新疆克州地区学校建筑供暖系统设计研究

研究了新疆克州地区某中学供暖系统设计的思路和流程,包括热源的选择、供暖系统设计,换热站设计等,深入探讨和分析了调试过程中出现的问题,对设计和施工阶段需要关注的设计调研、施工规范等关键环节进行了总结与反思,并提出了解决方案。

具有防融霜装置的蒸发器结霜特性及性能仿真研究

以具有防融霜装置的蒸发器为研究对象,建立基于理想最小防融霜补热量和结霜量无量纲关联式的空气源热泵动态模型,并依据实验数据验证其精确性,通过数值模拟分析不同环境参数对具有防融霜装置的蒸发器性能的影响。结果表明:后置式与跨越式系统蒸发器换热系数要高于前置式与传统电辅热系统,霜层厚度更小,分布更均匀;当相对湿度一定时,蒸发器换热系数随温度升高而增大;当空气温度不变时,换热系数随相对湿度的下降而减小,霜层更均匀;温度对蒸发器换热系数的影响比相对湿度更大。

高原铁路站房地板辐射系统的分区供暖效果

为了解决高原铁路站房部分区域在强太阳辐射的影响下出现过热、地板辐射供暖系统能耗浪费的问题,以某高原铁路车站为研究对象,根据站房内太阳照射情况对地板辐射系统提出了分区供暖方案;利用建筑能耗模拟软件Energyplus对该铁路站房进行模拟分析,对比了地板辐射系统分区前后站房内的热环境和系统供暖量.结果表明:地板辐射系统采用统一的设计及运行控制方案供暖时,站房内太阳直射影响区的平均操作温度在日间最高可达27℃,与非直射影响区之间的温差超过5℃;在地板辐射系统分区供暖时,直射影响区的平均操作温度最高为26℃,室内温度分布更为均匀,局部过热现象得到缓解;在保证站房热舒适性的前提下,地板辐射系统的分区供暖方案能够使直射影响区整个供暖季的供暖量降低38.2%.

基于GA-BP人工神经网络的农宅供热负荷预测技术研究

农宅实际供热负荷的预测对农宅供暖系统优化和新型供暖系统的应用具有重要意义。本文基于对华北地区农宅室内外13个参数的长期监测和相关性分析,研究了经遗传算法优化的BP人工神经网络模型(GA-BPANN)应用于农宅供热负荷预测的可行性和可靠性。结果表明,当GA-BPANN输入变量为按与供热负荷相关性强度排序的前6个参数(室内温度、室外温度、室内TVOC(总挥发性有机化合物)浓度、室内相对湿度、室外相对湿度和光照强度)时可以得到高精度的预测结果,为合理确定预测方案和农宅供热负荷提供了借鉴。

基于子空间辨识方法的建筑群热负荷预测研究

根据建筑热力模型和热负荷计算模型建立了状态空间模型,分别利用未指定状态变量和指定状态变量的子空间辨识方法构建了建筑群热负荷预测模型,并以哈尔滨市某小区换热站为例,验证和比较了2种方法的热负荷预测结果及训练策略和预测时长对预测精度的影响。结果表明:指定状态变量比未指定状态变量的子空间辨识方法的热负荷预测平均绝对百分比误差降低了10.00%;未指定状态变量的子空间辨识方法的中期预测效果优于短期预测,平均绝对百分比误差降低了13.34%。

装配式被动房墙体传热系数测试与能耗模拟

以河北省保定市某装配式被动房为研究对象,采用热流计法对其东、西两侧围护结构主体部位的传热系数进行现场测试。基于测试结果,利用DeST能耗模拟软件模拟该建筑理论计算和实测传热系数下的全年能耗,得出理论计算与实测条件下利用传热系数计算的能耗偏差。结果表明该装配式被动房东、西两侧围护结构主体部位的实测传热系数相比.于理论计算值分别偏高偏差为103%。以期通过传热系数现场测试过程与能耗误差值的范围为今后进一步研究装配式被动建筑提供参考。

“双碳”目标下河北省农村取暖的低碳转型实施路径研究

在“双碳”目标下,农村取暖面临低碳转型。在对河北省农村取暖现状分析的基础上,对“双碳”目标下农村低碳取暖的需求进行了总结。以河北省张家口地区、唐山地区、石家庄地区的农村住宅为例,对在取暖季分别采用传统散煤取暖、天然气取暖、生物质成型燃料取暖、电直热取暖、空气源热泵取暖、“光伏+空气源热泵”取暖6种取暖方式时的需热量、用能量、污染物排放量、取暖费用、初始投资进行了对比分析,并探究了适合河北省农村取暖的低碳转型实施路径。研究结果表明:1)不同取暖方式中,“光伏+空气源热泵”取暖在清洁、低碳、可持续方面的综合表现最优,但其初始投资较高,可采用“政府补贴+银行贷款”的形式进行推广。2)在目前河北省农村地区清洁取暖改造已基本完成的情况下,其取暖的低碳转型实施路径具体为:在气代煤、电代煤未覆盖区域,对剩余使用寿命大于等于20年的房屋建筑,优先推广采用“光伏+空气源热泵”取暖;对老旧房屋建筑,推广采用空气源热泵取暖或生物质成型燃料取暖。在电代煤区域,可发展屋顶分布式光伏发电,以解决电代煤取暖方式取暖费用高、碳排放量高等问题。在气代煤区域,仍保留原燃气输配管道向用户输送燃气用于做饭,然后结合当地经济和社会特征、资源禀赋,推广应用绿色低碳技术和节能设备。在目前现状下,可先推广屋顶分布式光伏发电的应用,再逐步推广采用空气源热泵取暖;然后由天然气取暖和“光伏+空气源热泵”取暖协同应用逐步向单一采用“光伏+空气源热泵”取暖方式发展。

基于Meteonorm和DeST的采暖建筑室内热扰对热负荷的影响分析

在使用能耗模拟软件获取建筑热负荷和进行热负荷预测研究时,输出的模拟热负荷受气象参数的影响较为敏感,而且软件数据库的气象参数往往不全,而从第三方获得的数据带有显著噪声或异常值,导致获得的热负荷在某些时刻具有大的跳跃,因此提出一种基于第三方气象软件Meteonorm对气象数据数据进行插值再平滑的处理方法,以获得更有效的数据。以沧州地区为例,对导出的气象数据进行插值和平滑处理后得到可视化的图形结果,最后导入DeST中完成住宅建筑热负荷分析,基于此,选择5个不同气候区的典型地点,利用DeST分析了室内热扰对建筑热负荷的影响情况,发现在热负荷模拟中忽略室内热扰的影响将会带来较为明显的误差。

农宅采暖用光伏发电板倾角优化研究

研究了以供暖季发电量最大为优化目标的光伏板的最优倾角,建立了光伏发电最大功率跟踪控制的物理模型,提出了将光伏参数、气象数据和供暖时段作为输入参数的最优倾角计算方法。以山西省运城市为例,分析了逐月最优倾角的变化规律,并给出了不同纬度气候区的电采暖光伏板的最优倾角设计值;最后以供暖温度不保证小时率为约束指标,通过DeST模拟计算,得出了不同气候区农宅单位供暖面积对应的电采暖光伏装机容量值,为各地区光伏电采暖系统的设计提供参考。

工业建筑绿色低碳化改造再利用设计方法研究——以夏热冬冷地区为例

在城市存量更新与双碳目标背景下,工业遗存再生项目应在保护历史文化、提升城市功能的基础上,进一步达成绿色低碳化目标。通过实地调研,总结长三角一带工业遗存的特点和问题;基于既有建筑低碳化路径和气候适应性机理,遵循正向设计流程和建筑空间形态层级,提出从场地条件分析以利用本地资源、场地布局优化以改善微气候、建筑空间调整以提升能量管理、建筑界面更新以调控能量交换、多专业协作以集成系统化设计这五个方面构建工业建筑绿色低碳化改造再利用设计总体框架:而后结合长三角一带的案例研究和设计实践,进一步阐述最能体现工业建筑特点、绿色低碳目标与建筑设计手法三者相关性的十项设计策略和技术。

长春地区城镇冬季供暖技术路径及碳排放研究

我国已提出“3060”目标,即二氧化碳的碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。建筑能源系统作为建筑的组成部分,其能耗与碳排放是建筑节能减排的重要领域。供热低碳发展是实现碳达峰、碳中和的重要手段之一,通过清洁能源替代化石燃料实现供暖低碳发展具有重要意义。分析了长春地区冬季供暖现状,包括长春用能发展现状和冬季主要供暖技术路径等。评估其碳排放必须首先明确建筑能源系统碳排放的计算方法,并通过建筑模拟手段对不同清洁供暖技术路径进行对比分析。研究得出,长春地区城镇减碳量最高的为集中生物质供暖,其次是燃煤锅炉供暖的技术路径,此结果主要受供暖面积影响。单位面积减碳量结果显示,减碳量较多的是生物质锅炉和热泵供暖技术路径,燃气锅炉和燃煤锅炉单位减碳量较少。在综合评价中,最优的是水源热泵,但在供暖技术路径的选择需因地制宜进行考量。

基于Modelica模型的供热系统动态热特性研究

针对集中供热管网系统级的快速建模和仿真要求,利用Modelica语言陈述式的建模方法对集中供热系统进行非因果建模,并基于Modelica模型对供热系统动态热特性进行分析。通过动态仿真平台MWorks,结合实际供暖运行数据对Modelica活塞流管道模型验证,结果显示实测值与模拟值平均相差约0.8℃,表明在热源温度频繁变动条件下模型能够满足供热系统动态仿真需求;并通过控制管道的管径、管长及单位管长热容量等不同变量,分析得出各变量对管道末端温度动态响应速度及响应时长的影响。

高原营房太阳能梯级相变跨季蓄能供暖系统研究

高原严寒地区气候恶劣,交通运输困难。针对该地区气候特征及室内负荷需求,提出了一套由太阳能、梯级相变蓄能装置以及柴油锅炉辅助热源组成的跨季蓄能复合供暖系统。为探究新型供暖系统的实际性能和可行性,通过模拟软件构建建筑模型及配套的系统模型,根据高原地区的气候条件参数,模拟系统全年运行过程,分析相关运行参数变化,并总结可行的系统设计方法,验证动态气候条件下系统的可行性。结果显示,太阳能集热器的总运行时长可达2000 h以上,为储存充足的太阳热量提供基础。同时相变水箱在蓄能期结束时温度可达82℃,当采用高温水末端散热器时,经过3级相变材料放热后水箱温度降至42℃,导致室内温度难以达到预设值。相较于依赖辅助柴油锅炉维持水箱温度及末端散热器供水温度的方式,低温辐射供暖系统更能适应太阳能梯级相变蓄能系统的热能和水温变化特性。

严寒地区车库采用散热器地沟敷设供暖研究

在严寒、寒冷地区地面具有高大空间特点的停车库供暖问题上,提出了一种不受外墙敷设空间影响的地沟散热器安装供暖方案,并利用Airpak气流组织模拟手段,对供暖方案的供暖效果进行计算。通过计算结果可知,采用散热器地沟安装供暖方案,散热器表面能够产生稳定的上升气流,空气流动最大风速达到0.47m/s,车库内部整体温度能够达到采暖设计温度;考虑外窗、外门及外墙内壁温度较低,对于车库内部安装的宜结冻管道、设备应适当保持一定距离。

太阳能热利用技术研究进展与展望

太阳能热利用是重要的可再生能源应用形式之一。对中国近几年太阳能集热、蓄热等关键部件,以及系统设计方法等集成技术的重要突破进行了梳理,对太阳能热水供应、太阳能供暖、太阳能制冷及太阳能工农业应用等应用形式的最新进展进行了归纳,并对太阳能热利用的发展趋势进行了展望。中国太阳能热利用的应用形式以太阳能热水供应为主,已经向智能化、精细化方向发展。在清洁取暖进程及“双碳”目标的推动下,中国太阳能热利用技术在供暖、制冷及工农业等领域的应用逐步增多,应用形式正向多元化发展。以太阳能为主的多能协同供能系统可以在有效解决太阳能资源不稳定性问题的同时提升系统经济性,是未来低碳发展的重要方向。

严寒地区某高大空间工业厂房供暖系统设计

结合实际工程,对严寒地区某高大空间工业厂房供暖设计的热源、室外供热管网和室内供暖设计进行详细的阐述,同时对厂房供暖系统和供暖末端的选择进行了论述,指出寒冷地区某高大空间工业厂房供暖设计的设计要点和注意事项,为设计人员提供参考。

基于Revit二次开发的标准地铁车站小系统参数化设计研究

针对地铁车站小系统BIM应用中设计建模的特点,研究了标准地铁车站小系统BIM建模解决方案,基于参数化设计的思想以及Revit提供的程序接口API,开发了一个地铁车站小系统快速建模程序,解决建筑模型频繁变化出现重复建模的问题。通过实际工程的应用,验证了该方案的可行、方便和高效性,极大地提高了BIM技术在地铁车站中的应用。

高速公路服务区建筑供暖方案对比分析

以山西省某高速公路服务区固体蓄热和空气源热泵供暖改造项目为案例,从理论上研究了环境温度、峰平谷电价对两种方案适用性和经济性的影响,综合分析可知,在一定工况条件下,当环境温度高于某个临界温度值时,宜采用空气源热泵供暖,且峰平谷电价差值越大,空气源热泵优势越明显。可为山西省高速公路收费站和服务区站点供暖方案的选择提供理论和实例基础。

供热系统的安全运行与事故预防

供热系统的安全运行与事故预防是确保供热系统稳定运行和降低事故发生概率的重要任务。基于此,本文根据供热系统的基本组成和运行原理,分析了供热系统常见的安全隐患和风险因素,提出了一系列安全运行与事故预防措施。经过案例分析证明,本文提出的事故预防措施可以有效减少设备故障、泄漏和其他安全隐患风险,有利于提高供热系统的可靠性和运行效率。

车辆检测设备散热设计与仿真分析

为了保证高功耗车辆检测设备在高温环境下的工作性能,使用热仿真软件,研究均温板、翅片和界面导热材料等散热结构对车辆检测设备散热性能的影响,并基于仿真结果对设备的散热结构进行优化;制作样机后,在高温箱里进行样机试验,并将试验结果与仿真结果进行对比。结果显示:均温板具有超高的导热系数,可以降低扩散热阻,有利于降低芯片温度;增高机箱翅片的高度可使降温效果极为明显;调整翅片间距和厚度、增加基座的厚度以及选取厚度合适、导热系数高的硅胶垫片等措施均能一定程度上提高设备的散热能力。这些散热措施有效保证了设备的稳定运行,为类似产品的设计提供了指导。