核岛冷链通风空调系统性能优化研究

核岛冷链通风空调系统的设计存在余量值过大、运行能耗高、调节控制笨重等问题。为了降低核电的成本,本文基于“华龙一号”某厂房实际通风空调系统,建立了主要能耗设备的数学模型,确定了系统节能优化目标函数和约束条件,使用遗传算法研究了通风空调系统节能运行的优化效果。分别计算了2种优化方案在负荷率变化和高温与常温末端负荷比不同时,系统整体及各设备能耗情况。结果表明:单台冷水机组运行,高温与常温末端串联的系统形式节能率为14.1%,但随着末端负荷比的增大,节能率降低;单台冷水机组运行,高温与常温末端串联、高温末端额外增加高温冷水机组的系统形式在负荷比为2时节能率为17.2%,节能效果优于方案1的12.2%。

大型绕管式换热器气液均布器流体分配特性试验研究

针对LNG/FLNG大型绕管式换热器壳侧空间气液两相流体不均匀性造成的换热性能衰减问题,提出了一种适用于大型绕管式换热器的环管式均布器,并设计搭建了均布特性研究试验平台,研究不同流动条件下,沿径向、周向每个通道流量的比例系数和离散系数,并对有无均布器条件下的流体分配情况进行了对比。结果表明,流体分布随着流量增大而更加均匀,气相分布均匀性优于液相,气液两相周向分布均匀,径向分布由内至外两相质量流量逐渐减少,最内圈流量约为外圈流量的1.2倍,两相体积流量由内至外有所增大,最外圈流量约为内圈流量的1.5倍;放置均布器后,两相体积流量离散系数最大可以减小64%,两相质量流量离散系数最大可以减小57%。研究成果可为LNG/FLNG大型绕管式换热器均布器结构设计提供参考,有利于进一步提高均布效果。

建筑领域碳中和相关定义、目标及技术路线概览

温室气体排放导致的全球气候变化愈发严重,作为重要的用能终端,我国建筑建造和运行相关的碳排放量约占全社会的42%,因此,制定合理的建筑减排目标和政策对我国2060年实现碳中和目标有重要影响。为了科学推进我国的建筑碳减排相关工作,本文梳理了国内外建筑领域碳达峰与碳中和关键名词的定义及低碳建筑和零碳建筑等相关概念,分析了英国、加拿大、新加坡等发达国家建筑领域的碳减排目标政策和实施技术路线,总结了我国现有建筑领域减排工作的有关政策并提出了一些建议。旨在助力我国建筑领域减排政策的制定,以及建筑领域碳达峰和碳中和目标的早日实现。

小型住宅厨房恒定自然补风下烹饪全过程室内环境数值模拟

烹饪产生的热量和颗粒物对厨房和邻室环境存在着负面影响,为了定量研究整个烹饪过程中室内环境的变化,选取小型住宅厨房一例,采用数值模拟技术,研究窗口恒定进风量工况下12 min烹饪过程中的室内环境。基于热源和颗粒物散发特性,建立颗粒物散发强度和油温随烹饪时间变化的函数关系,利用Fluent软件进行非稳态模拟计算。结果显示,油加热30 s后,热量向周围空间显著扩散;在10 min烹饪过程中,操作人员处空气温度上升约10.0℃;在烹饪进行4 min后,厨房颗粒物质量浓度显著增加,6 min后厨房邻室颗粒物质量浓度急剧增加。模拟结果为住宅厨房排油烟机的风机档位调换提供了合理的参考时间点,利于提升排油烟机的工作效率,优化其高效运行的可选方案。

夏热冬暖地区办公建筑空调系统节能优化研究

随着社会经济的高速发展,办公建筑的数量及能耗日趋增加,为了缓解能源紧缺现状,对既有办公建筑的节能改造成为节约能耗、降低碳排放的重要手段之一。对于夏热冬暖地区,其办公建筑能耗主要为空调系统制冷,本文基于深圳市某办公建筑的原始空调系统,提出两种基于空调系统主要设备的节能优化方案,即磁悬浮机组+变频冷冻水系统、变流量机组+变频变流量系统。通过Trnsys软件对提出的2种优化方案进行对比分析。结果表明,对冷水机组进行设备改换和采用变频技术能在一定程度上降低空调系统能耗,系统的COP有较大的提升。

近零能耗住宅开放式厨房冬季炊事过程热环境实测

为探究严寒地区近零能耗住宅炊事过程的厨房热环境,针对哈尔滨一近零能耗住宅开放式厨房,测试了常规模式下炊事过程中的厨房热湿环境参数,分析了室内环境变化及其关键影响因素。结果显示,厨房补风使得补风口处温度降低6.6℃,并分别造成人员左、右侧脚踝处0.6、2.0℃的温降,左、右侧分别出现最大0.6、3.7℃的竖向温差,但厨房的湿环境可以得到一定程度的改善。烹饪过程中厨房整体热湿环境参数均不能满足GB/T 51350—2019《近零能耗建筑技术标准》的温湿度(20℃、30%)要求。有必要进一步研究厨房补风方式,为严寒地区近零能耗住宅开放式厨房通风方式的改进提供借鉴。

储热对中深层套管式地埋管供热系统能效提升的影响

针对中深层套管式地埋管供热系统长期运行存在地下岩土冷堆积、系统取热能力下降等问题,文章建立了中深层套管式地埋管换热器传热数值模型,基于有限差分法对控制方程进行离散,采用实验数据验证模型的准确性。分别研究了储热水温以及储热水质量流量对次年供暖季地埋管取热功率、系统能耗和系统能效的影响。研究结果表明:储热首先应确定储热水温的阈值,进口水温低于阈值将无法实现向岩土储热,该研究工况下的储热水温阈值为50℃,运行500 h后,当进口水温从50℃增加到80℃时,取热功率、系统能耗、能效分别提高54.41 kW,8.96 kW,0.17;当储热水质量流量从1 kg/s提高到7 kg/s时,取热功率、系统能耗、能效分别提高7.71%,6.34%,1.19%。因此,建议采用小流量高水温进行储热,能够提高储热效果并减少能耗。该研究为中深层地源热泵系统储热提供理论基础。

新型降温系统不同参数对数据机房降温效果的影响研究

针对一种以液氮为换热介质,以翅片管换热器为换热设备的新型降温系统,通过CFD模拟了系统运行参数与换热器结构参数对机房降温效果的影响。结果表明:液氮的入口流量在40~58 L/h范围内变化时对室内温度影响较小;换热器的翅片间距由7 mm增大到12 mm时,室内温度与机柜内部温度分别升高了8.0、2.2℃;而翅片直径由46 mm增大到58 mm时,室内温度及机柜内部温度均呈现先降低后升高再降低的趋势。

新型应急降温系统对数据机房热环境影响模拟研究

提出了一种以液氮作为冷却工质的新型应急降温系统,并采用数值模拟的方法研究了该系统对数据机房热环境的影响。研究结果表明,若数据机房没有设置备用冷源,常规空调失效387 s后机柜内部温度将达到最高限值55℃,600 s时室内温度将达到最高限值40℃。而当事故工况持续360 s时开启该应急降温系统,室内温度最高为33.8℃,机柜内部温度最高为54.1℃。随后室内温度场及气流分布逐渐均匀,因此该时间点为冷却系统最优开启时间点。

地板通风相变蓄能供暖系统运行特性测试研究

在低碳经济的大背景下,大力发展清洁供暖尤其是分布式供暖成为必然趋势,然而其系统形式仍有待探索。本文基于超低能耗建筑低冷热负荷及高蓄热性的特点,提出一种充分利用建筑围护结构蓄热的新型相变蓄能地板供暖末端及风电供暖系统,从而实现超低能耗建筑清洁供暖。在长春某超低能耗示范建筑内搭建实验系统,现场测试了系统的供暖效果及能耗特性。测试结果表明,相比传统的辐射供暖系统,此系统可以充分提高建筑供暖温度及加热速率,降低系统市电消耗,具有较大的可再生能源消纳潜力。

太阳能季节性相变蓄热热泵系统在哈尔滨应用的模拟研究

介绍了该系统的原理、组成部分及运行模式。建立了系统数学模型。以CaCl2.6H2O作为相变蓄热材料,以哈尔滨地区应用该系统的某别墅为例,对不同太阳能集热器面积和蓄热体积下的集热量、蓄热装置换热流体进出口温度、相变材料平均温度及蓄热装置散热损失进行了模拟与分析。结果表明,当太阳能集热器面积与蓄热体积匹配合适时,使用较小面积的太阳能集热器集得的热量就可满足建筑物的热负荷需求。

圆柱形壳管式相变蓄热单元的蓄热特性研究

首先提出适合该系统的圆柱形壳管式相变材料(Phase Change Material,PCM)蓄热单元的结构形式;然后基于焓法建立了蓄热单元的数学模型,并利用文献结果对其进行了验证;以CaCl_2·6H_2O为相变材料.研究了蓄热单元的蓄热特性以及换热流体温度的变化规律,结果表明流体温度与流速都是影响其蓄热特性的重要因素,为季节性相变蓄能装置开发奠定了理论基础。

空气源热泵冷热水机组的选择

分析了我国目前空气源热泵冷热水机组的选择方案及其存在的问题 ,提出了基于最佳平衡点的辅助冷热源法 ,给出我国适用空气源热泵地区不同类型建筑在设计工况下空气源热泵冷热水机组、辅助热源。

圆柱形壳管式相变蓄热单元的释热特性

为了推广太阳能季节相变蓄热热泵供暖系统在寒冷地区的应用,提出了适合该系统的圆柱形壳管式相变材料(Phase Change Material,PCM)贮热单元的结构形式;基于焓法建立了贮热单元的数学模型,并通过数值模拟研究了以CaCl2.6H2O为相变材料的相变蓄热单元的的释热特性及其随换热流体温度和流速的变化规律.研究结果表明:PCM在显热释热阶段温度变化快且释热持续时间短,而在相变潜热释热阶段,PCM温度变化慢且持续时间长;换热流体入口温度越高,释热速度慢且释热量越小.换热流体的流速越大则释热速度越快,流速越小则释热速度越慢.换热流体入口温度与流速是影响圆柱形壳管式相变贮热单元释热特性的重要因素.

空气源热泵冷热水机组供热最佳平衡点温度的研究

在总结前人研究空气源热泵平衡点的基础上 ,提出了最佳能量平衡点、最佳经济平衡点 ,给出了各个平衡点的计算方法并建立了相应的数学模型 ,以北京地区为例计算出两种不同的平衡点温度 ,并对其进行了对比说明 ,为设计人员设计计算提供了参考。

基于神经网络的空气源热泵机组的故障诊断

针对传统诊断技术的局限性,研究了基于BP模型神经网络的故障诊断方法,建立了基于BP神经网络的空气源热泵机组的故障诊断模型,并用来自模拟实验的征兆实例和领域专家的知识对神经网络进行了训练.诊断结果表明,对于已学习过的样本知识,网络的输出与希望结果充分相符,基于人工神经网络的空气源热泵冷热水机组的故障诊断是行之有效的.

空气源热泵供热最佳经济平衡点的探讨

提出了最佳经济平衡点的概念 ,建立了适合计算机求解的通用的最佳经济平衡点的数学模型 。

空气源热泵结霜除霜损失系数的计算

在总结和分析空气源热泵结霜特性及其对热泵性能影响的研究成果的基础上 ,提出了结霜量指标和相对结霜量概念。统计分析了我国空气源热泵适用地区的气候特点 ,得出了相应地区不同使用情况下的平均结霜除霜损失系数 ,推荐作为设计参考依据。

空气源热泵冷热水机组的故障珍断

研究了基于BP模型神经网络的故障诊断方法 ,它只需来自生产实际的大量样板实例或领域专家的知识训练神经网络。由于其具有容错性 ,训练好神经网络不仅能诊断出已经出现过的故障 ,还能在一定范围内诊断出从未出现过的故障 ;仿真结果表明 ,基于人工神经网络的空气源热泵冷热水机组的故障诊断是行之有效的。

水环热泵空调系统若干问题分析

分析了水环热泵空调系统运行工况 ,介绍了附属设备的选择和系统的控制等情况。针对我国各类建筑物的实际情况 ,提出了利用低位热源来解决余热量小的问题 。