中央空调负荷精细化调控双层优化技术研究

针对当前中央空调系统粗放式调节不能准确释放调控潜力的问题,深入分析中央空调各子系统工作原理与调控方式,提出基于双层优化的中央空调负荷精细化调控技术方案。首先,面向实际工程实践需求建立建筑湿热标度模型;然后,建立以舒适度和经济性优化目标函数为主的上层调控模型,采用Shapley值法对温湿设定值的进行分配;接着,建立以各子系统优化组合能耗最低为优化目标函数的下层调控模型,采用蚁群算法对优化目标函数进行求解;之后,通过求解双层模型,制定包括末端风机、冷冻水泵以及冷水机组等组件的精细化调控策略;最后,通过多个算例验证所提中央空调负荷精细化调控技术方案的正确性与有效性。

高海拔地区铁路隧道施工期围岩热流密度数值模拟

冷负荷预测是隧道施工的重要任务,目前传统隧道冷负荷预测方法无法满足高海拔铁路隧道施工环境。为高海拔铁路隧道的冷负荷预测提供准确方法,建立一个热湿耦合多孔介质模型,考虑围岩孔隙率和低压环境对隧道围岩热流密度的影响。建立高海拔铁路隧道围岩热流密度预测模型,分析渗流水和衬砌的存在对围岩热流密度的影响,对比不同环境参数对围岩热流密度的影响。结果表明,隧道的冷负荷取决于围岩的热流密度。预测模型可以准确计算隧道围岩热流密度,其均方根误差为0.573 W/m^(2)。围岩渗流水和衬砌对隧道热湿环境产生显著影响。压力对围岩热流密度的影响最小。围岩温度每升高10℃时,围岩初始热流密度增加了58.74 W/m^(2)。此外,每当隧道目标温度增加4℃或孔隙率增加0.1,分别导致围岩初始热流密度减少了23.5、0.14 W/m^(2)。研究结果可以为实际高海拔铁路隧道工程的冷负荷预测提供新的理论方法和参考依据。

500 kV输电线路劣化瓷绝缘子非线性发热特性的红外分析

高压输电线路绝缘子串中的劣化件会威胁电网安全。为了研究劣化瓷绝缘子的红外发热特性,设置了一系列实验,研究了劣化绝缘子的电阻、沿串位置和环境相对湿度对红外检测的影响。并对含有两片劣化绝缘子的绝缘子串进行了附加实验,以研究了正常绝缘子和低值绝缘子之间不同的发热现象。利用有限元分析仿真进一步分析了红外图像中钢帽的发热机理。实验和仿真结果表明:劣化绝缘子的温升与阻值呈非线性关系,当电阻为30 MΩ时温升最大;绝缘子串两端的劣化易被检测;相对湿度过高可能会导致误检;正常绝缘子的发热区域是钢帽的下部,瓷件的温度上升1.2℃左右,而对于劣化绝缘子,沿钢帽的温升分布均匀,瓷件的温度与实验前基本一致。相关研究结果为劣化绝缘子的红外检测提供了参考依据。

恒温下相对湿度对果蔬热风干燥特性和品质的影响及调控

相对湿度作为干燥介质的重要参数,对干燥热质传质过程和干燥品质具有显著影响。但由于相对湿度对干燥过程的影响机理及优化调控机制尚不明确,导致相对湿度的调控方式多依靠经验,造成干燥效率低、品质差、能耗高等问题。对于传质过程,降低相对湿度能够增大对流传质系数,加快物料表面水分蒸发;而对于传热过程,升高相对湿度能够增大对流传热系数,加快物料升温速率。相对湿度较高时,物料升温速率快,内部水分迁移量增大,但表面水分蒸发量较小;而当相对湿度较低时,物料升温速率较慢,内部水分迁移量较小,但表面水分蒸发量较大。相对传热和传质过程的影响此消彼长,互相耦合。高相对湿度主要体现为对传热过程的影响,低相对湿度主要体现为对传质过程的影响。高相对湿度能够抑制物料表面的结壳,并能够提高复水性,降低收缩率。阶段降湿及多阶段降湿干燥方式下物料表面形成和保持了蜂窝状多孔结构,能够提高干燥效率和品质。基于监测物料温度的相对湿度调控方式被验证为较优的相对湿度控制方式。阶段降湿干燥方式适用性的实质为:干燥过程中所体现出的对流传热热阻和内部导热热阻的相对大小,及对流传质阻力和内部传质阻力的相对大小,不同干燥条件和物料种类、厚度会影响以上传热传质阻力的大小,从而呈现出不同适应性的结果。当阶段降湿干燥过程中传热毕渥数>1且传质毕渥数>0.1时,说明阶段降湿干燥过程适用于此物料的干燥。该文综合论述了相对湿度对果蔬热风干燥过程中热质传递及干燥品质的影响,优化调控策略及适用性范围4个方面内容,明确了果蔬热风干燥过程中相对湿度的影响机理,为相对湿度的优化调控提供理论依据和技术支持。

换热器面积对双蒸发温度空调系统性能影响的模拟研究

建立了双蒸发温度空调系统仿真模型来研究改变换热器面积对系统性能的影响。搭建了双蒸发温度空调系统实验台,在实验工况下改变压缩机频率(30~120 Hz)和送风量(400~1 000 m^(3)/h),得到空调机组总制冷量Q_(c)、总显热制冷量Q_(s)和显热比SHR,验证了所建模型精度。在模型中改变换热器面积(48盘管、60盘管、72盘管)进行系统运行调节范围的研究。结果表明:随着换热器面积的增加,系统Q_(c)、Q_(s)和SHR的调节范围在整体扩大,最大增幅分别为5.0%、13.8%、11.8%。当送风量为1 000 m^(3)/h,压缩机频率为30 Hz,换热器面积从48盘管增至60盘管、72盘管时,Q_(s)的增幅分别为9.8%和13.8%,表明换热器面积增至60盘管时Q_(s)增长效果显著,再增加换热器面积,Q_(s)虽有所增大但增幅放缓。最后提出一种以所需制冷量为目标,依据环境温湿度调节范围设计换热器面积的方法。

基于工人生理参数的隧道施工湿热环境分级研究

为解决高地温隧道高温高湿施工环境对施工人员的健康危害问题,降低施工过程中的风险,对我国某高地温隧道施工现场空气干球温度、空气相对湿度、湿球黑球温度(简称WBGT指数)及进行中等强度劳动的20名施工工人的上臂皮肤温度和心率进行多组实时连续监测。基于实测数据及数学规划法,将该高地温隧道湿热环境划分为低风险、较低风险、中风险、较高风险、高风险5个等级,确定各等级下的湿热环境参数阈值。结果表明:1)该高地温隧道施工环境中空气干球温度、空气相对湿度、WBGT指数的低风险阈值分别为26℃、30%、20℃,中风险阈值分别为37℃、64%、32℃,高风险阈值分别为43℃、81%、40℃。2)进一步计算得到不适指数、热指数和相对应变指数的中风险阈值分别为25.42、26.31、0.28℃;高风险阈值分别为28.59、35.30、0.38℃。

区域海气耦合模式对黄渤海周边近地层温湿预报的性能研究

相对中国其他海域,三面环陆的黄渤海区域海洋与中纬度大气间的相互作用有其独特性,在该区域开展海气耦合模式对气象要素的影响研究十分必要。本文基于大气和海洋的全球预报和再分析资料,利用高分辨率区域海气耦合模式(简称耦合模式)和非耦合模式,开展数值模拟试验。并根据国家地面常规气象观测站和埕北石油A平台实况观测资料,对比分析了2020年6月两种模式对近地层大气温湿要素预报结果,并结合海温、海气热通量变化和风场调整情况,分析了海气双向耦合过程对近地层温湿要素预报影响的原因。结果表明:耦合模式对近地层的湿度要素预报改进较大,以增湿效应为主;海气双向耦合对温湿要素的影响范围可扩展至黄渤海周边省市全域,可提升耦合模式对黄渤海周边区域近地层湿度和白天温度的预报效果;湿度对海气双向耦合的响应速度明显快于温度,说明耦合模式先改进了近地层湿度预报效果;耦合模式海表向上的潜热通量增加是近地层温湿要素预报改进的主要原因。

热经历对严寒地区集中供暖环境中人体热适应性的影响

在哈尔滨市冬季供暖期间对某高校建筑室内热湿环境及受试者的热湿反应进行了现场调研,共收集了495份有效问卷。根据受试者在北方严寒地区集中供暖环境中的生活年限进行分组,分析了不同热经历人群的热湿反应差异性及适应性。结果表明:随着在集中供暖环境中生活年限的增加,热感觉低于“中性”和湿感觉为“适中”的人员比例明显增加;1年北方热经历人群的平均热感觉投票为0.6,且随着居住年限的增加而降低;长期生活在舒适且偏暖的集中供暖环境中,提高了其热期望及对环境的要求;无任何北方热经历的人群最多需要1年就可以适应集中供暖热环境,而需要3年才能适应湿环境;在北方居住1年以内人群的热中性温度为18.6℃,而1年以上人群为18.9℃;经对服装热阻修正后,两者热中性温度差距为0.5℃。

带双侧烷基蓖麻油聚氨酯的氢键及其耐湿热性能

为了改善生物质蓖麻油基聚氨酯(CO—PU)的韧性和耐湿热性能,通过CO与聚己二酸-2-丁基-2-乙基-1,3丙二醇酯二醇(PBEPG)组成混合软段制备聚氨酯(PU)材料,在PU分子主链上引入对称双疏水烷基。红外光谱(FTIR)分析、动态力学分析(DMA)和热重分析(TG)结果表明,随PBEPG质量分数的提高,PU软硬段间微相分离程度提高,玻璃化转变温度降低,最大热降解温度提高。当CO∶PBEPG(质量比)为70∶30时,PU的断面形貌为韧性断裂,拉伸强度为21.4 MPa,相对湿度100%、100℃环境下老化60 h后拉伸强度保持率为90%,表现出较高的力学强度和耐湿热性能。

北方日光温室构造的研究进展

随着蔬菜、花卉种植业的不断发展和对设施要求的不断提高,以及当前对蔬菜质量和安全问题的关注,日光温室在结构坚固、性能耐用、操作舒适方面提出更高的要求。从中国北方现代日光温室的发展现状和市场对高质量、高附加值产品的需求来开展评价和影响分析,从温度、湿度、光照等维度来比较日光温室的冬季性能,分析北方部分地区日光温室的建设情况,对日光温室的未来发展进行研讨并提出一定的建议,但无论在哪个地区,日光温室作为现代农业生产的重要方式,都具有不可替代的作用,能够提高农业生产效率,促进农业的可持续发展。

间歇运行下地埋管周围土壤热湿特性实验研究

搭建地源热泵地埋管周围土壤热湿传递的试验台,对初始含水率、防水层、保温层以及相变回填材料等因素对土壤热量和水分传递的影响进行探究。沙箱实验结果表明:竖直埋管的热量会引起周围土壤的温度传递和水分迁移,土壤初始含水率的提高有利于温度恢复和地埋管换热,系统运行期间的温度峰值随初始含水率的增加而降低,防水层、保温层和相变回填材料也会对温度峰值和温度恢复产生影响。温度梯度和水力梯度是引起水分迁移的主要因素,在15%初始含水率时,温度梯度占据主导,驱动水分沿径向向远处扩散;在25%初始含水率时,水力梯度占据主导,水分沿深度向下渗透。

极端热湿条件下含盐加气混凝土热湿传递特性

多孔建筑材料的湿物理性质是计算墙体传导负荷的重要输入项。盐分的存在会极大地影响多孔建筑材料的湿物理性质。然而,关于盐分对墙体传导负荷的影响却鲜有研究。因此以加气混凝土为例分析了盐分对导热系数的影响,通过COMSOL数值求解分析了稳态下的(含盐)加气混凝土墙体的热湿传递,并根据真实的室外气象数据分析了南海区域墙体的传导负荷。结果表明:在初始条件一样时,含盐墙体内的湿分更难散发出去。当含盐量为0.87%时,含盐墙体内部湿平衡所需时间延长了一倍;盐分的存在使得墙体的潜热和显热负荷明显增加。当含盐量为0.87%,潜热负荷的增加量为5.3%~21.0%,显热负荷的增量为4.2%~5.3%时,总传导负荷增量为4.1%~6.4%。

金属化膜电容器的恒定湿热试验

随着新能源汽车领域的兴起,电动汽车的发展趋势迅猛,金属化膜电容器以其独特优势在此领域的需求量越来越大。电动汽车的集成模块通常结构紧凑,但散热较差,使得金属化电容器在高温度高湿度的恶劣环境下运行,因此如何提高金属化膜电容器的耐高温高湿性能逐渐成为一项重要的研究内容。本文主要介绍恒定湿热的相关概念和标准,研究金属化膜电容器在恒定湿热(双85)试验中电容量衰减反应机理,阐述加速老化使电容器在早期失效期暴露缺陷双85试验的目的。通过恒温恒湿箱对X2产品进行双85试验,解剖产品心子,呈现金属化膜内部金属层缺失情况,并作出相应分析,并提出了金属化膜电容器通过双85试验的建议,为提高电容器的耐高湿热性能提供理论及试验依据。

南美白对虾养殖调温系统设计

以宁海县三门湾某工程为例,对养殖池水调温系统进行了设计。对养殖车间进行了热湿平衡分析,当池水温度恒定为27℃时,计算得到室内空气温度为25℃、相对湿度为85%,解决了工程应用时依靠经验数据确定室内空气温湿度的现状。对养殖池水耗热量进行了计算分析,确定了海水源热泵为养殖池水调温系统的冷热源。建立了圆形管道加热养殖池水的传热模型,计算了采用不同管道材质时所需的管道长度及初投资。对调温系统防腐蚀设计进行了介绍,除水管需要采用防腐蚀材料,热泵机组、水泵、阀门的主要部件也应选用耐腐蚀材料。该结果以期为类似工程养殖池水调温系统设计提供参考。

湿空气循环分轴燃气轮机的热电联供性能研究

为研究湿空气燃气轮机(HAT)用于热电联供的热力性能,以试验室建成的湿空气循环分轴燃气轮机为研究对象,利用性能仿真分析方法考察了供热参数对湿空气热电联供系统的影响规律。搭建了湿化循环分轴燃气轮机热电联供性能计算平台,并采用模块化建模方法建立了HAT循环分轴燃气轮机的热力模型,分析了回热器分流比、供热水流量以及燃料流量对于热电联供系统性能的影响。仿真计算结果表明气轮HAT分轴燃机热电联供时,其热电比可调节范围为0~3.54,与纯供电工况相比发电效率下降了6.72%,但总效率上升了18.4%。在控制策略方面,在进行热电联供时需要同时提高回热器分流比、经济器水量、燃料流量以保证燃气初温、经济器热水温度不变,进而维持热电联供不影响发电量。

宁夏地区育肥牛舍温湿度对安格斯牛血清指标的影响

为研究宁夏地区四季典型温湿度对安格斯育肥牛血清生化、免疫、抗氧化和内分泌激素指标的影响,选择体重相近的安格斯育肥牛16头,同一圈舍群饲,监测养殖场全年温度和湿度,计算温湿指数(THI)。试验根据THI值设置对照期、冷应激期和热应激期3个阶段,跟踪采集血样测定相应指标。结果表明:全年THI监测显示夏季六、七、八月份属于轻度热应激,冬季一、二月份属于轻度冷应激,其余月份处于舒适区;血清生化、免疫及抗氧化指标,冷应激期总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、尿素氮(BUN)、葡萄糖(GLU),免疫球蛋白A(Ig A)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、白细胞介素-2(IL-2)、白细胞介素-4(IL-4),总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)含量极显著高于热应激期(P <0.01),丙二醛(MDA)含量极显著低于热应激期(P <0.01);血清内分泌激素水平,促肾上腺皮质激素(ACTH)含量冷应激期<对照期<热应激期(P <0.01),生长激素(GH)含量冷应激期极显著高于对照期和热应激期(P <0.01),甲状腺素(T4)含量对照期显著高于热应激期(P <0.05)。综上,慢性冷热应激均会不同程度的影响育肥牛生化、免疫、抗氧化能力以及激素分泌水平,造成肉牛生长发育损伤。

低温氟膜背板及光伏组件老化性能研究

首先对比研究4种国产低温PVDF氟膜和进口PVF氟膜的耐低温性能、耐高温高湿性能、耐高低温性能、耐湿冻性能和耐紫外性能,然后研究对应氟膜背板的耐高温高湿性能、耐高低温耐湿冻性能和耐紫外性能,最后深入研究不同氟膜背板组件的综合序列老化性能。结果表明,某些国产PVDF低温氟膜的耐老化水平已达到PVF氟膜水平,PVDF低温氟膜制成的KPC背板也具有优异的耐老化性能;某些国产PVDF低温氟膜背板组件的综合耐老化性能甚至优于进口PVF氟膜背板组件,可满足光伏组件户外25a以上的发电使用寿命。

低温直膨与转轮除湿复合应用分析

转轮除湿是控制空气相对湿度的一种方式,在低湿环境中应用广泛,但其再生加热能耗较高。将直接膨胀、冷冻水、转轮组成复合型转轮除湿机组,可降低转轮进风温度和含湿量,进而可降低转轮出风温度,减少后表冷量和再生加热量。与相同设计工况下的常规冷冻水型转轮除湿机组相比,在室内温度为23℃,相对湿度为30%和露点温度为-50℃时,复合型转轮除湿机组再生加热能耗分别降低了约63%和50%,单位小时总运行费用可分别节省约42%和29%。

潮湿环境中高强混凝土的性能优化研究

分析了潮湿环境对高强混凝土性能的影响,提出了将高性能合成纤维融入高强混凝土中,以形成合成纤维增强高强混凝土。通过将16%的粉煤灰和9%的硅灰等量替换水泥加上湿热养护的方法,提高高强混凝土的强度、耐久性和抗裂能力。研究结果表明,基于湿热养护方式,纤维掺量为1.5%的组展现最高抗压强度,达116.55MPa,增长了11.5%。

基于室内热湿环境的相变材料优化设计与性能分析

相变材料在被动式建筑中的应用,既能降低室内采暖能耗需求,还能优化室内热湿环境状况。对此,选择癸酸、月桂酸相变材料,以膨胀珍珠岩为载体材料,制备了复合相变材料,并对其抗压强度、粘接强度、导热系数、蓄热系数等指标进行测试分析。结果表明,随着复合相变材料掺量的增加,建筑砂浆的力学性能有所降低,热工性能逐渐增强;当添加量达到30%时,抗压强度降低53.9%,粘接强度降低53.0%,导热系数降低22.0%,蓄热系数提升5.1%。