一种新型溶液除湿空调系统能耗及应用分析

传统空调系统通常采用温湿度联合处理的方式,该方式存在舒适性差、能源消耗大等问题。针对以上问题,提出一种利用复合直接蒸发冷却制冷水的溶液除湿空调系统,该系统可以有效节省功耗,符合节能减排的发展趋势。在研究过程中,以某办公楼为研究对象,利用TRNSYS仿真软件建立该系统,研究其在制冷季7—9月的能耗,分析其节能性及适用性。结果表明:当空调新风系统使用太阳能热水作为再生热源时,总供热能耗为6.1×10^(5)kW·h,总耗功为8.73×10^(4)kW·h。相比于传统空调系统,节能率达到55.2%,为降低空调系统能耗提供了新思路。

严寒地区超低能耗教学建筑新风系统适用性分析

目的 解决严寒地区超低能耗建筑中人员密集场所供暖期新风系统的适用性问题。方法 以沈阳市某小学教学楼中三种典型教室为例,应用Designbuilder软件建立能耗模型,分析自然通风、有无热回收的定(变)风量机械通风五种工况下超低能耗建筑的各项能耗、相对节能率和本体节能率,以及室内CO_(2)体积分数变化。结果 无热回收的变风量、有热回收的定(变)风量与无热回收的定风量机械通风相比,节能率分别为12%~30%、32%~46%、38%~57%;有热回收的变风量机械通风总能耗最低,且接近自然通风工况;五种工况室内CO_(2)体积分数均小于0.09%。结论 人员密集场所中有热回收的定(变)风量机械通风节能效果显著;建筑气密性的提高导致机械通风系统新风能耗增加,经济性和节能性下降。

分循环膨胀发动机换气参数影响规律研究

以分循环膨胀发动机(split cycle expansion engine,SCEE)为研究对象开展了膨胀缸换气参数影响规律的研究,为高效率发动机的设计与优化提供指导。结果表明:膨胀缸进气门升程降低使得膨胀缸进气压力增大,同时燃烧缸泵气损失增大,进气门升程由6 mm降到1 mm时,系统指示热效率最多降低5.83%。膨胀缸排气门升程降低将使得高压气罐压力上升,同时膨胀缸压缩过程耗功增加,压缩过程耗功占主导,排气门升程由8 mm降到3 mm时,系统指示热效率最大降低2.80%。膨胀缸排气门关闭角的提前将增大膨胀缸进气压力及膨胀缸入口处压力损失,当膨胀缸排气门关闭角为10°时二者可获得较好折中,系统指示热效率为47.78%。膨胀缸排气门开启角的推迟可以减少由过度膨胀导致的排气门处的倒流现象。

室内空气调节系统的研究与设计

车间环境中,生产活动可导致空气质量恶化,极大影响员工身体健康。文章提出了一种空气调节系统,用于监测室内空气粉尘和VOC污染物浓度,适时开启换气系统,使空气参数保持在较高的水平。该系统集成多组粉尘和VOC检测模块和双向换气装置,根据发生空气质量恶化区域自适应调整空气流动路径,有针对性的净化空气。车间外设置风向传感器,根据自然风的风向调整室内换气方向,提高换气效率。各个监测点和执行点利用WiFi实现自组网,点与点之间密切配合,提高系统换气效率。验证试验表明:监测器能够稳定运行,点与点之间配合良好,高效率、针对性实现空气净化,大大改善了车间生产环境。

夏热冬冷地区多能互补溶液除湿空调系统优化

为缓解基于太阳能-地热能(太-地)互补利用的溶液除湿空调系统在夏热冬冷地区中长期运行后土壤温度产生较大波动导致系统能效降低的问题。提出一种太阳能-地热能-空气能(太-地-空)多能互补的溶液除湿空调系统,针对该系统采用的过渡季节和制热季节补热方式对土壤温升及系统能效进行研究。结果表明:太-地互补系统运行20 a后土壤温度上升18.3℃,新系统在过渡补热和制热季节补热2种方式下运行20 a期间土壤温度无大幅波动;太-地系统运行20 a后机组制冷和系统全年性能系数C_(OP)分别下降30.5%和24.5%,太-地-空系统则在20 a的运行期间内均稳定在额定值。由研究结果可知,太-地-空多能互补的溶液除湿空调系统采用过渡季节补热的方式不会出现土壤热不平衡性问题,系统更能够长期稳定运行。

混合工质电动汽车空调全生命周期气候性能分析

空调作为整车系统中环境调控的关键子系统,其全生命周期的碳排放对于电动汽车的环保和排放要求至关重要。本文结合汽车空调系统全生命周期气候性能LCCP模型及相关数据,对全国各省份电动汽车空调系统的LCCP情况进行分析,同时对两种不同制热方案以及不同电力碳强度下的LCCP进行了比较分析。结果表明,RE170/R134a低GWP混合工质(二甲醚与R134a质量分数比90∶10)替换后电动汽车空调LCCP值降低了11.2%~28.1%,而采用热泵替换PTC电加热器后电动汽车空调LCCP值降低了0~33.1%,此外,随着未来我国电力碳强度与电动汽车保有量的变化,至2035年单辆车的LCCP值将会下降31.7%~39.3%,而全国整体电动汽车LCCP值将大幅上升。

基于神经网络的自动空气制动系统仿真研究

通过分析空气制动试验数据研究10 000 t重载列车空气制动系统的空气传递特性,提取影响空气制动系统关键部件(列车管、副风缸和制动缸)的神经网络特征,建立一种基于神经网络的自动空气制动系统仿真模型。将模型作为制动激励输入纵向动力学模型,并将纵向动力学模型的预测结果与浩吉西峡东站—襄州北站铁路10 000 t重载列车的实际运行结果进行对比验证。研究结果表明:10 000 t重载列车的制动和缓解信号从机车向远端车辆传递,随着传递距离增加,传递速度几乎不变,但传递强度有所衰减;基于神经网络的制动系统仿真模型能预测10 000 t重载列车常用制动减压50 kPa工况的列车管、副风缸和制动缸风压变化,预测精度高达99.9%,在相同计算步长下,计算效率较传统的流体力学仿真模型提升了2 938倍,具有广阔的工程应用前景。

空调及换气系统运行对室内PM_(2.5)净化效果的影响

为了研究室内空调与换气系统运行时空气净化器对室内空气的净化效果,采用试验研究和CFD模拟相结合的方法,研究了空调与换气系统运行对净化器将室内PM_(2.5)净化到ASHRAE规定的可接受室内空气质量的限值15μg/m^(3)的净化时间的影响。结果表明,净化器外加空调净化时间相比净化器单独运行时间缩短15.2%;净化器外加换气系统净化时间相比净化器单独运行时缩短了30.4%;三系统联合运行时的净化时间相比净化器单独运行时间缩短32.6%。结果可为研究空调与换气系统对空气净化器净化效果的贡献及室内空气净化方式提供参考。

PEMFC空气系统流量和压力协同控制策略设计

为提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)空气系统的动态响应性能,避免局部缺气而导致其输出性能降低等问题的出现,针对空气系统存在流量和压力耦合的问题,分别采用PID、前馈解耦控制和模型预测控制(MPC)对空气系统进行控制,通过仿真和台架测试,验证控制算法的有效性。结果表明,两种控制算法相比较PID均具有较好的控制效果,空气流量和空气压力均能快速跟随设定值,PEMFC发动机的输出性能平稳。

半封闭温室关键系统设计与应用

半封闭温室是近年来新兴温室,其中温室气候走廊和正压送风系统是半封闭温室的关键系统设计。通过对半封闭温室内夏季温度分布的均匀性和风道风速测试试验,验证温室的降温能力和送风系统性能。试验结果表明,SFG5-4型风机配套35 m长风道,送风相对均匀,风速4.3~4.7 m/s;对于温度分布规律来说,在同一水平方向上温室内各点的平均温差1.0~1.8℃,在同一高度方向上温室内各点的平均温差2.2~3.5℃,并且3.5 m湿帘比2.0 m湿帘降温效果好。

基于智能新风系统的旧实验楼宇改造的探索

以同济大学化学馆整体改造建设项目为例,介绍了基于智能新风排风联动系统的化学馆楼宇整体改造的各项措施,包含在设计中融入EHS体系、依据通风要求分等级分区设计、各项节能措施以及长效运行机制等。在项目改造过程中,以EHS理念为指导,以节能长效为目标,完成了旧楼改造的既定目标,师生满意度达到99%。本案例作为化学类老旧实验楼宇改造领域的有益探索,为旧实验楼改造和提升提供了一个典型范例,为后续工作积累了经验。

地下进风系统对间接空冷塔性能的影响

削弱环境风对间接空冷塔散热器性能的不利影响,有助于其安全和经济运行。该文提出一种新型间接空冷塔地下进风系统,将空冷散热器整体布置在低于地表平面的地下空间内。建立配置地下进风系统的间接空冷塔数值计算模型,得到间接空冷塔的空气流场特性和热力特性。基于凝汽器和空冷散热器协同调节、相互制约的作用机制,采用机理模型和数值模拟相结合的方法建立排汽压力的计算模型,在此基础上计算地下进风系统的热经济性。结果表明,在4 m/s风速下,虽然迎风扇段空气流量减少14.5%,热负荷降低12.4%,但侧风扇段和背风扇段冷却空气量分别增加46.0%、8.0%,热负荷分别提升30.9%、3.2%。在高风速工况下,地下进风系统削弱环境风对排汽压力的影响,具有抵御自然大风的能力。某660 MW间接空冷机组,采用地下进风系统全年可节约标煤9554.3 t,节省燃料费1094.0万元。

重载机车风源系统智能控制研究

针对重载机车提速运行过程中空气中不断扬起的粉尘对风源系统中处理的空气的质量提出了更高的要求。当压缩空气中粉尘颗粒浓度高或压缩空气湿度过大时,使得制动设备无法正常工作甚至损坏,给重载机车的平安行车带来安全隐患。该文通过设计一套智能重载机车风源控制系统,通过智能采集、检测风源系统中空气的洁净度与湿度参数,自动去除压缩空气中的粉尘和水,得到高质量的合格压缩空气,使得处理后的空气的湿度与洁净度符合机车制动系统管路的要求,当处理后的空气不符合要求时发出报警信号,提示工作人员进行排故处理,避免了计划维修的盲目性,提升了风源系统的有效运行效率,保障了重载机车的安全运输。

基于学生需求的高职教学设计与实践——以汽车空调系统教学内容为例

为落实精准化教学,必须在充分把握学生学情与发展需求的基础上进行个性化教学设计。对此,以广东农工商职业技术学院2021届汽车营销与服务专业学生为例,以毕业生和用人单位需求为前提,根据学生知识技能基础、学习能力、兴趣爱好等学情进行教学设计,并在采用灵活多样教学方式的同时融入思政元素。不仅有效达成教学目标,全面提升学生职业素养;而且高效突破学习重难点,岗课赛证互融互通,激发学生学习动力,实施成效显著。

水冷式集中空调冷源系统多变量耦合物理模型

水冷式集中空调系统是一个多变量耦合的非线性系统,运行数据稀疏程度大,导致基于数据驱动的机器学习模型泛化能力差,全面反映水力与传热机理的物理模型成为当前研究的关键。然而,系统变量耦合复杂,迭代嵌套导致整体计算量消耗巨大,设备启停又导致管路水力结构变化而不得不频繁重构模型等技术难点亟待解决。利用离散变量连续化及模式搜索法,以阻力系数关联支路开度与设备启停,以水泵运行频率关联水泵启停与运行状态,实现将离散变量整合至连续变量,减少迭代嵌套,可实现流量动态分配、水力热力全局耦合计算。该研究构建了冷负荷、冷冻水流量、冷冻水供水温度、冷冻水供回水压差及环境温湿度为外部约束的水冷式集中空调冷源系统多变量耦合物理模型,实现对冷水机组台数、冷冻水泵台数与频率、冷却水泵台数与频率、冷却塔台数与频率等多个独立变量的异步调节。通过综合实验平台验证模型的可靠性,探究了不同工况下的机塔泵运行特性与群控策略。研究表明,冷源系统物理模型仿真结果平均相对误差小于10%,少部分在15%内,单次迭代计算耗时约0.32 s,多变量组合调节可综合权衡各子系统的能效,系统全局优化可最大限度挖掘节能空间,解决传统主观经验控制难以维持稳定节能效果的缺陷,为智能诊断提供理论基础。

熔盐堆下舱室非能动冷却系统的优化设计

熔盐堆下舱室非能动冷却系统是确保反应堆安全运行的重要保障,其结构设计是热工水力设计中的重要一环,其功能是保证熔盐堆下堆舱所有设备在反应堆正常运行时不超温,同时在事故工况下,能够最大程度地导出堆芯衰变热。基于一种热功率为153 MWt的百兆瓦级熔盐堆的概念设计,建立了熔盐堆下堆舱的1/4结构模型,使用ANSYS FLUENT 20.1软件进行下堆舱三维流场与温度场的数值模拟,通过优化下舱室非能动冷却系统的结构布局、空气环腔的结构尺寸、隔热板上保温棉厚度以及进风管的入口位置,使得下舱室内双通道非能动空冷系统的热屏蔽效果最好,且在事故工况下导出堆芯衰变热最多。结果表明:改变空冷系统中空气环腔的结构尺寸对下堆舱热屏蔽结果的影响很小;在空冷系统的中间隔板上增加保温棉可以显著降低侧面混凝土墙的温度;冷却系统的进风管入口位置距离空冷环腔顶端越近热屏蔽效果越好。据此最终设计出了一种新型的下舱室内双通道非能动空冷系统,达到了153 MWt熔盐堆下堆舱的屏蔽冷却的设计要求。为未来大功率熔盐堆下舱室内非能动余热排出系统的工程优化设计提供了重要参考。

混动汽车整车热管理系统冷却优化

为了使整车能量控制与利用更加具有合理性与有效性,从而提高整车的性能,以某混动汽车为研究对象,基于某仿真软件搭建空调系统模型和电池电机冷却系统模型,进而拟合成协调配合的热管理系统模型。通过对热管理系统模型结构优化,使得电池组可由风冷和液冷两种方式共同冷却。提出将空调系统与电池组冷却系统进行热量传递和转换的控制方案,并在NEDC工况下对比空调座舱独立热管理系统冷却方案和空调座舱与电池组协同热管理系统冷却方案的差异。研究结果表明,在保证座舱舒适性的前提下,采用空调座舱与电池组协同热管理系统的冷却方案更加节能,有助于整车剩余电量与行驶里程的提高。

美国定向能机动近程防空计划进展分析

美国定向能机动近程防空(directed energy maneuver-short range air defense,DE M-SHORAD)计划通过击伤、摧毁或压制旋转翼无人机、固定翼无人机以及火箭弹、火炮炮弹、迫击炮弹(rockets,artillery and mortar,RAM)等威胁目标,为机动部队提供伴随防空,对抗新兴威胁,属于美国陆军防空反导现代化的优先项目之一。首先介绍了DE M-SHORAD研制计划;其次详细分析了系统结构,并由系统参数评估了系统的作战性能;最后梳理了系统的研制进展。通过综合分析可知,DE M-SHORAD系统采用最佳组件,通过快速原型方法实现激光武器系统在装甲车上的集成;为降低技术风险,该计划在发展方式上分为两个阶段,首先集成、测试2 kW~5 kW机动实验型高能激光器(mobile experimental high-energy laser,MEHEL),然后再研制50 kW级的多任务高能激光器(multi-mission high-energy laser,MMHEL)。经计算可得:MEHEL和MMHEL对无人机的最大射程分别约为0.77 km、4.8 km。

跨介质航行器动力学前沿技术研究进展

近年来跨介质装备受到船舶与海洋、航空航天以及兵器等领域的高度重视,与跨介质航行器相关的总体方案、关键技术、研究方法以及使用效能等成为研究热点。文章阐述了跨介质航行器动力学相关研究背景,综述了航行器入水砰击、出入水流固耦合、跨介质仿生、跨介质动力与推进、新质跨介质装备、跨介质动力学试验与仿真技术等方面的最新研究成果和研究进展,并展望了跨介质航行器发展需要解决的若干前沿关键技术,以期为促进海空界面动力学与无人系统研究提供借鉴。

基于实测数据的地铁车站强电设备发热量影响因素分析

如果地铁车站强电设备管理用房的空调系统设计缺少可靠的设备发热量参数,不利于地铁空调系统的优化设计和节能减排。提出一种地铁车站强电设备管理用房空调设备发热量计算与分析方法,并在郑州地区4种地铁车站中进行应用,研究室内空气温度、地铁是否运营、设备额定功率和车站类型等因素对地铁强电设备管理用房设备发热量的影响。结果显示:室内气温虽然对设备外表面温度有较大影响,但是对设备外表面热流密度和设备发热量的影响较小。地铁运营期间的设备发热量大于非营运期间的设备发热量,设备发热量低于设备额定功率。