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探讨长江流域室内热环境营造——基于建筑热过程的分析
重庆大学 绿色建筑与人居环境营造教育部国际合作联合实验室
(科技部)国家级低碳绿色建筑国际联合研究中心 三峡库区生态环境
教育部重点实验室 贾洪愿 李百战 姚润明 喻 伟 曹馨匀
摘要
长江流域夏季炎热、冬季阴冷、全年高湿,影响建筑室内热环境的因素众多,关系复杂。对该地区建筑热过程的正确理解和分析是提出合理室内热环境营造技术的基础。基于建筑热过程,构建了涵盖设计与运行阶段的室内热环境营造桑基能流图,分析了影响室内热环境营造的主要因素,即得(失)热、冷(热)负荷、供冷(热)量和能源消耗,以及能量流动关系;简要介绍了现有节能技术的原理和在长江流域的应用现状。对长江流域典型城市住宅的室内热环境进行了模拟分析,结果表明:所选住宅夏季围护结构形成的冷负荷占比最大,应首先考虑通过合理的隔热及遮阳措施减少得热,从而减少供冷能耗;冬季冷风渗透形成的热负荷占主导地位,需要提高建筑气密性及围护结构热工性能加强保温;综合过渡季自然通风、供暖空调设备能效提升等措施,可实现在满足热舒适标准基础上全年供暖空调能耗不超过20 kW•h/m
2
的目标。
关键词
室内热环境 建筑热过程 供暖 空调 建筑能耗 建筑节能 长江流域
夏热冬冷地区建筑热工气候区划分方案
重庆大学 熊 杰 姚润明 李百战 王 晗 曹馨匀
上海市建筑科学研究院(集团)有限公司 徐 强 潘 黎
摘要
建筑热工气候区划是制定建筑节能相关规范的基础工作,更加细致的区划方案能给政策制定者、规划者和设计者提供更详尽、更准确的信息。
利用凝聚层次聚类对夏热冬冷地区进行了气候区细分,该方案采用了分层级的区划模式:
在第一层级采用与供热、供冷需求直接相关的度日数(
HDD
18和
CDD
26)为主要分区因素,在第二层级采用相对湿度、太阳辐射和风速等作为综合分区因素。
该区划模式有助于设计人员根据气候特征合理选择围护结构热工指标,同时合理设置通风、遮阳等其他被动技术措施。
通过对夏热冬冷地区近10年(2006—2015年)166个气象台站的日值气象数据的聚类分析,划分了7个主要子气候区,各个二级分区因素也分别划分了3~4个分组。
关键词
夏热冬冷地区 气候分区 建筑节能 被动技术 聚类分析
温度突变下人体热响应随时间的变化特性及评价
重庆大学 绿色建筑与人居环境营造国际合作联合实验室
杜晨秋 李百战 刘 红 杨 宇 卫诣凡 黄志超
摘要
通过人工气候室模拟偏热环境下中性-热-中性温度突变,对20名受试者开展了不同突变温差和突变方向下的人体热响应实验。
结果显示:
突变温差越大,人体的平均皮肤温度增量越大,达到稳定所需时间越长;
引入修正的Knothe时间函数,量化了突变环境下平均皮肤温度随突变温差、方向及暴露时间的调节特点;
结合皮肤温度预测模型,建立了包含平均皮肤温度及其变化率的人体热感觉预测模型,简化了动态环境下人体热感觉预测模型应用。
关键词
偏热环境 温度突变 响应时间 平均皮肤温度 热感觉 预测模型
管板蒸发冷却式冷水(热泵)机组的适用性分析
清华大学 宋鹏远 石文星 王宝龙
广州华德工业有限公司 张 勇 钟惠安
摘要
以热源侧采用管板式换热器的蒸发冷却式冷水(热泵)机组为对象,采用实验及模拟相结合的方法,综合考虑防冻液的再生过程,建立了机组的性能模型,基于机组制热量是否适应建筑热负荷需求探讨了其适用性,并据此分析了其在典型城市办公建筑中的全年能耗、全年性能系数
APF
及一次能源利用率
PER
。
结果表明:
管板蒸发冷却式冷水(热泵)机组适用于我国夏热冬冷地区以及济南以南纬度较低的部分寒冷地区;
在夏热冬冷地区办公建筑中
APF
在3.83~4.38之间,
PER
在1.10~1.26之间,而在济南以南纬度较低的寒冷地区办公建筑中
APF
在3.19~3.55之间,
PER
在0.92~1.02之间,且其
PER
均大于传统的水冷冷水机组+锅炉的冷热源方案。
关键词
管板式换热器 蒸发冷却 无霜空气源热泵 全年性能系数 一次能源利用率 冷水机组
采用两种常见除湿剂的新型无霜空气源热泵系统模拟研究
东南大学 邱君君 张小松 梁彩华
摘要
针对空气源热泵冬季结霜问题,构建了一款用无机盐溶液作为除湿剂的无霜空气源热泵系统,并应用Aspen plus建立了系统模型,对空气进口温度、进口相对湿度、气液比、溶液质量分数、冷凝温度5个因素构建了正交试验,分别采用氯化锂和溴化锂2种除湿剂进行模拟,将试验数据分别拟合成关于进口参数的经验公式。
结果表明:
在溶液入口水蒸气分压力一致的情况下,采用2种除湿剂的系统
COP
基本一致,除湿量变化曲线一致,但采用溴化锂溶液的系统除湿量比氯化锂溶液的高43%~66%,其气液吸热比也比后者高33.3%~54.3%。
通过正交试验法分析得出最佳参数组合,并确定了性能因素影响程度的顺序。
关键词
无霜空气源热泵 溶液除湿 除湿剂 正交试验 性能系数(
COP
) 气液吸热比
基于实测数据的办公建筑多联机加班运行能耗研究
上海市建筑科学研究院 同济大学 赵德印
同济大学 张 旭
上海市建筑科学研究院 徐 强
摘要
多联机具有良好的个性化调节特性,能够满足加班工作期间的空调需求。
以上海5栋办公建筑能耗数据为基础,利用数据统计和软件模拟方法,对多联机加班运行能耗进行了研究。
结果表明,在设定的9种季节能效比组合场景下,多联机加班运行能耗占总能耗的比例基本保持不变,平均值为35.6%。
与统计的加班运行能耗比例数据相比,模拟值最大偏差为13.8%。
以统计部分负荷率为基础模拟多联机运行的方法能够反映其实际能耗特性。
在有加班需求的办公建筑中,建议优先选用多联机。
关键词
多联机 加班运行能耗 办公建筑 夏热冬冷地区 模拟 实测数据
重庆地区既有居住建筑低能耗改造策略初探
重庆大学 李信仪 王 晗 喻 伟 刘 猛 姚润明
摘要
以重庆居住建筑典型户型为例,采用EnergyPlus软件对既有居住建筑的供暖、供冷负荷及能耗进行了模拟,分析了使用不同被动技术改造组合时供暖、供冷负荷情况。基于20 kW•h/m
2
的供暖、供冷总能耗目标,计算了不同被动技术改造组合下的最低全年性能系数,作为主动性能提升的参考。提出了集成式建筑被动技术改造优化与主动性能提升相结合的低能耗设计策略,可为位于长江流域的重庆地区既有居住建筑节能设计与高效运行提供路径和方法。
关键词
长江流域 既有居住建筑 被动技术改造 主动性能提升 集成优化
建筑用相变材料热性能测试与评价综述
同济大学 宋 媛 于 航 唐 寅 李超恩
摘要
综述了目前建筑用相变材料的热性能测试方法。
在传统热分析法基础上归纳整理了相变储能构件的热物性测试装置及其测试原理,即对国内外相变试验台进行了概述,并结合相关标准对不同热性能测试方法进行了分析比较。
基于热物性测试方法,结合实际环境下的实测研究,综述了国内外现有衡量相变材料在建筑物中应用效果的评价指标。
关键词
相变材料 热性能 热箱 防护热板 测试标准 评价指标
数据中心研究(9):液化天然气(LNG)的冷能利用
湖南大学 殷 平
摘要
液化天然气(LNG)汽化过程中会释放大量的冷能,数据中心运行过程中会产生大量的热量,且耗电量大。
如能将LNG的冷能作为数据中心的冷源,将获得可观的经济效益。
介绍了我国LNG接收站建设现状,分析了LNG冷能利用的途径,讨论了在数据中心中利用LNG冷能可能出现的问题。
通过工程实例分析了LNG冷能应用到数据中心中可以获得的经济效益。
认为LNG的冷能用于数据中心中有待深入研究和进一步实践。
关键词
数据中心 液化天然气 冷能利用 工程实例 经济性
低温制热工况下分体空调器电功率变化特点测试分析
航天低温推进剂技术国家重点实验室 北京特种工程设计研究院
李兆坚 吴 飞 刘 鹰 田雨忠
摘要
采用实测方法,对低温制热工况下分体空调器电功率变化特性进行了测试分析。
结果表明:
分体空调器制热工况的电功率显著高于制冷工况,其电功率变化情况也比制冷工况复杂,空调设定温度对制热电功率变化波形影响较大,认为不能仅通过一种变化波形分析识别分体空调器运行状态。
即使是定频分体空调器,在制热运行时其用电功率也不断变化,这为住户总电表数据识别法的住户空调行为调查法提供了一个判据。
测试发现,即使在热泵运行的制热量可以满足要求的情况下,大多数带电辅热的分体空调器仍然启动电加热器直接加热,这种不节能的运行方式待改进。
关键词
分体空调器 制热工况 低温 用电功率 测试 空调行为
北京市公共建筑电耗限额管理实施效果与限额调整方法
北京市住房和城乡建设科学技术研究所 田 昕 李 鑫 邱伟国
北京市住房和城乡建设委员会 薛 军 刘 斐 李 超
摘要
针对北京市公共建筑电耗限额管理信息系统中涉及的总体建筑样本和典型建筑,从建筑所属区域、建筑功能和建筑规模等方面对建筑面积、电耗总量和电耗强度进行了分类统计分析,研究了北京市电耗限额管理工作开展的实施效果。
基于建筑电耗限额值确定过程中存在的问题,探讨分析了不同电耗限额调整值的方法,提出了综合目前历史用电量、辅以限额管理系统内不同建筑功能电耗强度值来确定限额值的方法。
针对电耗限额工作开展过程中存在的问题,提出了解决对策。
关键词
电耗限额管理 电耗强度 节能降耗 公共建筑 限额调整
自然通风在于家堡地下交通枢纽设计中的应用
中国铁路设计集团有限公司 王 斌
摘要
针对于家堡地下交通枢纽的特点,利用CFD模拟分析了过渡季半地下空间利用自然通风进行换气的可行性。
结果表明:
过渡季合理利用自然通风可以有效排除半地下站房内部的热量,保证环境舒适并减少通风空调系统能耗;
合理布置天窗及出入口对于自然通风换气排热效果显著,过渡季主导风向上设置出入口有利于风压的利用,顶部天窗有利于热压的利用,且对自然通风效果影响显著。
关键词
自然通风 地下空间 交通枢纽 天窗 数值模拟
无蒸汽独立冷热源温湿度独立控制空调系统在卷烟厂储丝间的应用
湖南中烟有限责任公司长沙卷烟厂 肖 炯
湖南省轻工纺织设计院 汪 鹏
摘要
介绍了卷烟厂的工艺生产特点及负荷情况;
以某卷烟厂储丝间为例,通过与传统空调系统的对比,研究了无蒸汽独立冷热源温湿度独立控制空调系统在卷烟厂应用的可行性和经济性。
结果表明,针对储丝间区域,该系统最少可节省122.8万元/a,经济效益较好,也解决了卷烟厂节假日灵活供能的问题。
关键词
卷烟厂 蒸汽 独立冷热源 温湿度独立控制 节能
张北某数据中心空调系统设计
华信咨询设计研究院有限公司 孙国林 夏春华 王 培 陈光金 金罗锋
摘要
结合严寒地区的自然条件,介绍了张北某数据中心的工程概况,简述了该工程冷源、空调水系统及风系统的设计,详细介绍了通过封闭热通道、吊顶回风、弥漫送风的方式,将冷、热气流完全隔离,提高空调系统回风温度、供水温度,达到延长免费自然冷却时间目的的设计理念。
关键词
严寒地区 数据中心 弥漫送风 封闭热通道 自然冷却 空调
公共建筑空调系统全过程管理方法研究(4):
基于能源管理平台的系统运营调适
清华大学 郝志刚 魏庆芃 邓杰文 张 辉
摘要
着眼于公共建筑空调系统节能全过程管理中的运营调适阶段,以我国西南地区某大型商业综合体为例,介绍了运用能源管理系统作为主要工具,在保障室内环境舒适度的前提下,全方位挖掘空调系统运行节能潜力的工作。
对不同阶段、不同时期系统的运行调适进行了深入研究,给出了具体的系统运行调节策略,以推动空调系统节能优化工作的开展。
关
键词
公共建筑 空调系统 全过程管理 能源管理平台 运营调适
核电机组环形空间通风系统调适风险分析
中国核电工程有限公司华东分公司 林 佳 赵 青 郑仕建
摘要
核电机组环形空间通风系统用于维持环形空间的负压,保证来自内层安全壳内的空气在排放前经过过滤,从而减少放射性物质向环境的释放。
认为环形空间通风系统最大调适风险来自自动变频控制系统的调适,应提前梳理影响自动变频控制系统调适的内外部因素,制定相应的管控措施。
关键词
核电机组 双层安全壳 变频控制系统 环形空间 泄漏率 调适风险
美国零能耗建筑发展现状及实践——以布利特中心建筑为例
住房和城乡建设部科技与产业化发展中心 刘 珊 马欣伯
天津大学 喻彦喆
摘要
从概念发展、标准规范与立法、评价与标识认证3个方面,简要介绍了美国零能耗建筑的发展现状。
以西雅图布利特中心为例,详细介绍了零能耗建筑建设过程中所采用的节能技术及运营效果,以期对我国零能耗建筑发展有所启示。
关键词
零能耗建筑 定义 标识 技术路径 运营效果
燃气锅炉降氮提效改造工程实测
北京建筑大学 孙海静 王随林 穆连波 张 威 田昌荣
朱 峰 蓝云成 郑 鹏 文夏楠 赵 然
北京华远意通热力科技股份有限公司 王守金
摘要
针对燃气锅炉降氮改造中遇到的回流烟气冷凝腐蚀和对热效率要求高等问题,采用基于排烟冷凝余热深度回收利用的降氮提效及改善锅炉房内空气环境的方案,对北京某燃气供暖锅炉房进行改造。实测表明,当锅炉运行负荷为42%~67%,烟气再循环率为15%~20%,过量空气系数为1.36~1.55时,排烟中NO
x
含量为11.5~42.7 mg/m
3
,锅炉系统未发现腐蚀,供暖回水温度为33.3~40.7 ℃,烟温从88~112 ℃降至40~44 ℃,燃气热效率提高8.2%~12.1%,单位容量(700 kW)锅炉回收烟气冷凝水0.88~1.25 t/d,烟气除雾率37%~50%,同时改善了锅炉房内空气品质。2个供暖季耗气量对比结果表明,锅炉房总节气率为14.8%,降氮、提效、节水、除雾,节能和环保效益显著。
关键词
燃气锅炉 降氮 烟气再循环 烟气冷凝热 燃气利用热效率
变风量空调系统室温滞后响应数学模型及动态特性研究
大连理工大学 邢 天 张吉礼 历秀明
摘要
基于能量守恒定律和变风量空调房间的热工特性,建立了变风量空调房间室温变化动态响应数学模型,并分析了引起室温滞后响应的影响因素。
通过阶跃响应试验获得了室温对风量调节机构的滞后动态响应特性。
建立了室温对各执行机构滞后响应的辨识模型,通过Simulink对辨识模型进行了仿真。
结果表明,辨识模型拟合度较高,可以较好地反映室温滞后响应特性。
关键词
变风量空调系统 室温 滞后响应 数学模型 动态特性 辨识模型
天然气利用低热值热效率随排烟温度变化规律实验研究
北京建筑大学 田昌荣 王随林 张 威 穆连波 朱 峰 孙海静
摘要
基于天然气燃烧烟气对流冷凝换热实验,以北京市天然气为例,实验研究了天然气利用低热值热效率随排烟温度的变化规律,并与理论计算值进行了比较。
结果表明:
即使烟气流动断面平均温度未达到理论烟气露点温度,但烟气中水蒸气已凝结放出汽化潜热,表明换热面温度低于露点温度;
天然气利用低热值热效率实验值比理论值大,当过剩空气系数为2.0时,实验值比理论值大1.01%~7.80%。
关键词
天然气 烟气 低热值 热效率 排烟温度 露点温度
广州地区自然通风体育馆室内热舒适研究
广东工业大学 黄晓丹 刘佳妮
华南理工大学建筑设计研究院 郭文智
摘要
以广州市多个高校体育馆为研究对象,采用现场热环境实测和问卷调查相结合的方法,对夏季、过渡季和冬季的体育馆室内热舒适进行了调查研究,并对收集到的数据进行了统计回归分析。
结果表明:
实测体育馆室内全年平均热中性温度为24.1 ℃,热舒适温度范围为14.7~33.6 ℃;
夏季期望温度为28.9 ℃,冬季期望温度为27.3 ℃,与热中性温度存在关联。
分析了室内热中性温度与室外气候的相关性,建立了广州地区体育馆室内热舒适气候适应性模型。
关键词
体育馆 自然通风 热舒适 热感觉 热中性温度 期望温度 气候适应性模型
酒店厨房余热回收型高效热水系统性能研究
山东科技大学 张元坤 王 菁
摘要
基于酒店厨房室内产生的大量废热未经利用而直接排至室外,同时需要供应生活热水的情况,提出了一种新型余热回收型热水系统。介绍了该系统的组成及运行机理。通过TRNSYS软件模拟了厨房全年的废热总量及室内温度,通过Matlab软件建立了各主要部件的数学模型。在保持水初温与终温不变的情况下,对不同室内温度、进水流量、热水用量工况下系统制热性能系数和余热利用系数进行了模拟分析和实验实测。结果表明:面积为60,150,250 m
2
厨房的全年废热总量分别约为53.72,107.70,222.37 MJ,具有余热回收的必要性;室内温度在18~26 ℃范围内时,系统平均制热性能系数为3.47;当热水用量为600~900 L/d时,系统余热利用系数为0.61~0.77;随着进水流量的增大,余热利用系数逐渐增大,但增幅逐渐减小,进水流量取2.0~2.5 kg/s较为适宜。
关键词
余热回收 酒店厨房 热水系统 余热利用系数 性能系数
水平对置式离心压缩机轴向力分析与测试研究
广州地铁集团有限公司 罗定鑫 张 瑞
重庆美的通用制冷设备有限公司 李镇杉 吴 昕 徐 浩
摘要
由于轴向力的存在,离心压缩机的转子组将会产生轴向位置偏移,从而影响压缩机的稳定运行,甚至影响整个机组的安全,所以准确分析和有效消减轴向力的影响是压缩机结构设计的关键问题。
针对某型号采用水平对置结构和设置轮盘平衡圈的离心式制冷压缩机,从理论上分析了不同工况下转子组轴向力情况,并进行了理论计算与测试试验对比分析。
结果表明:
理论计算结果与测试试验数据吻合较好,所采用的理论计算分析方法可作为一种有效的设计计算方法运用;
水平对置式离心压缩机的轴向力能够很好地自我平衡,在不增加推力平衡装置等轴上零件的情况下,使转子组总轴向力较小。
关键词
轴向力 水平对置 平衡圈 离心压缩机 测试