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Comparison of space cooling/heating load under non-uniform indoor environment with convective heat gain/loss from envelope

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Building Simulation 2021年第3期14卷 565-578页

作者： Shuai Yan xianting li Department of Building Science Beijing Key Laboratory of Indoor Air Quality Evaluation and ControlTsinghua UniversityBeijingChina

The indoor parameters are generally non-uniform ***,it is important to study the space cooling/heating load oriented to local *** the influence of indoor set point,heat sources,and ambient temperature of convective thermal boundary on cooling/heating load has been investigated in the uniform environment in previous research,the influence of these factors,particularly the convective heat gain/loss through a building envelope,on cooling/heating load of non-uniform environment has not yet been ***,based on the explicit expression of indoor temperature under the convective boundary condition,the expression of space cooling/heating load with convective heat transfer from the building envelope is derived and compared through case *** results can be summarized as follows.(1)The convective heat transferred through the building envelope is significantly related to the airflow patterns:the heating load in the case with ceiling supply air,where the supply air has a smaller contribution to the local zone,is 24%higher than that in the case with bottom supply air.(2)The degree of influence from each thermal boundary to the local zone of space cooling cases is close to that of a uniform environment,while the influence of each factor,particularly that of supply air,is non-uniformly distributed in space heating.(3)It is possible to enhance the influence of supply air and heat source with a reasonable airflow pattern to reduce the space heating *** general,the findings of this study can be used to guide the energy savings of rooms with non-uniform environments for space cooling/heating.

关键词： cooling/heating load non-uniform environment space cooling/heating temperature distribution building envelope

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活体动物运输车厢空气流动及传热特性模拟与优化

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农业工程学报 2016年第20期32卷 223-228页

作者：蔡之钰游田李先庭镇江康飞机器制造有限公司镇江212132 清华大学建筑技术科学系北京100084

近年来,随着科技发展和生活水平提高,活体动物的运输量越来越大。特种运输车辆增设通风空调系统可改善运输过程中活体动物的生存环境。但国内现有活体运输车中普遍存在气流组织不合理的问题,导致车厢内局部气温过高或过低,动物存活率低... 详细信息

近年来,随着科技发展和生活水平提高,活体动物的运输量越来越大。特种运输车辆增设通风空调系统可改善运输过程中活体动物的生存环境。但国内现有活体运输车中普遍存在气流组织不合理的问题,导致车厢内局部气温过高或过低,动物存活率低、车辆装载量少。该文以兔子运输车为例,利用CFD软件模拟分析了现有车厢内空气流动和传热状况,并提出风口优化布置原则：将回、排风口置于高温区域,提高回、排风温度。研究表明,现有车厢内气流短路现象严重,车内最高温度超出设计温度范围3.20℃,且约21%的兔笼超温;优化布置的风口可明显改善车厢内空气温度分布;所有兔笼温度均保持21.05~29.20℃以内,满足设计要求。该工作对活体动物运输车的设计和生产具有指导意义。

关键词：传热温度优化活体动物运输数值模拟温度场

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土壤蓄冷与释冷过程的模拟与试验验证

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太阳能学报 2006年第10期27卷 1063-1068页

作者：余延顺马最良姚杨李先庭清华大学建筑技术科学系北京100084 哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨150090

结合土壤耦合热泵技术与冰蓄冷技术的特点,并在土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统构想的基础上,建立了考虑土壤周期性冻融相变的土壤蓄冷、释冷过程的数学模型,并采用数值方法进行求解。通过建立模拟土壤蓄冷、释冷过程的砂箱试验台并由... 详细信息

结合土壤耦合热泵技术与冰蓄冷技术的特点,并在土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统构想的基础上,建立了考虑土壤周期性冻融相变的土壤蓄冷、释冷过程的数学模型,并采用数值方法进行求解。通过建立模拟土壤蓄冷、释冷过程的砂箱试验台并由试验测试结果表明:所建模型的计算结果与试验数据吻合较好,二者偏差在10%以内。应用本文所建数学模型可对土壤蓄冷系统的蓄冷、释冷运行特性进行计算与分析,并为该集成系统的应用提供理论支持与技术储备。

关键词：冻融相变地下埋管换热器土壤蓄冷土壤耦合热泵

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土壤蓄冷与释冷过程的能量分析

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太阳能学报 2007年第12期28卷 1407-1412页

作者：余延顺马最良姚杨李先庭清华大学建筑技术科学系北京100084 哈尔滨工业大学市政与环境工程学院建筑热能工程系哈尔滨150090

在对土壤蓄冷系统冷量损失过程分析的基础上,提出了地下埋管换热器垫层冷量损失与温差传热冷量损失的概念,并建立了垫层冷量损失和温差传热冷量损失的计算模型;为衡量系统在运行期间地下埋管换热器管束系统的运行效率,建立了埋管换热器... 详细信息

在对土壤蓄冷系统冷量损失过程分析的基础上,提出了地下埋管换热器垫层冷量损失与温差传热冷量损失的概念,并建立了垫层冷量损失和温差传热冷量损失的计算模型;为衡量系统在运行期间地下埋管换热器管束系统的运行效率,建立了埋管换热器管束系统的平均释冷率模型。通过理论研究与模拟计算,分析了土壤初始温度、埋管间距及管束结构对土壤蓄冷系统冷量损失的影响,指出了土壤蓄冷系统冷量损失随土壤初始温度及埋管间距之间的变化规律,为土壤蓄冷系统地下埋管换热器的优化设计提供理论依据。

关键词：土壤蓄冷土壤耦合热泵温差传热冷量损失垫层冷量损失释冷率

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用计算流体动力学方法求解通风房间的空气年龄

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清华大学学报（自然科学版） 1998年第5期38卷 28-31页

作者：李先庭江亿清华大学热能工程系

为了替代示踪气体方法评价室内空气品质和通风有效性，在示踪气体研究方法的基础上，推导出空气年龄的输运方程，用计算流体力学的方法对该方程进行了求解。计算结果表明，用数值方法得到的空气年龄与他人的实验结果吻合较好，可以代替... 详细信息

为了替代示踪气体方法评价室内空气品质和通风有效性，在示踪气体研究方法的基础上，推导出空气年龄的输运方程，用计算流体力学的方法对该方程进行了求解。计算结果表明，用数值方法得到的空气年龄与他人的实验结果吻合较好，可以代替示踪气体测量方法。

关键词：示踪气体通风房间空气年龄计算流体动力学

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室内空气流动数值模拟的风口模型综述

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暖通空调 2000年第5期30卷 33-37页

作者：赵彬李先庭彦启森清华大学

介绍了目前国际上对室内空气流动进行数值模拟时采用的风口模型方法。

关键词：计算流体力学数值模拟风口模型空调通风工程

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地源水分级供热系统构思与案例分析

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暖通空调 2016年第12期46卷 34-39,115页

作者：沈翀李先庭清华大学室内空气质量评价与控制北京市重点实验室

为充分利用地源水冬季温度较高的特征以及室内热环境的非均匀性来提高能效,提出了地源水分级供热系统,即部分地源热量直接用于加热围护结构、减少室内直接散热量,部分地源热量则通过热泵提升品位后承担剩余部分负荷。选取北京一幢典型... 详细信息

为充分利用地源水冬季温度较高的特征以及室内热环境的非均匀性来提高能效,提出了地源水分级供热系统,即部分地源热量直接用于加热围护结构、减少室内直接散热量,部分地源热量则通过热泵提升品位后承担剩余部分负荷。选取北京一幢典型玻璃幕墙建筑,以地埋管地源热泵为例,构建了传热数值计算模型和能耗计算方法,分析了该系统在整个供暖季的逐时性能。结果表明:分级供热系统可以提高窗户平均温度2.3℃并降低16.8%的累计热负荷和33.1%的尖峰热负荷;由于地源水的直接利用无需机组能耗,该系统节能率达13.0%,初投资不变而运行费用有效降低。在室外温度较低时,负荷降低效果将更显著。此外,因该系统的末端应用于窗户,所以其适用于窗墙面积比较大的建筑。

关键词：供热低温热水地源热泵热负荷建筑节能

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单栋建筑室外热环境的模拟计算方法

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太阳能学报 2004年第1期25卷 6-12页

作者：于震李先庭李莹赵彬清华大学建筑技术和科学系北京100084

建筑室外热环境模拟计算是住区微气候研究的重要内容。本文提出了将求解建筑物和周围下垫面的热平衡方程组与室外空气场的CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟计算相结合的方法,解决了空气场计算时间步长与建筑物以及下垫面计算时间... 详细信息

建筑室外热环境模拟计算是住区微气候研究的重要内容。本文提出了将求解建筑物和周围下垫面的热平衡方程组与室外空气场的CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟计算相结合的方法,解决了空气场计算时间步长与建筑物以及下垫面计算时间步长不一致的问题。并提出将下垫面温度简化为逐时太阳直射区域温度和日影区域温度的方法,降低了CFD计算的复杂程度。该数值方法可以得到在自然条件作用下,建筑物表面和下垫面表面的逐时温度及空气温度与流动情况。计算结果与实验结果吻合较好,说明所提出的计算方法是有效的。

关键词：微气候下垫面日影数值模拟

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制冷空调用涡旋压缩机数学模型

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清华大学学报（自然科学版） 2005年第6期45卷 726-729页

作者：王宝龙石文星李先庭清华大学建筑技术科学系北京100084

为研究涡旋压缩机结构对制冷空调系统性能的影响,建立了适用于制冷空调仿真的涡旋压缩机的分布参数简化模型。推导出适宜于任意渐开线初始角的包含吸气、压缩和排气全过程的分段函数形式工作腔容积模型和泄漏面积模型;统一考虑工作过程... 详细信息

为研究涡旋压缩机结构对制冷空调系统性能的影响,建立了适用于制冷空调仿真的涡旋压缩机的分布参数简化模型。推导出适宜于任意渐开线初始角的包含吸气、压缩和排气全过程的分段函数形式工作腔容积模型和泄漏面积模型;统一考虑工作过程中的泄漏和排气,建立了基于能量守恒、质量守恒和实际气体状态方程的涡旋压缩机模型,并用四阶Ronge-Kutta法求解。将模拟计算的压缩机功耗和质量流量与Winandy的试验结果进行对比,结果表明,该模型能够准确地描述涡旋压缩机的吸气预压缩、压缩泄漏以及排气过压缩等详细工作过程。该研究为涡旋压缩机及其制冷系统的性能研究提供了有效工具。

关键词：涡旋压缩机数学模型模拟

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我国通风领域面临的挑战

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暖通空调 2008年第2期38卷 31-36页

作者：李先庭蔡浩清华大学

针对我国通风领域的快速发展状况,分析了通风应用的主要领域,指出了通风领域面临的主要挑战,并就通风领域的发展提出了如下建议:加强通风技术研究;加强信息交流与合作;开展通风领域的节能和安全工作;加强人才的定向培养。

关键词：通风节能安全

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