基于能耗模拟的湖北地区既有农宅围护结构改造方案比选研究

为了改善湖北地区现有农村住房结构老化、围护结构热工性能不佳导致的住宅能耗增加及室内热环境差等问题,本研究致力于对湖北地区典型农宅的围护结构进行改造。研究采用能耗模拟软件Ecotect对不同围护结构改造方案的节能效率进行定量分析,并运用熵值法和多因素正交实验分析了16种具有代表性的改造方案,优选出兼顾节能性和经济性的最佳方案。结果表明,单因素改造方案的节能效果排序为:屋顶改造>门窗改造>外墙改造。在熵值法下的多因素组合改造方案初选中,节能率、节能改造方案初投资、节能改造收益、静态投资回收期及净现值(NPV)的所占权重分别为0.2、0.26、0.21、0.14和0.19。该研究为湖北地区现有农宅的节能改造提供了新的思路,并在围护结构改造方案优选中具有一定的参考价值。

川西高原藏区传统民居的建筑能耗模拟和优化

川西高原藏区气候寒冷,地理位置偏僻,常规能源匮乏,传统民居建筑冬季采暖能耗大。为提高此类民居的节能性,改善少数民族传统聚落人居环境,基于DesignBuilder软件建立川西藏区典型民居建筑模型,模拟当地气候条件、太阳辐射等环境参数,以人体热舒适和采暖能耗为评价指标,分析建筑朝向、功能布局、阳光房及其玻璃材料与参数等因素对室内环境的影响,探索多因素影响下的最优组合形式,在优化传统民居设计的基础之上,论证了利用太阳能采暖的可行性,为极端气候地区无辅助热源的传统民居立足可再生能源、利用太阳能解决冬季采暖问题、提升舒适性提供依据。

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。

基于制冷季逐时能耗模拟的地铁车站冷源方案分析方法

提出了一种综合室外典型年逐时气象参数、列车发车对数、客流量变化等因素,在制冷季逐时负荷基础上进行能耗模拟的冷源方案分析思路。首先建模计算得到地铁车站制冷季逐时空调负荷,然后基于逐时室外气象条件修正冷水机组的实际性能。以某地铁车站公共区为例,对水冷螺杆式冷水机组和水冷涡旋式模块化冷水机组2种空调冷源方案进行了对比。结果显示,虽然水冷螺杆式冷水机组的额定COP高于水冷涡旋式模块化冷水机组,但针对该地铁车站的负荷特点,采用水冷涡旋式模块化冷水机组方案制冷站年能耗比采用水冷螺杆式冷水机组方案低11.6%。

基于DEST的公共建筑能耗模拟——以阜阳某商业办公楼为例

本研究以阜阳市的某公共建筑为例,使用DEST软件对其全年建筑能耗分析,并采用控制变量法分别探究不同因素对建筑负荷的影响。在本研究中,建筑的窗墙比和全年累计冷负荷和全年累计总负荷成正相关。较大的窗墙比会降低建筑的隔热性能,增加供暖和冷却的能耗。此外综合考虑建筑外窗的传热系数、遮阳系数和外墙的传热系数对建筑负荷的影响;较高的遮阳系数和较低的传热系数可以减少夏季的阳光热量进入室内,降低建筑冷却负荷和热负荷,大幅降低建筑的全年累计能耗。建筑外墙传热系数选择并非越小越好,需要考虑多个因素来确定传热系数的最合适范围。

城市尺度建筑集群能耗模拟方法研究

目前针对单体建筑节能技术的研究已趋于成熟,而针对街区和城市尺度建筑集群能耗的研究相对较少。本研究梳理了在街区和城市尺度进行建筑能耗模拟的基本方法,并优选出最适合的基于UMI插件的建筑原型法,通过对实际街区的建筑集群能耗模拟验证了该方法的可行性和准确性,为未来街区和城市尺度建筑集群节能研究提供了技术支持。

“双碳”背景下建筑节能设计分析——基于江西某高校宿舍运行阶段能耗模拟

为降低江西省居住建筑能耗,助力江西省碳达峰实施,基于江西地区某高校新建学生宿舍,利用DesignBuilder软件,从建筑运行阶段的角度对能耗影响因素进行分析。选取建筑朝向、建筑层高、屋顶形式、外墙传热系数、窗墙比五项因素进行能耗模拟比较,通过单因素分析和正交试验法,研究不同因素对建筑能耗的影响趋势以及其显著性特征,研究结果表明建筑朝向为正南方向,建筑层高2.7 m,屋顶形式为平屋顶,外墙传热系数为0.3 W/(m^(2)·K),窗墙比为0.3是最优节能组合方案,经过模拟确认了最优方案的单位面积能耗为52.64 kW·h/m^(2),比当前建筑设计节能24.7%。结果为江西省宿舍建筑节能设计提供了明确方向,对建筑碳达峰实施有一定意义。

寒冷地区某综合楼建筑能耗模拟与实测研究

以郑州市五方科技馆A馆为研究对象,利用能耗模拟软件DeST2.0,模拟计算建筑各分项能耗,结果表明,设计建筑相比基准建筑本体能耗节能率41.4%,分项能耗节能率最大项为供暖能耗,为64.36%。根据能耗监测平台提供的连续稳定运行数据,将能耗实测值和模拟计算值进行对比,得到运行阶段建筑本体能耗比设计建筑模拟能耗减小25.67%,GB/T 51350—2019《近零能耗建筑技术标准》规定的基准建筑本体能耗相对节能率为56.4%。同时对模拟计算值和实际运行能耗展开分析,对寒冷地区同类型建筑的节能设计以及DeST2.0能耗模拟计算可提供参考。

乙烯装置急冷区模拟计算降低能耗

介绍了燕山石化公司乙烯装置急冷区运行现状,根据现场实际情况建立ASPEN模型,从几个方面对装置进行优化模拟,提出增产稀释蒸汽,节省能耗的几个改造方向,以及急冷区参数调整对节能降耗的作用。提出通过适当增加汽油分馏塔侧线采出量、增加急冷油换热器、换热器化学清洗等措施,可增产稀释蒸汽,对乙烯装置节能降耗提出指导意见。

夏热冬冷地区装配式低能耗住宅能耗模拟及节能优化研究

以低能耗住宅为研究对象,对建筑领域中装配式低能耗问题进行探究分析。研究过程中首先分别对低能耗模拟与节能优化进行方法设计。研究结果显示当住宅面积为90m^(2)时,住宅内能耗设备与节能前相比,不论是电气的消耗还是燃料的消耗量均呈现出降低的状态,这表明研究所提材料墙体的设计一定程度上对于节约能耗是有益的。优化后墙体的整个生命周期能源消耗方面也有显著的降低。在预制空气间层保温墙体性能住宅每年总能源使用强度为633MJ/m^(2),与前面得到是数据相比有所减小,这也表示预制空气间层外保温墙总节能效果逐渐优化。

基于Aspen HYSYS的LNG接收站全流程模拟

以某LNG接收站为仿真对象,使用Aspen HYSYS流程模拟软件,选取PRSV方程作为物性计算方程,建立了接收站稳态模型。根据各个设备的运行参数,对接收站进行全流程模拟,得到了各物流、设备能耗等详细参数,并利用此模型分析了外输流量、温度和压力变化时对接收站各流程性能参数的影响。实验结果表明:该流程模拟可以完全满足各种复杂工况变化与调整的模拟仿真需求。

基于DEST-H软件的城市住宅模拟能耗与实测能耗的对比分析

采用DEST-H软件模拟了长沙市两种典型的住宅建筑能耗,并且将模拟结果与实测周期内能耗结果进行比较;通过对比分析验证了DEST-H软件对于长沙市这种典型夏热冬冷气候区域住宅能耗模拟的适用性;用DEST-H软件模拟分析了影响建筑冷、热负荷的几个因素,包括:建筑体形系数改变、围护结构改善和通风换气次数改变;针对各种模拟结果提出了相应的节能措施。

基于能耗模拟的济南市某办公建筑围护结构改造研究

办公建筑能源消耗大,推进其节能改造设计刻不容缓。本文利用能耗模拟软件DesignBuilder研究济南市某办公建筑围护结构改造对能耗的影响,并提出相应改造建议。研究提取外墙、屋面、外窗、外遮阳四个影响因素进行模拟,并运用正交试验法确定诸因素最优组合方案。结果表明,改造办公建筑围护结构是实现建筑节能的有效途径,最优方案年单位面积综合能耗40.85kwh·m^(2),节能率达到42.98%,节能效果显著。

严寒地区近零能耗办公建筑负荷特性分析

目的 研究严寒地区某近零能耗办公建筑负荷特性,以便逐步完善近零能耗办公建筑的性能化设计方案,达到近零能耗建筑预定的性能目标。方法 以处于设计阶段的某近零能耗办公建筑为研究对象,使用DesignBuilder软件对参照建筑与目标建筑分别进行能耗模拟,并对结果进行分析比较。结果 目标建筑全年累计热负荷指标为15.96 (kW·h)/m^(2),全年累计冷负荷指标为19.94 (kW·h)/m^(2);目标建筑与65%的节能建筑相比,累计总负荷指标降低45.86%,热负荷指标降低64.34%,冷负荷指标降低5.89%。结论 近零能耗办公建筑夏季冷负荷指标略高于冬季热负荷指标,各项节能技术对降低热负荷指标及累计总负荷指标均有促进作用,内部热扰和外窗太阳得热对冷热负荷指标影响应予以重视。

基于能耗模拟的夏热冬冷地区乡村装配式住宅节能设计案例研究

主要介绍了我国夏热冬冷地区乡村装配式住宅的节能设计发展现状。以位于安徽省合肥市乡村区域的某装配式住宅为案例,应用能耗模拟方法,对该建筑所采用的装配式围护结构的热工性能进行了分析;同时,基于对同地区普通乡村住宅的围护结构性能的调研数据,建立了相应的基准模型。其结果显示,通过基于装配式技术的围护结构节能设计,该乡村住宅建筑的全年供冷和供暖耗电量分别可降低32.74%、49.02%。这表明目前夏热冬冷地区的乡村住宅仍具有较大的节能潜力,装配式围护结构则将成为实现这一节能潜力的关键技术。

船舶油舱油气冷凝回收系统流程模拟与能耗优化

目的解决船舶油舱内的油气回收处理问题,节约能源,降低环境污染。方法使用HYSYS模拟多级冷凝油气回收的流程,并进行试验验证,依据试验后的数据分析,增加了余冷回收流程以改进冷凝回收系统,并通过火用分析方法对比分析改进前后系统的火用损失及火用效率。结果模拟及试验均能成功完成多级冷凝的油气回收,并且增加了余冷回收流程的系统总能耗,相比试验时总能耗可节约301.5×10^(4) kJ/h,占改进前试验总能耗的13.71%,整个系统火用损失减少了45432 kJ/h,火用效率提升了2.79%。结论多级冷凝回收系统处理后的尾气完全满足国家排放标准及油气回收要求,减少了尾气直接排放的冷量损失及冷凝回收系统的能耗。

市政污水污泥水热耦合干化系统能耗模拟

干化+焚烧技术已逐渐成为我国大中城市中心城区污泥的重要处置手段,水热炭化预处理可提高污泥脱水性能,进而降低系统能耗,但对水热+干化污泥预处置过程的能耗分析还鲜有报道。研究了200~260℃下水热炭化预处理污泥的三相产物分布及水热液有机组分构成,在此基础上建立了水热+空气干化系统的能量-质量流模型,并分析了水热条件对系统能耗的影响,最后与空气干化系统、厌氧发酵+空气干化系统能耗进行对比。发现釜内压力为8 MPa,水热反应温度由200℃上升至240℃时,由于水热液中热值较高的有机组分芳香烃、含氮杂环比例明显下降,水热反应釜能耗由184 kJ/kg(以原污泥计)降至161 kJ/kg,温度上升至260℃时,由于水蒸气气相分率明显增加及水热液中芳香烃含量回升,能耗上升至278 kJ/kg。受水蒸气气相分率影响,240℃下水热反应能耗随压力升高而降低,压力升至4 MPa后降低趋势迅速放缓。直接空气干化系统在干化空气温度为110℃时,系统总能耗为1942 kJ/kg;厌氧消化+干化系统由于对沼气进行高效热回收利用,消化时间为10 d时,系统热耗低至212 kJ/kg,总能耗为984 kJ/kg;而水热炭化+干化系统由于有效提升了污泥脱水性能,使系统总能耗进一步降低,240℃水热温度下系统总能耗为597 kJ/kg。研究结果为污泥独立焚烧或与燃煤电站耦合燃烧前预处理方式的选择和优化提供了基础数据和理论依据。

70 MPa加氢站动态模拟与能耗分析

[目的]加氢站是氢燃料电池车推广应用的关键基础设施。70 MPa加氢可以显著提升氢燃料电池车的续航能力和经济性。为准确分析70 MPa加氢站的能耗,降低运营成本。[方法]建立了70 MPa加氢站加氢过程动态热力学模型,基于SAE J2601加注协议研究了单次加氢过程中压力和温度的动态变化规律,分析了单次加氢的能耗组成和多次加氢的能耗变化。[结果]结果表明:单次加氢过程中165 s加满车载储氢瓶,295 s完成高压储氢瓶补氢,5 min内完成一次加氢循环。加氢能耗由压缩机、冷水机组和冷冻机组能耗组成,其中压缩机能耗超过64%,冷水机组能耗约为压缩机能耗三分之一。随着加氢次数增多,单次加氢能耗升高,第一次和第二十次加氢的比能耗分别为0.98 kWh/kg和1.24 kWh/kg。[结论]缩短单次加氢时间可以从提升压缩机流量入手。降低压缩机能耗是加氢过程节能的关键环节。三级高压储氢瓶的压力配置影响加氢能耗中的多个环节,如何对三级压力进行合理配置,值得进一步研究。

室内毛细辐射空调运行能耗集成动态模拟分析

空调运行能耗分析容易受到负荷谐波分量影响,导致分析结果不精准。为了提高能耗分析的精度,提出了室内毛细辐射空调运行能耗集成动态模拟分析。构建冷水机组、地源热泵和散流器新风机组的能耗动态模型,计算各设备能耗;使用TRNSYS软件模拟瞬态空调运行;分解负荷扰量谐波,迭代求解模型,实现运行能耗集成动态模拟。测试结果表明,该方法对单、双冷源系统的能耗分析结果与实际数值的误差分别为95 kW·h、100 kW·h,提高了能耗分析精度。

内置保温系统应用于被动式超低能耗建筑模拟分析

目前我国采用内置保温系统建造的被动式超低能耗建筑案例较少,且没有系统性分析其应用特点,通过实验方式验证了传热仿真具有较高的精度,并在此仿真模型基础上对河北省发布实施的4种内置保温系统进行传热仿真,分析其传热特性并确定了4种内置保温系统的系统修正系数,同时对图集2保温系统构造应用于被动式超低能耗建筑中各热桥节点部分进行仿真计算,确定典型住宅建筑附加传热量及附加传热系数。在上述计算和分析基础上,采用DeST软件分析图集2构造应用于河北省三大气候区建筑能耗情况,并确定了内置保温系统应用于被动式超低能耗建筑的外墙传热系数和挑板末端隔热措施,为后续内置保温系统应用于被动式超低能耗建筑的工程设计提供参考。