基于TRNSYS的太阳能水源热泵系统优化研究

为提高太阳能水源热泵耦合系统性能,该文从设计及运行两方面对其进行优化研究。在建立太阳能水源热泵耦合系统应用模型的基础上,用瞬时系统模拟程序(Transient system simulation program,TRNSYS)软件搭建系统计算模型,以系统的设计参数如:太阳能集热器面积、储热水箱体积及集热器倾角等为变量,利用GENOPT软件对系统进行优化。并以系统运行控制参数如:集热器供回水温差和供暖末端供回水温差为变量分析系统性能参数(Coefficient of performance,COP),分析系统节能潜力。该文以北京某别墅为研究对象进行优化,结果表明系统COP升高、性能得到改善。研究结果为太阳能热泵系统优化提供了一定的理论依据。

非直膨式太阳能-水源热泵地板辐射采暖实验系统研究

为解决太阳能供热系统间歇性和不稳定性的问题,对以水源热泵作为辅助热源,以热管式真空管太阳能集热系统为主要热源形式,以地板辐射采暖系统为末端装置的太阳能-水源复合热泵地板辐射供暖系统进行研究。分析该系统在不同工况运行原理的前提下,建立系统性能系数的数学模型。分析了集热器进出口温度、水箱平均温度、地板采暖系统进出口温度和热泵蒸发温度对系统供热性能的影响。提出此系统的运行策略和控制方案,为该系统的设计和运行控制提供了依据。

太阳能热利用中相变蓄热装置优化设计研究

为提高太阳能水源热泵的光热利用效率,以非直膨式太阳能热泵系统为研究对象,从系统角度出发通过Fluent模拟和实验研究的方法,对相变蓄热装置中相变材料的选择、蓄热单元及均流孔板在水箱中的布置方式进行模拟分析与实验验证。实验结果表明:增加相变蓄热装置后太阳能供暖系统的集热效率由64%提高到94%,COP由2.32提高到6.18。

蓄热水箱对太阳能-水源热泵系统性能特性的影响分析及实验研究

为了分析蓄热水箱对太阳能-水源热泵系统性能特性的影响,提高系统的运行效率,提出太阳能-水源热泵复合地板辐射采暖系统(SWHP-RFH)的实时动态数学模型及系统控制策略并在北京科技大学搭建SWHP-RFH实验台。对北京市2009年12月15日测试数据与仿真实验进行对比分析。结果表明:利用水箱分层原理对系统进行运行控制时,系统的COP从3.315升高到3.558。水箱分层研究可为太阳能-水源热泵复合地板辐射采暖系统的优化设计提供重要的指导作用。

阀门在给水管网系统中流量调节特性的研究

对给水管网系统中常见控件———阀门的流量特性进行了深入研究 ,建立了用流量调节强度衡量阀门流量调节性能的方法。通过实验 ,给出了闸阀固有流量调节强度随相对开度的变化规律 ,并指出阀门的最大调节能力取决于其自身结构。为衡量阀门在给水管网系统中的实际流量调节性能 ,提出了“虚拟阀门”和阀门“权重系数”的概念 。

基于火用分析的太阳能热泵系统优化研究

该文以热力学第一、第二定律为指导,建立了非直膨式太阳能热泵系统各部件的火用模型。根据系统投入火用的特点,首次提出代价火用效率(即收益火用与代价火用之比)作为太阳能热泵系统的优化指标。将其应用于北京某别墅太阳能热泵系统优化设计分析中,获得此建筑太阳能热泵系统太阳能集热器面积与储水箱容积的最佳配比,计算结果表明优化后代价火用效率提高了15%。研究结果为该系统在设计和运行方面提供了一定理论依据。

太阳能相变蓄热双水箱热泵自控系统性能

针对太阳能热泵系统集热效率和COP不高的问题,提出了3种太阳能双水箱系统设计方案,基于其中一种方案设计了自控系统并搭建了实验台,研究了不同运行工况对系统集热效率和COP的影响.实验结果和理论分析表明:集热效率比COP更能反映系统运行效果.在合适的控制参数下,双水箱联合运行的集热效率与相变水箱单独运行情况基本相同,前者高效集热时间为上午8点到下午4点,后者集热时间集中在中午.与普通水箱单独运行相比,两者的集热效率由0.64增加到0.94以上,COP由2.32增大到5.00以上.

长距离输水管线的非恒定流动分析

以瞬变流理论为基础,在对运动方程中的摩阻项进行详细分析后,建立了求解长直输水管线瞬变流动的隐式特征线法数学模型和带有附加项的玻尔兹曼网格法数学模型,并将其应用于长距离输水管线的非恒定流动分析中。算例表明,两种方法的模拟结果基本吻合,但玻尔兹曼网格法求解简单,几何边界易处理,流场计算时不需网格转换,能方便地进行编程求解。

基于能量分析和分析的太阳能热泵系统优化研究

以热力学第一、二定律为基础,对太阳能热泵系统的各主要部件进行分析,给出系统各环节的能量分析模型和分析模型。选取北京某典型别墅作为太阳能热泵系统的应用对象,模拟系统效率随太阳能集热器面积和储水箱体积的变化,获得相应参数的最佳配比。结果表明:COP分析和代价效率分析一致,系统在集热器面积为127.98 m^2,水箱体积为9.08 m^3时达到最优;集热器面积为127.98 m^2,水箱体积为3.936 m^3时系统效率最大。

玻尔兹曼网格方程在长输管道瞬变流中的应用

该文以瞬变流动理论为基础 ,通过Chapman Enskog展开和多尺度技术 ,在标准玻尔兹曼网格方程中引入摩阻附加项 ,推导出求解长直输水管线瞬变流动数值解的玻尔兹曼网格方程。并根据长直输水管线的流动特性 ,选择合理的平衡分布函数形式。结合理论和实例进行数值实验 ,论证了玻尔兹曼网格方程模拟长直输水管线瞬变流动的可行性。

基于MapGIS的校园地下综合管网信息及动态管理系统的建立

本文以MapGIS为基本工作平台,从信息系统总体结构、数据采集、数据转换和点线耦合等环节建立了校园地下综合管网信息系统。并从图形处理、属性处理、图形显示、查询统计和管网分析等方面叙述了地下管网动态管理系统的总体结构。以北京科技大学为例进行分析,取得较为满意的效果。为校园地下综合管网信息系统建立及动态管理提供了可靠依据。

中庭自然通风技术用于医院建筑的节能设计研究——以广州市某医院为例

目前医院建筑能耗远高于其他类型公共建筑,其中为保证室内空气品质及新风量要求的机械通风能耗占了很大比重。通过合理设计中庭形式,使尽量采用自然通风技术来保证医院建筑对新风量及室内空气品质的要求成为可能。本文在分析医院建筑能耗特点的前提下,提出了中庭通风策略,并以广州某医院为例,研究中庭结构对门诊楼通风质量的影响,为医院建筑的节能设计提供理论基础。

室内环境参数对通道轮式换热器结霜特性影响

为分析严寒地区冬季通道轮式新风换气机室外排风侧结霜对其运行的影响,该文在能量守恒、含湿量守恒的基础上建立了通道轮式换热器排风侧结霜工况下的数学模型。利用该模型对通道轮式换热器在不同室内温、湿度条件下表面结霜厚度进行了模拟,分析了结霜厚度对换热器换热性能的影响。将模拟结果与实验数据进行了比较,进一步验证了所建模型的可靠性。该文首次提出了通道轮式新风换气机结霜的结霜模型并为控制除霜提供了依据。

给水管网中阀门阻力实验研究

为解决给水管网模拟计算中忽略阀门阻力产生的误差,通过实验研究建立了给水管网中常见阀门———闸阀局部阻力系数与相对开度的数学模型,基于阀门"当量长度"概念,提出计入阀门阻力时给水管网的模拟计算方法.指出阀门的局部阻力系数不仅与开度有关,还与管径密切相关;不同管径的阀门,在同一相对开启度下的阻力系数不同.

城市给水管网系统模型的校核

对给水管网系统模型进行校核可提高其可信性和实用性,为此给出了模型校核的整体思路,在分析影响因素的基础上,提出了通过调整节点流量和海曾—威廉C值来减少变量个数的方案。算例表明该方法是可行的。

配水管网压力与漏水量关系试验研究

建立配水管网系统漏水量与压力之间的关系模型,指出漏水量与压力成指数关系,且指数在区间[0.5,1.5]。该模型将配水管网系统的漏水分为两部分,一部分的漏口面积恒定不变,可用孔口流量方程描述其关系;另一部分的漏口面积随压力变化,关系相对复杂。检验了模型推导以及假设的可行性,并拟合得到模型参数。采集实际配水管网系统的漏水量和压力观测数据,与建立的漏水量与压力之间的关系模型相比较,可提出配水管网系统减漏的最有效方法。

城市给水管网系统的阻力变化规律研究

提出了测定管道摩阻系数的三点法,探讨了管道内部粗糙系数的变化规律,对阀门的阻力特性进行了分析,并建立了阀门阻力系数随相对开度变化的数学模型。

城市用水量中长期预测模型的研究

城市用水量中长期预测结果 ,对于给水工程运行管理和城市基础设施规划有着重要的意义。认为城市中期用水量的预测应采用BP网络预测模型 ,长期用水量的预测应采用灰色预测模型 ,并通过实测验证了BP网络预测模型和灰色预测模型的合理性。

太阳能空气集热器热性能测试方法研究

在参考国内外标准和文献资料的基础上,建立太阳能空气集热器的测试数学模型,给出太阳能空气集热器热性能测试的试验方法,在国家太阳能热水器质量监督检验中心(北京)的实验室进行太阳能空气集热器实际测试,并对测试结果进行分析。给出适合我国太阳能空气集热器质量水平的太阳能空气集热器热性能测试方法,为制定我国太阳能空气集热器热性能测试国家标准做技术和实验储备。

给水管网系统中的水力瞬态工况模拟

给水管网系统中经常引发瞬态工况,形成大幅度的压力波动,具有一定的危害性．为了更加全面准确地模拟给水管网的水力瞬态变化过程,分别从给水管网系统的水力瞬变过程的计算模型、边界条件以及分析方法几个方面进行了研究,提出了基于水力瞬变模型的给水管网水力计算方法．实例证明该方法是可行的．