浅谈数字技术在医院空调系统设计、建造与运维中的应用

在“双碳”目标的大背景下,基于医院建筑空调系统能源消耗高、设计要求高、设计难度大、维护难度大等情况,通过全寿命周期视角,梳理总结了新一代数字技术在医院建筑空调系统的规划设计、招采安装、运行维护等阶段的关键应用内容。规划设计阶段,实现基于BIM的协同设计、基于仿真的性能化设计;招采安装阶段,实现数字算量,支持高效招标采购与精准安装调试;运行维护阶段,实现环境、设备、能耗及碳的实时监测、精准控制及智能算法优化;并探索了医院空调系统数据资产的构建和应用,以期为相关医院数字化空调系统规划、建造与运维的理论研究与工程实践提供参考。

中温相变蓄热系统强化传热方法研究进展

中温相变蓄热系统在太阳能热利用、余热回收等领域有广泛的研究与应用前景,但相变材料较低的热导率严重削弱了相变蓄热系统的热响应速率和蓄放热效率。针对这一问题,本文从提高传热系数、拓展传热面积、增大平均温差3个方面对近年来中温相变蓄热系统强化传热方法进行了综述。通过分析可以看出,通过导热增强填料对相变材料进行改性时,应注意填料对导热和对流的共同作用,综合考虑填料对热导率、蓄放热时间等性能的影响;直接式相变蓄热系统重量轻,传热效率高,适合应用在移动式相变蓄热车中;梯级相变蓄热系统符合能量梯级利用理念,蓄放热效率高。在未来研究中,对导热增强填料的进一步改性、直接式相变蓄热系统、梯级相变蓄热系统及多种技术协同强化传热的作用机理和强化传热效果还有重要研究潜力与价值。

梯级相变蓄热装置蓄放热性能模拟研究

文章设计了包含多种蓄热材料的梯级相变蓄热装置,建立了该装置蓄放热过程的数学模型,模拟并对比了单级、梯级相变蓄热装置在相同工况下的蓄热量、有效能利用率、液相率、传热热流密度等性能的差异。在相同工况下,与单级硬脂酸相变蓄热装置相比,梯级相变蓄热装置的蓄热量提高16.9%,有效能利用率提高10.1%,蓄热/放热平均热流密度分别提高97.6%,64.9%,蓄热/放热用时分别缩短50.5%和39.2%。梯级相变蓄热装置的蓄热用时随传热流体进口流速的增加呈现先下降后上升的趋势。梯级相变蓄热装置的蓄热用时长短受传热流体进口流速工况的影响。

新型复合相变材料蓄热电暖器热性能实验研究

相变蓄热电暖器利用夜间低谷电蓄热供房间日间供暖使用,可以实现电力调峰,降低用户供暖运行费。本文以六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)为相变材料基材,通过添加多孔材料膨胀石墨(EG)消除相分离现象,再添加成核剂氢氧化钙(Ca(OH)2)降低过冷度,研制出一种复合型相变材料。通过对不同配方的复合相变材料热物性进行优化测试发现:当MgCl2·6H2O/EG/Ca(OH)2的质量配比为91.5%/7.5%/1%时,该复合相变材料能有效消除相变材料过冷度和相分离现象并保持较高的相变潜热。利用该新型复合相变材料搭建了相变蓄热电暖器蓄放热性能实验台,对比了不同运行模式下该电暖器的蓄/放热性能。结果表明:该设备在夜间蓄热、日间放热和补热的工况下,能够将室内环境保持到舒适温度;该设备可以实现较高的蓄热效率,在本文工况中的实际蓄热效率为63.8%;与常规供热方式相比,该设备供热方式的运行费用较低,具有良好的经济效益。

碳纤维导热型低温相变材料蓄热电暖器蓄放热性能实验研究

使用膨胀石墨、碳纤维与石蜡研制出复合型相变蓄能材料,利用膨胀石墨、碳纤维作为高导热材料与结构支撑材料;通过物性参数遴选、结构参数优化设计方法,搭建高导热性能的复合相变材料蓄热电暖器实验台;研究不同蓄放热运行工况下该装置的蓄放热性能。研究结果显示,与日间主动式放热工况相比,日间被动式放热工况放热速率衰减较慢,被动式放热工况的最低放热速率比主动式放热工况最低放热速率高 24. 7%。该装置可以利用主/被动放热方式调节蓄放热速率,满足不同房间的供热需求。在夜间蓄热、日间放热的运行工况下,该相变蓄热电暖器所在房间温度波动较小,具有较好热舒适性。该蓄热电暖器蓄热效率达 67%,能充分利用夜间低谷电蓄热,实现降低运行费用的目的。