_2排放和一次能源消耗为目标函数,分析了电负荷跟踪运行策略、热负荷跟踪运行策略、混合跟踪运行策略和动力设备(PGU)最大效率跟踪运行策略下系统中各设备的运行时间、运行状态及系统总性能的变化。结果表明,与传统电网购电的分供系统相比,分布式系统的经济性、环境性较好,一次能源消耗较低。热负荷跟踪策略的经济性和环境友好性最优,运行费用和CO_2排放分别降低了32.7%和45.3%;最大效率跟踪策略经济性最差,但由于PGU机组连续运行,其一次能源消耗降低最多,为86.7%。不同运行策略结果可为分布式系统的运行提供一定的理论参考。     

蓄能热泵热水机组能效分析及经济性评价

为评价新型蓄能热泵热水机组的全年运行特性,该文实验测试了该机组在多种模式下的能效比;利用MATLAB和DeST软件模拟了机组在不同地域的全年运行性能,并与常规热水制备方式进行了经济性对比分析.结果表明,较大容积的蓄冷罐有利于提高机组的能效比；机组在夏热冬暖地区运行的全年能效比高于夏热冬冷地区20％；与燃气热水器相比,机组运行1.41年即可回收增加的初投资；该机组适于夏热冬暖地区既需要供热水又需要供冷的公共建筑.