基于TRNSYS的主动式建筑相变蓄冷空调系统模拟

以夏热冬冷地区的办公建筑为例,利用瞬态系统仿真程序(transient system simulation program, TRNSYS)构建主动式相变蓄能地板模块,建立了主动式相变蓄能地板空调系统和常规风机盘管加新风空调系统的仿真模型,对其节能性和经济性进行模拟计算.以典型日和供冷季晚间蓄冷运行工况为条件,研究冷冻水温对主动式相变蓄能地板的蓄释能特性、室温波动与热泵制冷系数的影响.结果表明:夜间相变蓄冷工况下,在满足每平方米冷负荷为74.78 W情况下,9℃为最佳供水水温;采取晚间低电价时段间歇运行蓄冷热泵的方案,能够有效提高热泵运行时的制冷系数,并降低运行费用;主动式相变蓄能地板空调系统供冷季的能耗相比于常规风机盘管加新风空调系统减少30.5%,运行费用减少44.24%,夏季制冷综合能效比达到了2.38.

基于TRNSYS模拟土壤源热泵长期运行效果研究

为了分析土壤源热泵长期运行能效及适用情况,针对间歇运行的情况下土壤源热泵对周围环境,尤其是地下土壤温度的影响开展了研究。通过对太原市某办公楼进行建模,利用TRNSYS软件搭建土壤源热泵系统,并模拟房间温度、建筑负荷、设备选型、分析热泵机组COP、地埋管进出水温度变化。进而对该项目进行运行10年效果预测,发现系统运行10年土壤温度由11.2℃降低到8.47℃,埋管进水温度与出水温度均降低。且夏季热泵机组COP升高,冬季热泵机组COP降低,进而分析地源热泵长期运行效果。

基于CFD与TRNSYS的圆形猪舍内环境控制研究

为了给寒冷地区密闭圆形猪舍提供内环境控制策略,试验以地处寒冷地区的张家口市某在建密闭圆形猪舍为研究对象,通过ANSYS FLUENT软件搭建计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真模型,利用CFD模型计算猪舍在最低通风量标准条件下舍内污染气体质量浓度与风速分布,研究通风量对舍内污染气体质量浓度的影响;利用TRNSYS 17软件搭建猪舍温控仿真模型,以月舍温、月舒适时间占比和月暖通不保证率为评价指标,研究非供热策略、供热策略和调整养殖密度策略下猪舍全年通风量对舍内环境温度与舒适性的影响,筛选较为合适的猪舍全年温控策略,并对最适温控策略进行优化研究。结果表明:在圆形猪舍内每60°布置一组送、排风侧立管的“上送侧排”通风方案中,污染气体浓度随通风量增大而降低;在全年最低通风量[0.35 m~3/(h·kg)]标准条件下,养殖区域猪只背部高度平面的平均风速为0.3 m/s,猪只呼吸高度平面NH_(3)、H_(2)S、CO_(2)质量浓度最大值分别为1.02,0.021,525 mg/m~3,上述参数均满足猪舍养殖环境要求,即通风量、污染物浓度、猪只吹风感之间得到较好平衡。调整养殖密度策略比供热策略的全年平均月舒适时间占比高1.5百分点,全年平均月暖通不保证率低0.2百分点;调整养殖密度策略在夏季的平均月舒适时间占比比非供热策略高4.3百分点,月平均舍温低0.3℃,因此育肥猪舍采用调整养殖密度策略调节猪舍温度更为合适。猪舍采用调整养殖密度策略调节猪舍温度时,将5,9月份的通风量从0.50 m~3/(h·kg)提升至0.68 m~3/(h·kg),使这两个月份的月平均舍温均下降2.3℃,月暖通不保证率分别从1.6%和7.2%下降至0.9%和3.6%,月舒适时间占比分别从35.9%和26.1%提升至70.4%和59.4%;夏季采用遮光板辅助降温措施可使午间猪舍温度降低0.3~1.2℃,使猪舍温度更加舒适。说明应用新风全热交换器和湿帘-风机系统并适当调整通风量或养殖密度可以达到密闭圆形猪舍的环境控制要求。

基于TRNSYS的扁平热管PV/T系统性能优化

基于太阳能技术现状分析,将太阳能光伏组件与扁平式热管高效结合,提出新型扁平热管PV/T系统.为实现该系统综合效率最大化,结合TRNSYS仿真,开展试验并进行优化分析.结果表明,安装扁平热管后夏季热水温度从原来的51.1℃升高到57.3℃,提高了12.1%,冬季热水温度从47.6℃升高到55.2℃,提高了15.9%.夏季系统的综合效率提高了4.7%、冬季系统的综合效率提高了4.8%.可以得出结论扁平热管对PV/T空调系统性能的优化效果明显,也为该技术在建筑领域的应用提供了依据.

基于TRNSYS的中深层土壤源供暖系统运行特性分析

本文针对长春地区某居住建筑,利用TRNSYS软件建立中深层地埋管土壤源热泵系统仿真模型,模拟分析了热泵机组性能系数(简称COP)随地埋管深度和运行年数的变化趋势及岩土导热系数对地埋管出水温度的影响。结果表明,地埋管深度越深,COP随运行年数变化越小,系统运行越趋于稳定。当地埋管深度达到1800 m时,系统运行趋于稳定。在运行初始阶段,地埋管出水温度变化幅度较大。当运行达到750 h时,地埋管出水温度趋于稳定;当热储层岩体导热系数增加2 W/(m·℃),载热流体出口温度由34.1℃增至36.9℃,增加了8.21%,由此可见岩体导热系数对地埋管出水温度的影响显著。

基于TRNSYS模拟的多能源时序互补供暖系统研究

针对典型气候区(郑州和哈尔滨)不同建筑类型的负荷特点,提出多能源时序互补集中式供暖系统,并对蓄热场的蓄取规律进行模拟分析。通过TRNSYS模拟,对多能源时序互补集中式供暖系统在不同建筑中运行时的蓄热场土壤平均温度、系统运行策略、能效提升率进行分析。结果表明:土壤平均温度处于动态平衡,公建系统土壤平均温度最高可达65℃;公建及寒冷地区居建系统运行策略均以太阳能直供和蓄热场直供为主要供热方式,地源热泵为辅,严寒地区居建系统运行策略是以地源热泵为主要供热方式,太阳能直供和蓄热场直供为辅;多能源时序互补集中式供暖系统与地源热泵系统相比能效提升明显,公建系统能效可提升90%以上,严寒地区居建系统能效提升59.12%。

基于TRNSYS的季节性冰储冷与蒸发冷却耦合的空调系统能耗分析

针对现有空调系统能耗较高,以及蒸发冷却空调技术受室外环境影响制取冷风温度波动不稳定的问题,提出了一种季节性冰储冷与蒸发冷却耦合的空调系统,将冬天的冷量储存到夏天来用,辅助蒸发冷却技术制取冷风。并以榆林市的某数据中心为例,基于TRNSYS模拟软件对该系统建立了模型,分析冷量全年储存情况,验证了其在榆林地区冷量捕获和储存的可行性。对其全年运行能耗进行了模拟,得出数据中心PUE值全年稳定在1.1左右。将季节性冰储冷与蒸发冷却耦合空调系统与同等制冷量下机械制冷和蒸发冷却加机械制冷的空调系统能耗情况进行了节能对比,PUE分别降低了0.66和0.13。

基于TRNSYS的太阳能-电能互补采暖系统研究

针对我国北方农村地区冬季采暖污染严重、碳排放量大等问题,文章以沈阳市某地区典型农村单体式住宅为研究对象,综合考虑太阳能、电能,提出2套清洁供暖方案。首先对太阳能集热器的集热倾角和面积的选择进行优化,然后选取沈阳市供暖季温度较低的2天,根据天气情况分别作为晴天与阴天典型日,最后利用TRNSYS软件对供暖方案在典型日天气条件下模拟运行。结果表明在典型日天气条件下本研究提出的2种供暖方案均满足环保、室内温度适宜等采暖需求,且太阳能集热器+变频电磁采暖炉供暖方案更为节能。

基于TRNSYS的工厂化养殖系统优化模拟研究

面对日益严峻的能源危机和气候变化,减少碳排放并发展新能源已成为全球共识。而工厂化养殖领域依旧使用传统能源进行升温,本研究以大连市某水产养殖公司的多能升温系统为例,基于TRNSYS瞬态模拟平台建立完整的多能系统模型;以系统费用年值为目标函数,对系统中的集热器面积和热泵功率同步优化。仿真结果表明,优化后的系统COP和系统性能显著提高;每年的运行费用为22674元,与优化前相比降低8334.7元,静态投资回收期为9.43年;与传统锅炉升温相比,减少煤炭消耗4485 kg,具有良好的经济性和环保性。

基于TRNSYS的圆形猪舍室内温度控制策略研究——以空怀母猪为例

为了确保圆形猪舍的室内热环境符合养殖标准,同时实现建筑节能的目的,制定了固定饲养密度策略及调整饲养密度策略两种温度控制策略。利用TRNSYS软件进行全年逐时的温度模拟计算,筛选出较为适宜的控制策略并进行控制方式优化,形成一个更加完善的温度控制策略。结果表明:春季,空怀母猪舍两种策略的热环境不保证分别为5.83%和5.92%。夏季,空怀母猪舍在调整饲养密度策略的舒适时间占比为46.35%,较固定饲养密度策略相对提高了3.60%;热环境不保证率为7.50%,较固定饲养密度策略相对降低了1.35%。秋季,空怀母猪舍在两种控制策略下的舒适时间占比分别为51.02%和50.18%,热环境不保证率相对于夏季分别降低至3.40%和3.45%。冬季,空怀母猪舍在两种控制策略下的舒适时间占比分别为62.11%和63.86%。优化后空怀母猪舍春季、秋季的舒适时间占比分别从52.20%提升至60.30%、从51.02%提升至59.73%;热环境不保证率分别从5.83%下降至1.08%、从3.40%下降至0.47%。对于空怀母猪而言,猪种对环境要求较高,更换环境会影响空怀母猪的发情,调整饲养密度策略在操作上更为繁琐,需要额外的人力和成本投入,因此选择固定饲养密度的供热策略作为空怀母猪的圆形猪舍的室内温度控制策略是更经济实用的选择。

基于TRNSYS探讨合肥地区太阳能热水系统的经济性

本文以合肥地区一家四口家庭用生活热水为实例,通过TRNSYS软件模拟分析合肥地区太阳能集热器出口水温度,计算出不同辅助能源太阳能热水系统的热水单价。通过对目前太阳能热水系统经济性分析,指导合肥本地太阳能热水系统的设计与应用。

基于TRNSYS的学校建筑PV/T跨季节蓄热供暖研究

PV/T耦合地源热泵系统在多能互补、提高可再生能源利用率方面受到广泛的关注,针对南京市某小学工程应用PV/T耦合地源热泵系统实现跨季节供暖做模拟分析。应用TRNSYS软件针对系统的运行温度、集热效率、设备工况、能源利用率进行模拟。发现PV/T电池通过地埋管放热的冷却水具有较好的集热冷却效果;土壤蓄热体平均温度仅下降0.23℃,实现土壤热平衡,且该系统的跨季节蓄热率约为60%;热泵机组实际COP平均COP在5以上,具有良好的节能效果;系统跨季节可以提供建筑热负荷的73.17%,发电量可以满足63.2%的热泵能耗。

基于TRNSYS数值模拟的北方严寒地区农村既有住宅评价及节能改造研究

我国农村住宅因结构复杂和建造不合理导致能耗高,能源利用率低。为优化北方严寒地区农村住宅节能改造,本团队采用实地考察、建模计算及数值模拟等方法,从多种户型中筛选出4种常见结构,并使用SketchUp绘制几何模型,进一步导入TRNSYS进行模拟,分析不同户型对室内温度的影响。根据《严寒地区居住建筑节能设计标准》,我们提出了针对最优户型的外围护结构升级改造方案,不增加能耗的前提下提升热舒适度并减少能源浪费,为严寒地区农宅改造提供科学指导和实践经验,支持新农村建设。

基于Trnsys的空调系统水泵变频节能改造

以太原市某商业建筑为研究对象,利用Trnsys仿真平台建立水泵变频和定频2种空调系统各部件数学模型,变频水系统中水流量根据末端负荷按需分配,对其节能性进行研究。结果表明:相较于水泵定频运行,水泵变频运行使得每个空调运营季空调系统节约电量335 322 kW·h,且空调运营季的系统EER显著提升,每月运营成本由4.60元/米^(2)下降至3.71元/米^(2),变频改造投资回收期仅为0.86年,整体节能效果和经济效益明显。

基于TRNSYS的太阳能耦合污水源热泵系统性能分析

以徐州市某地区某污水处理站为研究对象,为响应节能减排,寻求改造方案。为与建筑一体化,在其屋顶布置平板式太阳能集热器,可直接提供热能,或为污水源热泵机组提供低温热工质,提高热泵机组蒸发器进口温度,进而提高制热效率。基于TRNSYS搭建太阳能耦合污水源热泵系统运行模型,研究表明系统能耗为15.3 MW,系统COP值为4.0,性能较为优越。与污水源热泵系统相比,耦合系统运行较为稳定,系统性能得到较大提升,节能效果明显。耦合系统较污水源热泵系统COP值提高10.5%,能耗降低11.1%。耦合系统评价因子为0.983 2,是最优的制热方案,系统保证制热稳定的同时,兼顾其经济节能性、可靠安全性。

基于TRNSYS的严寒地区地热辅助的空气源热泵系统研究

针对空气源热泵在严寒地区运行能效受室外低温影响较大的问题,本文通过换热器模块把土壤区域换热器与空气源热泵系统并联,设计了地热辅助的空气源热泵系统,并通过TRNSYSY模拟软件对空气源热泵(ASHP)与地热辅助的空气源热泵(AGAASHP)系统进行对比分析。模拟结果表明:AGAASHP耦合系统的采暖季平均COP为2.37,供暖水温达到45℃以上,且AGAASHP系统的供热效果优于ASHP系统;同时,通过土壤区域换热器埋管深度的单目标优化设计,耦合系统在保障土壤热平衡和良好供暖效果的基础上,优化了5%比例的埋管深度,在一定程度上节省了系统初投资。耦合系统相对于单空气源系统而言,不仅提高了供热稳定性,且可以解决供暖季最不利工况下空气源热泵适应性不足的问题,更加的高效节能。

基于TRNSYS的变频空气源热泵空调系统仿真优化

公共建筑空调系统能耗较高的原因之一是系统在实际运行中能效较低。基于具体案例系统仿真对空调系统优化控制策略进行研究。分别对机组序列优化控制、水泵变频优化以及机组出水温度优化进行研究,确定系统优化策略。借助TRNSYS模拟仿真软件,模拟仿真优化前后系统全年运行状态与能耗情况,验证优化策略节能效果。仿真结果表明,优化后系统全年能耗与优化前相比节能13.2%。

基于TRNSYS的太阳能-空气源热泵与沼气互补供能系统运行优化研究

在国家“双碳”战略引领下,为了推广农村地区清洁供暖,推进新农村建设,解决单一可再生能源利用率低、效率差等问题,本文提出了一种由太阳能、空气能、生物质能相结合的多能互补供能方案,通过构建系统的TRNSYS动态仿真模型,以北京地区某农宅建筑为研究对象,在热源设备容量不变的情况下,模拟不同供热量分配比例下系统运行情况,对系统运行性能进行优化研究.结果表明:供热量分配比例的增大对系统蓄热有促进作用,当热量分配比例为0.7时,太阳能保证率为84.2%,空气源热泵为2.67,沼气子系统能效比为1.62,系统综合能效比为1.48,各子系统性能均达到较高水平,可取得最大的节能减碳效益.

基于TRNSYS的江水源热泵空调系统节能运行研究

为研究江水源热泵空调+水蓄能空调系统节能降费的运行优势,以武汉某区域供能项目为研究对象,进行系统节能运行研究。利用eQUEST建筑能耗模拟软件对项目全年冷热负荷进行模拟计算,分析负荷变化规律,利用TRNSYS运行能耗模拟软件对江水源热泵空调系统和江水源热泵+水蓄能空调系统两种空调系统进行建模计算对比分析。结果表明:江水源热泵+水蓄能空调系统比江水源热泵空调系统全年运行电耗减少10.81%,运行电费减少302.6万元,CO_(2)排放量减少41万吨。

基于Trnsys的某地下工程水环热泵系统节能优化控制

以某地下工程的水环热泵系统为例,从环路水量控制的角度优化水环热泵系统的控制模式,提高节能效果。利用Trnsys软件对该工程的水环热泵系统进行建模和运行模拟,对定流量、变流量、利用BP神经网络和PSO算法优化的变流量方案模式下的能耗情况进行对比分析。结果表明:与定流量系统相比,变流量系统的节能率为13.3%,利用BP神经网络和PSO算法优化的变流量系统的节能率为19.5%,优化后的方案比优化前的方案节能7.2%。