基于全生命周期低碳的综合能源站建筑节能-光伏利用综合优化模型研究

为充分发挥综合能源站在建筑围护结构节能、光伏利用等方面的减碳能力,实现综合能源站在约束成本投入下的最大化减碳效果,探讨了建筑成本-能耗-碳排放三者之间的关系,并以综合能源站全生命周期碳排放总量最低为优化目标,建立了综合能源站建筑节能-光伏利用配置全局最优化计算模型,结合典型的某综合能源站的案例分析,对模型的有效性进行了验证。基于模型计算结果,对比分析了在哈尔滨、南昌、广州三个典型场景下各类减碳技术的优先级,给出了三种不同气候场景下的综合能源站最大减碳量和所需增量成本,以及不同增量成本约束的低碳综合能源站建筑围护结构-光伏系统综合优化配置方案,为综合能源站的低碳设计提供参考。

基于辐射供热和个性化送风的分娩猪舍环境保障系统

为解决目前分娩猪舍内环境调控系统能耗大,传染病交叉传染风险高的问题,将人体热舒适理论应用于养殖动物,提出应用辐射供能和局部送风技术进行母猪分娩猪舍的环境调控。该研究结合工程案例,基于CFD软件对安装新型环境调控装置的产房内动物体感温度和空气流动进行了模拟仿真分析,并同常规空调系统的全年能耗指标进行了计算和比较。结果表明,通过辐射供能和上送下排局部送风技术,可以在确保动物所处围栏内空气温度适宜(16~27℃)的同时减少排风热损失,系统能耗相较于传统的湿帘风机系统可降低42.04%。该系统可在节约能源的同时优化猪舍内气流组织,减小动物间传染病交叉感染风险。

乡村配电网供能范围与负荷调控技术协同优化方法

乡村用户较为分散、用电负荷密度低,其配电网设备利用率远低于城镇。各用户负荷曲线的波动特征不同,不同用户组合后总负荷曲线的平准化程度不同,对配电网的供能范围进行优化具有提升线路和设备利用率的潜力。同时,各类需求侧负荷调控技术的应用也可调整用户的负荷曲线,减小各用户的供电峰谷差。为实现乡村配电网规划和需求侧负荷调控方案协同优化,在对农村配电网构建成本、用户需求侧负荷调控成本进行数学描述的基础上,构建了用户聚合和各用户需求侧负荷调控协同优化模型,对各用户需求调控和配网线路供能范围进行综合优化。案例研究表明,对配电网供能范围和用户需求侧负荷调控措施进行协同优化,可以明显提升农网线路及附属设备的平均利用率,减少农村电网建设成本。

基于车辆表面温度分布的烘干房气流组织优化

为提高畜禽转运货车烘干房内货车烘干的效果和效率,并为烘干过程具有重要影响的烘干房气流组织设计提供有效的依循,通过对烘干过程中车辆与气流间热湿传递耦合关系的分析,提出被烘干车辆表面温度分布不均匀系数可作为衡量烘干房烘干效果的指标。结合现场实测和模拟计算,以车辆表面温度分布均匀性指标为依据对烘干房气流组织进行优化。结果表明:基于车辆表面温度分布的分析,通过减少后置风机的数量,调整送回风口的位置对气流组织的优化,可以降低被烘干车辆表面温度分布不均匀系数,避免为保障车前侧因热风覆盖不均匀而烘干较慢,因而必须延长烘干保证期时长造成的能源浪费问题,同时也避免了车辆轮胎、后方栏杆等部位因过度烘干造成的局部温度过高而带来的安全隐患。

基于经济性的综合供能对象筛选优化方法

对于供能对象可自主选择的园区级综合供能项目,明确经济上最佳的用户组合意义重大。基于典型城市各类能源价格和气候特征,以4个典型城市60个综合供能项目为例,计算得到各算例在供能系统最优配置时项目的静态投资回收期。通过各因素与项目静态投资回收期之间相关性分析,指出年等效满负荷供能时数是影响项目静态投资回收期的关键因素,并得到了年等效满负荷供能时数与项目静态投资回收期之间的回归关系式。以年等效满负荷供能时数最大为目标,建立最优化模型得到项目经济最优时商业、办公、酒店及住宅等建筑类型的建筑面积最优配比。结果显示,以年等效满负荷供能时数最大化为目标对供能范围和对象进行优化组合,有助于提高综合供能项目的经济性。

绿色传统民居重质围护结构的热工特性分析

传统生土民居-窑洞,作为一种典型的绿色建筑,以冬暖夏凉著称。厚重的维护结构是维持窑洞室内良好热环境的重要原因,因此研究其热工特性对绿色建筑的发展具有重要意义。本文以河南省三门峡市典型生土窑洞为研究对象,对窑洞在有无火炕条件下的室内热环境连续监测了一个完整的烧炕周期。对比分析有无火炕的窑洞围护结构热流密度。结果表明,烧炕可有效提高窑洞内墙内壁面的放蓄比,以改善室内热环境,但对外墙内壁面的放蓄比影响不大。

基于室内外多空间热环境品质季节差异及用户空间使用的农宅节能设计

农村人均建筑面积大,居民可自由选择使用某房间或室外庭院、露台等空间,这些空间的保暖和致凉能力存在差异,合理的组合使用可减少环境调控设备使用。为此,以上海地区典型农宅为例,探究农宅不同空间组合优化的节能潜力,通过对上海典型农宅的调研与模拟,对3种典型农宅室内外典型空间的气候响应特性进行了比较分析,给出各典型空间在冬夏季的保暖和致凉能力差异。考虑居民的空间占用行为模式,以建筑中占用空间能耗最低为设计目标,对上海地区农宅进行优化设计。结果表明,包含南向阳光房、北侧后院及强化自然通风等3个空间要素的农宅可以最大化利用不同空间的气候响应能力,减少环境调控需求,同新建农宅相比,全年能耗最大可降低36.69%。

用户时空行为-房间热特性匹配度对住宅能耗的影响

不同用户在住宅中的出席和房间使用行为模式存在差异,同一建筑内不同位置房间内部热环境动态波动特征不同,当用户空间需求与低能耗的热舒适环境供给在时空上高度契合时可减少机械制冷制热需求、最大化建筑被动式设计的节能潜力。为了定量描述用户时空行为-房间热特性匹配度对住宅能耗的影响,提出了用户-建筑匹配度概念及其定量化表达方式。基于用户空间占用行为和各房间气候响应特性的差异,设计5种不同行为模式用户和5类不同布局住宅建筑进行交叉实验,得到不同用户-建筑匹配度时住宅的能耗值。交叉实验结果表明,用户匹配度提高37.25%,住宅能耗可降低11.04 kWh/(m^(2)·a),初步验证了用户时空行为与房间热特性的匹配度对住宅能耗的影响。