The electric-driven heat pump technology is commonly applied for space heating and cooling for buildings,and also becomes the key link for cooperation with power grid to consume clean electricity.This paper proposes a high-efficiency heating and cooling system by combining the electric-driven heat pump technology with the medium-depth ground heat exchanger for heating in winter and the cooling tower for cooling in summer.Then the user-side energy storage system is applied for daily heat and cool storage.With this system,the design method and control strategy are proposed to fully absorb the local photovoltaic power generation and municipal clean power.Furthermore,this paper conducts a case study on a large public building with quantitative analysis,so as to analyse the actual energy-saving and CO2 emission reduction effect.
According to the characteristics of heat dissipation process and the structural characteristics of traditional heat dissipation device, pulsating heat pipe (PHP) and traditional The pin-finned heat sink are used to simulate the cooling process of CPU, so as to meet the cooling requirements of computer CPU. By comparing the heat transfer perform of the two heat sinks under three conditions: the top wall temperature of the heat sink, the wall temperature of the heat sink and the temperature difference between the inlet and outlet of hot water, it can be found that the heat transfer performance of the PHP radiator is better. The experimental results show that in order to further improve the heat dissipation performance of the computer CPU, the CPU radiator device can be manufactured by the PHP device, and the PHP technology has broad application prospects in electronic heat dissipation.
中深层地埋管热泵供热系统的运行性能受地热地质条件影响显著.本文针对新建项目缺乏地热地质资料的情况,提出了该技术的现场测试平台及方法,在建设初期即可明确实际应用效果.将该方法应用于我国寒冷地区某新建项目,实测结果表明,1根埋深2 750 m的中深层地埋管连续运行尖峰取热能力达到450 kW,热泵机组尖峰供热能力达到600 kW.对中深层地埋管取热特性、热泵系统运行特性开展了变工况测试研究,可为项目规划设计及技术的推广应用提供数据支撑.
分别针对DN50和DN80 2种大管径管道开展了冰浆流动阻力特性实验研究,实验均处于湍流.实验发现:在低雷诺数下,冰浆阻力系数远大于适用于纯水单相流的Blasius关联式计算值,且含冰率越大,阻力系数越大;而在高雷诺数下,冰浆的阻力特性符合Blasius关联式,不同含冰率下的阻力系数都与纯水一致;含冰率和管径对冰浆阻力系数何时进入Blasius曲线有影响,含冰率越大、管径越大,则开始进入Blasius曲线的雷诺数越大;相较于直管,弯头的临界流速更高,更容易出现堵塞,且含冰率越大,临界流速越大.
湿度控制对工业生产有着重要意义.在锂电池、制药、食品等行业中,低湿环境是产业有效发展的重要保障.本文首先调研了相关低湿行业的除湿需求;然后介绍了为保障低湿环境需求而常用的深度除湿技术,包括冷冻除湿、液体吸收除湿、固体吸附除湿、膜除湿及多技术联合除湿,并针对低湿环境需求与除湿技术进行了匹配分析;接着介绍了常见深度除湿技术的最新研究进展及一些新型除湿技术,如电解质膜除湿、电渗析除湿等;最后对深度除湿技术的应用及研究进行了总结与展望.
目前水冷直接制冷式空调系统在国内地铁车站的应用逐渐增多,并有取代传统水冷空调系统的趋势.针对水冷直接制冷式空调系统,过去的研究普遍聚焦在理论分析或实验室分析,缺乏实际应用情况的实测分析与对比.本文通过对采用水冷直接制冷式空调系统和常规水冷空调系统的典型车站进行长期测试,分析了2种空调方案在实际地铁车站运行的性能差异,以及影响水冷直接制冷式空调系统性能的关键因素.研究发现,水冷直接制冷式空调系统方案的实际运行效果优于传统水冷空调系统方案,但是白天/夜间工况存在明显差异.同时冷水机组负载率提升和冷却水回水温度下降对水冷直接制冷式空调系统影响更大.根据测试结果,对未来地铁车站的空调系统方案设计提供了针对性建议.
空调电耗占我国城镇住宅总用电量的20％,准确分析气候变化对空调耗电量的影响对居住建筑节能低碳技术的发展与应用具有重要意义.气候变化不仅影响建筑冷热负荷需求,而且通过对分体空调运行能效比(EER)的影响进而影响空调运行电耗,最终造成居住建筑分体空调电耗的巨大变化.在全球变暖、极端气候事件增加的背景下,本研究以北京典型居住建筑为例,使用能耗模拟软件DeST对该建筑在1960-2014年的冷负荷变化情况进行定量模拟,并使用TRNSYS的分体空调模型计算了该建筑的逐年空调电耗.结果表明1960-1980年期间空调电耗呈下降趋势,1980年以后平均气温显著升高,空调电耗也随之增加.通过分析气象参数对空调电耗的影响,本研究发现室外干球温度对空调电耗的影响最大,含湿量和太阳辐射与电耗的相关性较小.此外,本研究考虑了室外温度对空调运行EER的影响,并据此计算得到了空调电耗,该电耗与使用空调额定EER计算得到的电耗相比有较大差别,2种方法计算得到的累计值和尖峰值偏差约为10％,因此在开展气候变化对建筑能耗的影响分析研究时应该考虑室外温度对分体空调运行EER的影响,使分析结果更准确合理.
地铁车站设备管理用房通风空调系统能耗是地铁车站能耗的重要组成部分.近年采用风冷多联系统作为主要空调系统,并设置机械通风系统的项目逐渐增多.针对该类型空调方案的全年运行方案尚缺乏相关研究.本文选取某地铁标准车站,建立了全年逐时能耗分析模型,分析对比了不同气候区多种运行方案下的全年运行能耗.研究表明,对于大部分地区的典型车站(单位体积发热量≤0.023 kW/m3),能效优先运行方案与风冷多联系统优先运行方案的全年运行能耗差别小于10％,综合考虑运行能耗和运行方案的实施复杂性,大部分地区地铁车站设备管理用房可以采用全年风冷多联系统优先运行方案.
提出了车站轨行区温度场的CFD模拟方法,通过实测验证了模拟方法的准确性.通过模拟可以准确得出列车停站时冷凝器的进风温度,从而可提前诊断列车空调器是否存在停机风险;还可以得出车站轨行区的温度分布情况,为改进排热系统设计提供参考.模拟发现:列车位于车站轨行区时,冷凝器的进风温度较隧道空气温度有所上升,且受到排热风机运行状况、车厢载客人数等不同因素的影响;当排热风机风量为30 m3/s时,开风机工况冷凝器平均进风温度比关风机工况低2.8℃.
建筑是重要的电力终端用户,碳中和目标下将实现电力生产、消费、调蓄"三位一体"功能;汽车(特别是私家车)电动化是交通领域碳中和的重要举措,也有望成为未来电力系统中可利用的重要调蓄资源.建筑与电动车是重要的电力终端用户且有高度同步使用特征,二者协同起来可实现优势互补,由此能与电网实现良好互动.如何实现车-建筑-电网(VBG)之间的友好互动,如何充分发挥建筑、车作为电力系统灵活负载的资源潜力,如何有效调节、调度建筑、车与电力系统实现能量交互,是当前亟需回答的重要问题.本文对上述问题的相关研究进展进行了分析,并对未来需开展的研究进行了展望,以期为进一步深入研究、探索车-建筑-电网之间的协同互动提供参考.
在-10℃和-20℃的寒冷环境下,针对2种典型的人体热舒适提升策略,开展了受试者实验.研究表明:在-10℃工况下,持续性局部接触式加热不能显著提升人员热舒适,而间歇性的环境温度提升对人员热舒适有明显改善作用;在-20℃工况下,2种方式对人员热舒适均有比较显著的提升效果.通过回归分析,得出热感觉不均匀度是导致两工况下局部接触式加热效果不同的原因.针对寒冷环境下人体局部与整体热评价的相关性展开分析,发现手部和脚部对整体热评价有显著影响.本研究可为解决寒冷环境下人员热舒适需求的设备开发和实际工程问题(例如冬季运动场馆热环境营造)提供数据支撑.
机场航站楼作为重要的交通枢纽,具有建筑体量大、功能复杂、室内环境营造要求高等关键特点,对空调系统优化设计与节能减排工作提出了挑战.对于新建机场航站楼,在设计阶段开展冷负荷的精确计算是实现空调系统优化设计与高效运行的关键.本文以我国夏热冬暖地区新建枢纽机场航站楼为例,从设计值选定、负荷计算方法、降低空调冷负荷关键环节等方面开展了深入研究和案例分析,以期对同类型交通枢纽建筑空调系统优化设计提供参考,推动交通枢纽建筑节能减排工作.
我国已经在大规模高生物安全风险车间的设计和建设领域取得了丰富的工程实践经验,并逐步完成了对发达国家的追跑和并跑,在部分领域处于相对领先状态.但由于消防、生物安全等领域关注点的差异,以及动物、人用产品的不同要求,导致不同领域防烟排烟的设计理念存在差异,对大规模高生物安全风险车间建设的进一步提升存在影响.本文通过对国内外生物安全设施(生产车间和实验室)相关规范和标准中对生物安全和消防关切要点的梳理与凝练,结合对实际工程案例的分析和总结,系统性地阐述了我国大规模高生物安全风险车间防烟排烟设计的相关要求,对防火分区划分、排烟系统、70℃防火阀和排烟防火阀设置等关键环节的设计进行重点讨论,并提出了针对性解决方案,为相关国家规范标准的编制(修订)提供建议,为同类项目的实施提供参考.
介绍了高等级生物安全实验室的围护结构要求,并对微负压控制方法的原理进行了简要阐述.针对实验室运行中的实际情况对微负压控制方法用于过滤器更换、终末消毒、紧急情况进行了深入探讨,旨在为生物安全实验室的运行维护提供借鉴和参考.
吸收式热泵的引入对热电系统的发电功率和冷却排热会产生影响,吸收式热泵制热量越大,新增发电功率越大,冷却排热越小.新增发电功率约为吸收式热泵余热回收量与新增制热量之差的12％,冷却排热减少量等于新增发电功率与新增制热量之和.通过建立吸收式热泵模型并绘制了供热特性曲线,确定吸收式热泵供热温度和最大制热量.结合热网供热曲线确定吸收式热泵最经济制热量为热网最大负荷的75％.最终吸收式热泵制热量选取最大制热量和最经济制热量中的较小值.
设计了 一种以石蜡为相变材料的圆柱型壳管式相变蓄热换热器,以三维单元相变储热模型为研究对象进行了换热数值模拟.分析了相变材料的液相比、温度场、平均温度及换热介质出口温度的变化规律,研究了该壳管式相变蓄热换热器在蓄、放热阶段的换热特性.结果表明:液相石蜡的自然对流会增强相变材料与换热介质之间的换热,并加快石蜡的熔化和凝固速率;蓄热阶段液相比达到18.6％后,自然对流换热的影响逐渐明显;放热阶段初期,液相比在80 s内下降了 63％,固态石蜡层完全包裹传热管束前的自然对流换热最强,之后逐渐减弱.
聚焦数据中心应急供冷,对采用新型扩口式布水器设计的蓄冷罐在大流量小温差工况下的释能过程进行了数值模拟研究,得到了释能过程的温度场和温度变化曲线,计算了斜温层量纲一厚度和释能效率.并将数值模拟结果与理想模型及实际项目监测数据进行了对比,验证了该新型扩口式布水器的工作性能.
针对不同气候区的气候特点,分别提出了数种可行的空气源热泵应用方式,并以燃气锅炉+冷水机组作为基准方案,从初投资、运行能耗、运行费用和碳排放4个维度进行了对比分析.结果表明:空气源热泵在各气候区应用都具备一定的节能潜力,热泵效率越高,节能、降碳及节费的效益越好;夏热冬冷地区和寒冷地区制冷是主要矛盾,热泵应用时应重点关注供冷工况的能效;随着电力结构的变革,热泵应用的减排性能将逐步提高.
为提升闪发器型准二级压缩空气源热泵逆循环除霜性能,本文利用机组既有循环结构,在除霜期间通过打开电磁阀实现补气,加大制冷剂质量流量.实验结果表明,补气可缩短融霜时间,从而有效缩短除霜时间和降低除霜能耗,而且室外温度越低,效果越显著.在-10～2℃的实验环境中,使用补气除霜后,除霜时间缩短了 23.73％～40.48％,除霜耗功量减少了17.75％～45.90％.
本文以3种数据中心典型冷却设备(自然冷却风冷冷水机组、开式冷却塔、三相异步电动机)为例,分别介绍了对应的国家能效等级标准及相关节能政策,分析了自然冷却风冷冷水机组的产品特点及其在数据中心冷却架构中的特殊性,并结合实际应用场景对不同能效等级的冷却设备进行了全寿命周期的节能性与经济性分析,最终给出了设备选型及能效等级考核的相关建议.
