基于热平衡法生成同时发生设计日的方法研究

提出了基于热平衡法生成同时发生设计日的方法.首先基于热平衡法计算某城市的历年逐时动态冷负荷,以历年平均不保证50 h为依据确定理论设计负荷,采用综合聚类法挑选同时发生设计日.用热平衡法计算同时发生设计日、传统设计日的峰值负荷,确定为同时发生设计负荷和传统设计负荷.分别对比了哈尔滨、北京、长沙和广州样本房间的同时发生设计负荷、传统设计负荷与理论设计负荷的差异率.结果显示,各城市同时发生设计负荷与理论设计负荷的差异率偏差范围都远小于传统设计负荷与理论设计负荷的差异率.说明依据同时发生设计日的气象参数进行空调系统设计负荷计算是更加合理、准确的,基于热平衡法可以准确生成适合工程应用的同时发生设计日.

双碳背景下基于某项目的地下水冷热源方案探讨

结合某工程项目附近有大量地下矿坑水的实际情况,比较分析中央空调水系统(冷水机组+热水锅炉)、地下水源热泵空调系统、水源多联机空调系统及空气源多联机空调系统这4种常见空调形式在本项目中的适用性与可行性。借助设计分析软件对项目建筑进行负荷计算、机房提效寻优、建模并模拟制冷运行工况,基于供暖运行负荷及运行时间计算冬季系统运行费用;通过动态年值和运行阶段碳排放分析,结果表明:在有低品位能源可利用的前提下,水源多联机空调系统方案的经济性和碳排放强度具有明显优势。

广州某教学楼空调系统用冷现状及节能措施分析

通过SketchUp对广州市某高校教学楼进行建模,采用EnergyPlus对该教学楼空调系统的全年冷负荷进行模拟和实际运行验证,针对教学楼空调负荷特性提出节能措施并进行节能效果分析。结果显示,安装空调集中控制系统,进行室内新风量动态调节及温度管控节能效果最为显著。

家庭结构对住宅空调使用时间的影响及关联性分析

人员行为对建筑能耗存在较大影响,其中家庭结构是影响人行为的重要因素之一。结合问卷调研与实测方法,选取重庆地区不同人数、代数以及年龄等家庭结构信息存在差异的12户家庭,采集夏季空调开启和关闭时刻等运行参数,利用关联规则算法对家庭结构参数与空调行为间的关联规则进行分析,结果表明,家庭结构参数中的人数、代数以及成员最小年龄与空调使用时间(使用时长与开启时间段)存在明显相关性;代数为不同功能房间空调使用时长的最主要特征,代数越大,其空调使用时长越高,3代家庭在不同功能房间的空调使用时长均大于其他代数的家庭;最小年龄为不同功能房间的空调使用时长的次要特征,在同一代数的家庭中,最小年龄为青少年或学龄前儿童的家庭的空调使用时长会高于最小年龄为青年或中年的家庭。探明了家庭结构特征中与空调使用时间相关的主要参数,为预测空调能耗,助力建筑节能减排提供了基础资料。

一款改进的家用热回收空调热力性能实验研究

为提高家用空调器利用率并节能减排,通过改进得到一款具有制冷、供暖、全天候供热水和冷凝热回收制取热水四种功能的热回收空调器。热力性能实验结果表明,改进后的热回收空调器各模式运行可靠,节能效果显著。

空气源热泵集中供暖的能耗分析

随着我国经济的高速发展,为全面实施清洁能源供暖,推动能源消费革命,促进能源清洁化发展,减少大气污染,以空气源热泵为代表的新型能源,为人们带来了清洁、舒适、高效、安全、节能的冷热源系统。因此,空气源热泵供暖逐渐成为集中供暖的煤改电替代选择方案。本文结合河北省石家庄市的某供暖项目,核算分析了该项目采用空气源热泵供暖的节能效果。该项目单位供热面积能耗为3.25 kgce/m^(2),远低于燃煤为主集中供暖建筑供暖能耗指标引导值。节约能耗折标煤63.45 t。

平衡环境型房间量热计能耗分析及节能优化

本文针对平衡环境型房间量热计工况调节的特点,分析了传统平衡环境型房间量热计的能耗高的原因,并给出了节能降耗的技术解决方案。

房间辐射时间序列决策树分类方法研究

采用辐射时间序列方法,现有可用的辐射时间序列涉及的房间结构和特征参数数量太少,导致其计算的空调设计负荷偏差较大.考虑国内建筑常用的围护结构及其特征参数,采用简单随机抽样方法抽取结构和特征参数组合的房间样本,应用热平衡方法计算大量的结构与特征组合房间样本的辐射时间序列,用CART决策树算法提取影响房间辐射时间序列的主要特征参数,对房间结构类型和特征参数进行分类,用K-Medoids中心算法确定各类房间代表性辐射时间序列.用提出的决策树分类方法将结构及其特性参数组合房间的非太阳辐射时间序列和太阳辐射时间序列分别分为12类和8类.适用性检验表明,分类后每类房间辐射时间序列很好地代表了该类的所有房间,可显著提高空调设计负荷的准确性.

基于气象日序数的同时发生设计日挑选方法

传统空调设计气象参数设计日对气象参数间的同时发生性考虑不足,导致空调系统的设计冷负荷与实际峰值冷负荷相差甚远.为挑选出计算空调系统设计负荷的更合理的同时发生设计日,提出了一种基于气象日序数的空调设计同时发生设计日挑选方法.该方法首先定义气象日序数的概念,用历史实测气象数据和动态负荷计算模型计算房间动态负荷,基于室内热环境风险水平挑选通用气象日序数集,提出多维多参数聚类分析方法,从通用气象日序数集中选取代表性的同时发生设计日.运用该方法从中国香港和长沙的长年实测气象数据中挑选出两个地区的同时发生设计日.实例研究表明,该方法挑选出的同时发生设计日数量少,适合于工程设计应用.与传统设计日对比表明,气象日序数方法给出的同时发生设计日计算设计冷负荷准确性更高,能满足工程设计准确性要求.

一种大空间分层空调逐时冷负荷设计计算方法

根据热平衡原理分析了分层空调冷负荷的构成,提出了一种大空间分层空调逐时冷负荷计算方法。以上海某大空间热环境实验建筑的2种分层空调形式为研究对象进行了实验和计算,结果表明:中部喷口送风分层空调的3种工况冷负荷计算值与实验供冷量的平均绝对百分比误差为6.6%;下送风分层空调3种工况的平均绝对百分比误差为4.6%。验证后结合这2种分层空调形式的2个计算案例求解了该大空间的分层空调逐时冷负荷,在相同设计条件下,中部喷口送风分层空调冷负荷指标为108 W/m^(2),下送风分层空调冷负荷指标为76 W/m^(2),下送风峰值负荷仅为中部喷口送风的70.4%。本文所提出的分层空调逐时冷负荷计算方法可供分层空调工程设计参考。

基于模型校准的建筑冷负荷短期预测模型人工内扰特征变量获取方法

准确的短期建筑冷负荷预测对于建筑供能系统的运行优化具有重要意义。数据驱动模型因在挖掘建筑实际负荷特性、提高预测精度方面具有较大的优势而得到广泛应用。然而,内扰特征变量的缺失严重影响着数据驱动负荷预测模型的预测效果。为此,本文提出了一种利用模型校准技术从冷负荷时间序列中反向挖掘内扰相关数据信息的方法。案例研究结果表明,利用该方法获得的人工内扰特征变量数据对使用人工神经网络模型的短期建筑冷负荷预测效果的提升具有显著作用。相比于完全缺失内扰特征变量的预测模型,预测误差可降低11.46%,相比于使用日历信息作为内扰特征变量的预测模型,预测误差可降低6.51%。

建筑外墙延迟衰减特性的组合优化方法

研究建筑外墙不同组合延迟衰减特性对建筑峰值传热的影响规律,对降低峰值传热负荷,减少空调系统配置容量具有重要意义.针对某案例建筑,采用EnergyPlus与正交试验设计方法,研究多类型建筑外墙组合延迟衰减特性与峰值传热冷负荷的变化规律.结果表明:各墙体组合对外扰具有不同的延迟衰减特性,导致峰值冷负荷大小存在显著差异,差异度最大为11.8%.基于不同类型建筑外墙传热峰值出现时刻不同,叠加后可降低总传热量峰值的特性,提出一种外墙峰值传热优化组合方法.在各朝向墙体内表面温度关系式中引入错峰指标PSI,用于调节墙体组合的延迟时间,以该指标为设计变量,墙体总传热量峰值为目标函数,通过优化求解得到各朝向墙体的最佳延迟时间,进而求出优化墙体组合.采用该方法对案例建筑进行计算,结果显示:对建筑外墙进行优化组合后,其总传热量峰值降低了19.1%.

寒冷地区博物馆建筑负荷特性研究

为指导博物馆类建筑空调系统设计,建立了某特大型博物馆的实际建筑模型,选取北京、锦州、大连、烟台、郑州、西安作为寒冷地区的典型代表城市,依次选择上述6座城市作为博物馆建设地点,用建筑能耗模拟软件DeST对该特大型博物馆进行了全年逐时负荷模拟,从建筑逐时动态负荷、负荷频率、新风负荷等几个方面,分析了寒冷地区博物馆建筑负荷特性。通过对比分析得出建筑负荷特性对空调系统冷热源和新风系统设计的影响较大。

气候变化对我国不同气候区办公建筑能耗影响分析

自工业文明以来,全球气候持续变化,且在不同时期的变化规律也不尽相同,近年来全球气候变化呈现加剧态势。室外环境是影响建筑能耗的关键因素,在全球气候变化加剧的背景下,准确分析气候变化对建筑冷热负荷的影响对办公建筑节能低碳技术的发展与应用具有重要意义。选取10个位于中国不同气候区的城市,基于各城市1960—2014年(西安市为1960—2013年)的真实历史气象数据,以及2种典型浓度路径(RCP)(即高水平RCP 8.5和中等水平RCP 4.5)下的未来气象预测数据,采用建筑能耗模拟软件和回归分析方法探究气候变化对不同气候区办公建筑能耗的影响。结果表明受到气候变化的影响,不同城市的建筑冷热负荷变化为40%~400%,在未来建筑和暖通空调系统设计时应更加关注气候变化及其对建筑能耗的潜在影响。

夏热冬冷地区办公建筑多联机空调系统冷负荷计算方法探讨

由于多联机空调系统具有间歇运行、邻室传热的特点,其运行模式对空调负荷计算结果影响较大,采用单位面积负荷指标的估算法可能造成选型偏大,导致成本增加和能源浪费。本文以上海某办公建筑为例,使用DeST软件模拟不同运行模式下建筑的冷负荷,探究办公建筑推荐的负荷放大系数范围。结果表明,T/CECA 20016—2022《多联机空调系统设计应用技术规程》中推荐的负荷放大系数范围1.2~2.0有一定的适用性,但对极端情况的房间还需要进一步放大,例如间歇短时运行。

地下地铁车站屏蔽门渗入风量计算模型

屏蔽门渗透风量是影响地铁车站冷负荷的重要因素。提出一种屏蔽门渗透风量计算模型,基于测试风速分析,对屏蔽门单周期渗透风量进行量化,分不同位置和不同阶段研究屏蔽门渗透风的特征,通过对列车运行因素进行分析,建立一种屏蔽门渗透总风量的计算方法,以期对地铁车站的设计计算及运营等工作提供借鉴。结果表明:不同位置屏蔽门的渗透风速不同,沿着列车的运行方向,屏蔽门单周期渗透风速和风量都随门位置的变化而减小,出站侧的屏蔽门单周期渗入风量约为进站侧的65%;不同阶段屏蔽门渗透风量也存在差异,列车停靠阶段单周期渗透风量最大,为进站阶段的10倍左右;确定了屏蔽门单周期渗透风量的范围,并提出相应的计算模型,据此计算得到地铁车站屏蔽门全天的渗透风量。

关于空调工程冷/热负荷计算若干问题的商榷

负荷计算是空调工程设计的基础。本文主要针对空调工程负荷计算相关的6个问题进行了探讨:1)空调工程设计负荷计算应包括哪些环节;2)如何准确定义空调区冷负荷和热负荷;3)新风冷负荷是否属于空调区负荷;4)冬季新风热负荷计算显热还是全热;5)空调系统设计冷负荷是否包括冷源及其输配系统的附加冷负荷;6)设计负荷计算与动态负荷计算的区别是什么。从标准/规范出发,结合专业书籍、设计手册和专题文献等资料,采用对比分析的方法,探讨上述问题相对准确合理的答案,为准确理解和进行空调工程冷/热负荷计算提供参考。

基于人工神经网络的住宅新风系统负荷预测与运行优化

通过建立人工神经网络模型来预测溶液调湿新风系统的湿负荷及冷负荷,考虑使用热感区域划分来提高预测精度;引入了一种系统控制优化模型,并结合神经网络模型的负荷预测结果对新风系统的运行控制进行了优化,在潜能蓄能和分时电价情况下制定了优化控制策略,提高了系统灵活性。结果表明,分区神经网络模型具有较高的预测精度,湿负荷及冷负荷预测结果对应的均方根误差变异系数分别为8.72%和9.98%,优化结果可使系统在整个空调季的运行能耗和费用分别降低27.2%和29.2%。该结果可为住宅独立新风调湿系统的运行优化提供参考。

机场航站楼空调系统负荷精算方法研究:以我国夏热冬暖地区枢纽机场航站楼为例

机场航站楼作为重要的交通枢纽,具有建筑体量大、功能复杂、室内环境营造要求高等关键特点,对空调系统优化设计与节能减排工作提出了挑战。对于新建机场航站楼,在设计阶段开展冷负荷的精确计算是实现空调系统优化设计与高效运行的关键。本文以我国夏热冬暖地区新建枢纽机场航站楼为例,从设计值选定、负荷计算方法、降低空调冷负荷关键环节等方面开展了深入研究和案例分析,以期对同类型交通枢纽建筑空调系统优化设计提供参考,推动交通枢纽建筑节能减排工作。

基于VMD-IPSO-GRU的机场航站楼冷负荷多步预测模型

精确预测冷负荷对航站楼空调系统的节能具有重要意义。根据冷负荷的多步预测结果提前制定系统的运行策略,可以实现在负荷动态变化下的协同优化运行。针对传统时间序列预测模型主要是单步预测,应用价值有限且精度不足的问题,本文采用一种结合变分模态分解(VMD)和门控循环单元(GRU)的预测方法对航站楼空调负荷进行多步预测,使用改进的粒子群算法(IPSO)优化预测模型的超参数,并以广东某机场航站楼空调系统的监测数据进行了验证,结果表明:建立的VMD-IPSO-GRU模型在进行后六步预测时,其精度可以达到92%;与对照模型相比,提出的模型能够高效、精准地实现冷负荷的多步预测。