数据中心冷却系统研究及应用进展

为加速实现数据中心节能降耗的目标,在合理、高效、最大化地利用自然冷源的同时,更不能忽视机械制冷系统本身能效的提升。加强自然冷却与机械制冷的协同,降低数据中心PUE,充分发挥安全稳定、高效运行的数据中心冷却系统自身能效至关重要。本文通过对气流组织、供/回水温度和冷却系统部件及形式3个方面的研究梳理,总结分析数据中心冷却系统节能提效有关技术研究与应用进展,从而为绿色、高效数据中心冷却系统的研发提供参考和借鉴。

基于内模串级的供热系统二次网水力平衡调节控制策略研究

集中供热二次网系统常伴有近端用户热量过剩、远端用户热量不足的水力平衡问题,基于回水温度法的策略,针对二次管网平衡调节,设计内模串级控制系统,以单元热力入口回水温度作为主回路参数、供回水管压力差作为副回路参数,结合内模控制算法,使各单元之间的回水温度达成一致。依据二次网水力平衡调节实际工程,采用PLC控制器对二次网平衡调节控制系统进行自动调节,热用户之间采用均匀调节,进而减小户间温差大的问题,以实现水力平衡。该系统在可保证供热质量的基础上,对城镇二次网智能平衡调节系统的的研究提供理论基础或参考依据。

土壤源热泵地埋管侧水系统优化运行研究

本文基于江苏无锡某典型厂房土壤源热泵空调项目的实测数据,以地源侧系统总能耗最低为目标,构建设备模型对地源水泵运行工况进行优化,并与两种传统控制策略的运行效果进行对比,据此提出进一步的优化建议。结果表明:基于负荷的优化控制策略,其节能效果要明显优于定频控制策略,冬夏季典型测试日平均节能率分别为28.33%和13.27%,相比于5℃温差变频策略节能了3.61%和2.21%。适当增大地埋管的埋管深度或管径,可以进一步提升该优化控制策略的节能效果。传统的定温差控制策略在负荷率大于60%时,可在5℃基础上将温差增加1~5℃以提升节能效果。

基于工业余热与可再生能源耦合的赤峰市低碳供热研究

以赤峰市大温差供热工程实践为例,介绍了赤峰市低碳供热方案的设计理念和实施步骤。从赤峰市供热热源紧缺,城区周边电厂乏汽余热、工业余热和弃风电力转化热量潜力估算,降低一次网回水温度必要性,大温差供热推进和分阶段实施过程,各阶段热平衡等5个方面进行了详细说明。根据规划,至2035年赤峰市中心城区供热热量来源于非供暖季储存弃风电力转化热量和工业余热,以及供暖季工业余热和燃煤调峰电厂热量,单位供热面积的二氧化碳排放强度是现状的1/30。

基于自适应PID的智能建筑供热系统节能控制方法

由于客观环境温度波动,建筑供热系统在统一输出模式下的能耗相对较高。因此,提出基于自适应PID的智能建筑供热系统节能控制方法。在构建建筑供热系统运行逻辑模型的基础上,结合实际环境温度,引入PID对回水循环过程的温度进行控制,并根据环境的实际温度与管理要求之间的温度差,差异化选择阀门开度调节方式、水温调节方式以及温补动态调节方式。结果表明,设计的控制方法具有良好的节能效果。

330MW高背压热电联产机组运行优化分析

大型汽轮机组采用高背压方式供热可以充分利用乏汽余热,提高燃料利用效率,已经有越来越多火电厂进行高背压供热改造。为确保高背压机组运行经济性,针对某电厂330 MW高背压热电联产机组建立Ebsilon模型并进行全工况模拟,根据低压缸最小冷却流量确定了机组的理论负荷区间,针对其实际热负荷条件建立了热网数学模型,结合热网供回水温度分析其在不同环境温度条件下的背压运行方式和电负荷范围,确定了优化背压后机组的实际运行边界;并针对热网回水偏离理想值时的经济性进行分析,确定了机组高背压投运策略。结果表明:机组采用高背压乏汽余热供热方式可以有效提高供热能力约80 MW,但是其环境温度适应性较差,环境温度较高时,采用抽背方式供热的经济性要明显优于抽凝方式,采用优化后的背压运行方式最高可降低标准发电煤耗约34 g/kW·h;另外,热网回水温度严重影响高背压机组的经济性,在不同的供水温度下,其高背压投运的边界回水温度也相应改变。

绿洲灌区耕作方式与秸秆还田对玉米田水热特征的调控效应

为探讨干旱绿洲灌区耕作方式与秸秆还田对玉米田土壤水热特征的调控效应,基于甘肃河西绿洲灌区田间定位试验,研究耕作方式(免耕、传统翻耕)和秸秆还田方式(秸秆还田、秸秆不还田)下农田土壤水分、温度动态变化特征。结果表明,耕作方式、秸秆还田显著影响土壤贮水量、耗水量、土壤温度、土壤有效积温、玉米籽粒产量、水分利用效率及积温生产效率,且互作效应显著。较秸秆不还田,秸秆还田提高了玉米各生育期0~120 cm土层的土壤贮水量,降低了玉米拔节至成熟期耗水量、播种至拔节期与吐丝期0~25 cm土层的土壤温度及各生育期土壤有效积温。免耕较传统翻耕提高了玉米拔节前土壤贮水量,降低了拔节至吐丝期耗水量,而传统翻耕较免耕提高了玉米各生育期土壤温度及有效积温。秸秆还田条件下玉米籽粒产量、水分利用效率及积温生产效率较秸秆不还田分别提高20.3%、23.6%和23.2%。传统翻耕的玉米籽粒产量、水分利用效率及积温生产效率较免耕分别提高20.8%、22.6%和12.3%。传统翻耕结合秸秆还田降低了玉米拔节前、吐丝至成熟期的耗水量,提高了各生育期土壤温度与有效积温。传统翻耕结合秸秆还田的玉米籽粒产量、水分利用效率及积温生产效率较其他处理分别提高20.3%~37.9%、22.0%~40.5%和7.0%~32.4%。因此,传统翻耕结合秸秆还田是绿洲灌区玉米高产、农田水热资源高效利用的理想耕作措施。

水源热泵多联机水系统的节能性分析

本文针对传统水源热泵多联机系统供回水温差小、循环能耗大的弊病,以某应用项目为例,提出了采用分布式混水泵的水源热泵多联机系统,分析了该系统的管件构成、运行控制机理和年运行节能量,并进行了经济性比较。结果显示:该系统与传统水源热泵多联机系统相比,节能率高达6.27%,投资回收期约为4.5 a。

日光温室露点蒸发苦咸水淡化系统性能研究

海水淡化技术在我国已经趋于成熟,将露点蒸发淡化技术应用于日光温室,开发利用各类苦咸水资源,通过对苦咸水淡化产生淡水以实现作物的灌溉,是一项具有实用性的研究。文章根据露点蒸发淡化原理,设计了日光温室露点蒸发苦咸水淡化系统,通过模拟计算分析了温室内温湿度变化和产水量。结果表明:在有回风的条件下,温室内温度和相对湿度最高分别达到了27.18℃和89%,均能满足作物正常生长所需要的条件;随着回风比例的增加,温室内产水量呈上升趋势,当回风比例为100%时,产水量最高为2 kg,且能够满足作物的正常灌溉需求。

换热站智能管控系统的设计与功能实现

为有效解决换热站采用传统PID控制器所存在的延迟、滞后以及超调量大不稳定的问题,在对智能轨迹导引控制器原理分析的基础上,从理论层面验证了智能轨迹导引控制器在换热站智能管控应用的有效性和可行性;而后,根据换热站智能管控的需求完成了控制系统的硬件设计,并对其实践应用效果进行评估。

中国人寿数据中心水冷空调系统的节能方案及实施

依据近几年来数据中心能源消耗的情况,对数据中心的节能措施进行分析,同时结合中国人寿研发中心的方案、机组工作参数对数据中心的节能采取相应的措施。

稻麦秸秆集中沟埋还田对麦田土壤物理性状的影响

通过5.5a的大田定位试验,将上季秸秆全量沟埋还田,设置秸秆沟埋还田深度为20、40 cm以及免耕秸秆不还田(对照)3个处理。研究秸秆沟埋还田对麦田土壤水势、温度的影响以及长期秸秆沟埋还田方式下,沟埋还田20 cm处理各埋草沟土壤容重、总孔隙度的变化。结果表明:秸秆沟埋还田具有降低土壤容重,增加土壤总孔隙度的作用,随着还田时间的增加,这种作用逐渐降低。当降雨量较大(26.6 mm)时,沟埋还田各处理水势值在短时间内上升的较快,而对照则相对较慢;当降雨量较小(10 mm)时,沟埋还田40 cm处理水势值上升速度大于沟埋还田20 cm,对照处理最慢;降雨过后的12d内,沟埋还田各处理水势值下降速度较对照更快;连续40d各处理土壤水势日均值大小为对照>沟埋还田40 cm>沟埋还田20 cm。土壤0—15 cm温度日较差大小为沟埋还田20 cm>对照>沟埋还田40 cm,土壤20 cm处日较差对照最大;沟埋还田20 cm处理0—15 cm以及沟埋还田40 cm处理0—20 cm土壤日均温高于对照,沟埋还田20 cm处理20 cm处土壤日均温与对照较为接近。在沿江稻麦轮作地区,秸秆集中沟埋还田具有较好的改善土壤物理性质的作用。

集中供热二次网回水温度的预测和控制研究

集中供热系统存在大惯性、非线性以及时变性等问题,为了保证集中供热系统末端用户的采暖质量,针对集中供热二次网系统,设计了二次网回水温度的预测模型及智能控制策略,以实现二次网回水温度的准确控制,满足末端用户的采暖需求。通过飞升曲线建立了温控系统的数学模型。设计了一个RBF神经网络预测模型,模型的输出作为温控系统的二次网回水温度给定值。在控制算法上,设计了三层前向型神经网络与PID相结合的智能控制器,实现对二次网回水温度的闭环控制。基于所建立的数学模型、预测模型及控制器进行了仿真实验。仿真结果表明,所采用的控制方法与常规PID控制相比,具有调节时间短,超调量小的优点。验证了所采用控制方法的可行性和有效性。

夏热冬暖地区星级酒店空调冷凝热回收系统

结合酒店的空调能耗状况及冷热负荷特点,对酒店空调采用冷水机组冷凝热回收系统的节能性和必要性进行了探讨。以某五星级酒店空调工程为例,介绍了其空调热回收系统的优化设计。增大了热回收系统的供回水温差,同时采取热水罐串级连接,对水温进行分层,有效地实现了热水的梯级利用及顺序利用。经分析,该优化系统更加充分地利用了冷水机组的冷凝热,更加节能,而且供水温度比较稳定。

负荷侧回水温度控制在地源热泵供热中的应用研究

为研究运行控制策略对地源热泵系统应用节能性的影响，以青岛地区某住宅地源热泵系统为研究对象，将负荷侧回水温度作为热泵机组群控策略的控制指标，对2008-2009年冬季（142天）运行状况进行了动态监测，分析了地源侧和负荷侧在控制策略下的温度响应，对比了典型工作日热泵机组运行台数、系统COP与热负荷的关系。实测结果表明，热泵系统能够根据控制策略的要求，实现热泵机组的自动启停，保证了负荷侧供水温度的稳定性，达到了预期的控制目标，系统的群控策略体现了较强的适应性。热泵系统负荷率在15.6％-32.2％的实际运行工况下，日运行COP值高于2.8，显示了较好的节能效果，为地源热泵系统运行控制策略的制定和机组群控的实现提供了重要的参考。

柴油机回水温度对燃烧过程影响试验研究

针对某柴油机在低温环境下工作频繁出现活塞烧蚀的问题,开展了回水温度对燃烧过程影响的试验研究。通过分析不同回水温度下燃烧压力变化特点,确定产生活塞烧蚀时缸内燃烧过程典型特征,初步建立了活塞烧蚀与燃烧过程的对应规律。试验结果表明:在1500 r/min、70%负荷工况点,当回水温度分别为15℃、25℃和40℃时,燃烧压力剧烈振荡,循环平均的最大压升率达到25~40 MPa/ms,且最高燃烧压力已达到或超过许用爆压限值13 MPa,说明该工况点燃烧粗暴。循环分析结果表明:在回水温度为15℃和25℃时最高燃烧压力超过爆压限值13 MPa的循环数约占总循环数的33%,最大压升率最高值超100 MPa/ms.回水温度的降低引起的燃烧粗暴是导致柴油机在低温环境下发生烧蚀故障的重要因素。

集中供热系统二次网供暖参数优化研究

目前我国集中供热系统的二次网供回水温度存在设计参数高、运行参数低的现象,同时集中供热系统应用形式呈现出多样性的特点。如何在不同的燃料价格和设备基价背景下,优化选择二次网供暖设计参数值得深入研究。调研了国内外集中供热系统的二次网供暖设计参数和我国部分城市二次网供暖运行参数情况,建立了二次网供暖设计参数影响集中供热系统技术经济性的分析模型,通过模拟分析得出了散热器和地面供暖系统的二次网供暖优化设计参数。

同程布置冷水系统管网水力特性计算机分析

以同程布置的冷水系统管网为研究对象,在充分考虑末端支路温度调节阀调节特性的基础上,建立了管网水力计算数学模型,提出了虚拟流量的计算机逻辑算法。以10个AHU支路的同程式管网为例,在所有末端支路水力可调、部分AHU关闭及部分AHU调节失灵3种情况下,分别计算了不同供回水压差下各支路温度调节阀的开度和实际流量,计算结果符合同程式管网的固有特性。

低品位工业余热应用于城镇集中供暖系统若干关键问题及解决方法

在开展低品位工业余热集中供暖的实践过程中,需解决余热高效采集、整合、输配、调节等关键问题,应将热源、热网、末端用户三者视为整体,统筹优化,打破低品位工业余热应用于城镇集中供暖的技术障碍。以分析法为理论基础,以温度-热流量(T-Q)图为理论工具,针对上述关键问题进行了技术和方法层面的研究。结合在河北省迁西县实施的钢厂低品位工业余热集中供暖工程实例进行了阐述,论证了本文所述方法的正确性和有效性,供低品位工业余热应用于城镇集中供暖的工程实践参考。

变流量间接供热系统的调节

通过分析变流量供热系统的特点 ,探讨了相应的供热调节方式。推导了一、二次网侧供回水温度及相对流量的调节公式 ,并结合算例给出了相应的曲线 。