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大空间空调系统气流组织模拟与节能分析

大空间空调系统气流组织模拟与节能分析

作者：申颖沈阳建筑大学

学位级别：硕士

在过去的几十年中,虽然己经拥有足够的经验为新建高大空间空调系统设计提供宝贵的经验,但随着建筑不断发展,建筑结构的不断变化和新形式的建筑不断产生,与现阶段所面对的大空间建筑相比,结构更加复杂,体积更加庞大,造型更加奇特,依靠过... 详细信息

在过去的几十年中,虽然己经拥有足够的经验为新建高大空间空调系统设计提供宝贵的经验,但随着建筑不断发展,建筑结构的不断变化和新形式的建筑不断产生,与现阶段所面对的大空间建筑相比,结构更加复杂,体积更加庞大,造型更加奇特,依靠过去的经验,很难满足空调系统的设计需要,所以,要跟进建筑发展的脚步,从设计中作出各种预设,通过计算机来实现我们本来无法预知的东西。由于在大空间建筑中分层空调的气流方式具有其自身的特点,受到建筑自身因素的干扰,我们面对最大的难题就是很难准确的把握建筑室内空气的流动特性,这样就造成了设计师在设计阶段不能知晓建筑室内的空气温度及速度。本文对综合体育馆冬季工况进行模拟,分析分层空调供暖气流组织的特点,研究在冬季工况下,建筑物内空气分布的特点,得出分层空调在大空间建筑内供暖的一般规律性,这样才能真正的达到分层供热;对夏季工况进行模拟,建立出合适的数学和物理模型,研究大空间空调系统的速度场和温度场的特点,得出气流组织在夏季工况下的一般规律;研究夏季工况下分层空调的送风速度、送风间距、空调区热源强度、非空调区热源强度及非空调区排风量对高大中庭气流组织分布的影响;对冬季工况和夏季工况两种工况下的最不利情况进行实测,查看FLUENT模拟结果和实测结果是否能够得出相同结论,得出FLUENT模拟的真实性。通过CFD软件对营口市高级中学体育馆的球形喷口冬夏季的送风工况进行了模拟分析,得出以下结果:夏季的运行工况:送风速度为7～7.5m/s,送风温度为17～19℃。冬季的运行工况:送风速度为3.8～4.5m/s,送风温度为28℃。此外,该体育馆采用的球形喷口符合球形喷口送风速度的适用范围,满足使用要求。并通过以上研究提出冬季减少温度梯度的措施:(1)送风口送风下倾角应大于20,使送出的热风倾斜向下吹。送风速度应较大,送风口做成活动式,便于换季时进行调节;(2)回风口布置在室内两侧下部;(3)减少送风温差,增大送风量;(4)建筑物密封性能尽量做的好些,尽量减少渗透风的进入,以免浪费能量和影响工作区垂直温度场的均匀性。亦可采取以下有效措施:(1)利用垂直下送气流改变分层空调热射流流型;(2)设置水平空气幕,阻隔热气流上升:(3)夏季采用分层空调,冬季换用辐射采暖或顶送式暖风机采暖。通过对空调系统的能耗进行分析,得出大空间空调系统能耗主要影响因素包括负荷、风量、风机风压造成的影响、正压控制造成的影响、新风比对空调系统能耗的影响等。最后针对该大空间空调系统提出几点节能措施:(1)设计合适的空间形状;(2)建筑的外墙、外窗、屋顶等外围护结构的构成;(3)室内设备等的散热;(4)合适的新风量;(5)选取合理的室内温湿度;(6)准确的负荷计算结果。此外还包括应用分层空调技术、空调系统的选取、合理的气流组织、系统设计的平衡和空调机房位置的选取等。

关键词：高大空间气流组织数值模拟节能分析

高层住宅串联叠压供水节能分析及仿真模拟研究

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高层住宅串联叠压供水节能分析及仿真模拟研究

作者：张震长安大学

学位级别：硕士

二次供水作为城镇供水系统的“最后一公里”,是关系民生的重要基础建设工程,与小康社会下人民的美好生活及绿色建筑节能减排的社会需求密切相关。为促进串联叠压供水方式在高层住宅中的应用,减少住宅建筑供水能耗,保证用户正常用水需求... 详细信息

二次供水作为城镇供水系统的“最后一公里”,是关系民生的重要基础建设工程,与小康社会下人民的美好生活及绿色建筑节能减排的社会需求密切相关。为促进串联叠压供水方式在高层住宅中的应用,减少住宅建筑供水能耗,保证用户正常用水需求,本文以高层住宅串联叠压供水方式为研究对象,结合数理论证、算例验证、软件模拟等方法,对供水方式进行节能理论分析及泵组运行优化两方面研究,得出了串联叠压供水方式的节能原因及泵组运行优化措施,旨在为高层住宅供水方式的选用提供一定的参考意义。首先,对串联叠压供水方式节能原因进行理论剖析。结合设计秒流量计算式,阐述了分区合并后设计秒流量值小于合并前各分区秒流量累加值的理论依据并给出了适用前提:当N≤200/U时,同时出流概率U随当量总数N的增加逐渐减小使设计秒流量q呈非线性减速增长。基于此合理调整2种供水方式不同分区对比顺序,得出理论工况条件下串联叠压供水方式配泵轴功率低于传统并联供水方式的结论,并利用分区合并后设计秒流量与合并前各分区设计秒流量累加值二者比值作为衡量串联分区节能效果的量化指标,以此对分区规模和节能效果的关系进行探析后指出:合并前分区规模越小,改造为串联叠压供水方式的节能潜力越高;从叠压角度采用数形结合方法对2种供水方式泵组扬程累加值进行对比分析后发现相较传统并联供水方式,串联叠压供水方式由于压力的层级利用可节省H+H的压力值,更为节能。其次,以某高层住宅小区为工程案例,合理计算中区及高区相关设计参数,基于实测流量数据分析用户用水变化规律及频率分布,指导2种供水方式下科学配置泵组设备,依据主泵高效区范围合理安排泵组运行调度,利用泵组累计能耗数学解析方法对2种供水方式的能耗进行计算并对比,结果表明本工程案例下串联叠压供水方式较传统并联供水方式的节能率为5.75%,从工程案例角度对串联叠压供水节能进行了理论验证。最后,为进一步优化串联叠压供水方式运行效果,借助Flowmaster软件基于工程案例分别对高区泵组启停、中区用水量瞬变、增加气压水罐防护等工况合理制定运行策略并进行瞬态模拟,通过分析关键节点压力表明泵组直接串接时相互影响作用明显:本案例下高区泵组短时(5s)启停引起的压降和升压值分别为0.44bar和0.42bar,中区阀门完全关闭时高区泵组进口处压力升压幅度为2.9bar,通过适当延长高区泵组启停时间并结合气压水罐防护等方式可有效稳定供水系统压力。

关键词：二次供水高层住宅串联叠压供水节能分析 Flowmaster

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热泵区域供冷供热系统节能分析及多周期优化

热泵区域供冷供热系统节能分析及多周期优化

作者：周大鹏大连理工大学

学位级别：硕士

热泵区域供冷供热系统能够充分且高效地利用一些相对集中的低品位能源(如空气、土壤、地表水等)来满足较大范围用户对供冷供热的需求,是一种极具潜力的可再生能源利用方式。本文针对热泵区域供冷供热系统的特点对其进行节能性和经济性分... 详细信息

热泵区域供冷供热系统能够充分且高效地利用一些相对集中的低品位能源(如空气、土壤、地表水等)来满足较大范围用户对供冷供热的需求,是一种极具潜力的可再生能源利用方式。本文针对热泵区域供冷供热系统的特点对其进行节能性和经济性分析,建立多周期优化模型,并用实例验证分析的准确性和模型的实用性。首先,本文对热泵区域供冷供热系统在实际应用中的节能性和经济性进行分析。采用一次能源利用率作为节能评价指标,将热泵系统分别与传统锅炉供热系统和常规空调供冷系统进行对比,分析影响系统节能性的主要因素;采用费用年值法对热泵供冷供热系统和传统供冷供热系统的投资与运行费用进行比较。通过实例研究可以看出,本文所采用的节能性和经济性评价指标具有很强的实用价值。其次,在节能性与经济性分析的基础上,将热泵区域供冷供热系统中能耗最大、运行费用最高的部分—热泵机组从整体中分割出来进行单独研究,运用多周期优化理论,分别以运行能耗和投资运行总费用为优化目标,构建热泵区域供冷供热系统多周期节能优化模型和多周期投资运行费用优化模型。最后,以某海水源热泵区域供冷供热系统为背景,利用本文所建立的多周期优化模型,对工程实例中的热泵系统进行优化,将常规方案与节能优化方案、投资运行费用优化方案进行对比分析,结果表明综合考虑投资和运行费用的费用优化方案是最佳方案。本文在热泵区域供冷供热系统节能性和经济性分析基础上所建立的多周期优化模型,经实例验证具有较好的优化效果,对于提高热泵系统实际工程设计和运行的节能性和经济性具有一定的指导意义。

关键词：热泵区域供冷供热系统节能分析多周期优化

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电机选择与节能分析模型研究

微计算机信息 2008年第4期24卷 250-252页

作者：郭维胡静涛中国科学院沈阳自动化研究所

为了在工业部门推广应用高效率电机、达到节能的目的,本文从电机选择、电机节能分析和电机全生命周期费用分析三个方面进行了深入研究,提出了一套完整的电机选择与节能分析模型,并以该模型为指导设计开发了具有中国特色的电机选择与节... 详细信息

为了在工业部门推广应用高效率电机、达到节能的目的,本文从电机选择、电机节能分析和电机全生命周期费用分析三个方面进行了深入研究,提出了一套完整的电机选择与节能分析模型,并以该模型为指导设计开发了具有中国特色的电机选择与节能分析软件。

关键词：电机选择节能分析全生命周期费用

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建筑空调冷水系统变水温运行的节能分析

暖通空调 1991年第5期20卷 12-15页

作者：张雅锐袁东立中国建筑科学研究院空气调节研究所

本文利用全年空调负荷的统计分析结果,针对空调系统中主要用能设备——制冷机的性能特点,通过对空气处理设备能力的分析,初步探讨了离心式冷水机组变水温节能运行的可行性。文中提出的分阶段变水温调节方案可用于一般定水量空调系统,是... 详细信息

本文利用全年空调负荷的统计分析结果,针对空调系统中主要用能设备——制冷机的性能特点,通过对空气处理设备能力的分析,初步探讨了离心式冷水机组变水温节能运行的可行性。文中提出的分阶段变水温调节方案可用于一般定水量空调系统,是一种简单易行的节能方案。

关键词：冷水系统建筑空调节能分析空调负荷空气处理设备空调冷负荷节能运行节能方案空调制冷系统用能设备

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叠压供水设备节能分析与运行优化研究

叠压供水设备节能分析与运行优化研究

作者：张艳军长安大学

学位级别：硕士

二次供水作为城镇供水系统的“最后一公里”,是一项重要的民生工程,是增进人民福祉的基础保障。二次供水泵房能耗在整个城市供水系统能耗中占比较大,多数泵房能耗高的问题亟待解决。为提高二次供水设备效率,充分发挥叠压供水设备节能优... 详细信息

二次供水作为城镇供水系统的“最后一公里”,是一项重要的民生工程,是增进人民福祉的基础保障。二次供水泵房能耗在整个城市供水系统能耗中占比较大,多数泵房能耗高的问题亟待解决。为提高二次供水设备效率,充分发挥叠压供水设备节能优势,本文主要针对叠压供水设备节能分析与运行优化进行以下研究:首先,研究叠压供水设备能耗组成和各个能量传递环节中效率与调速比关系,综合分析确定设备调速比范围为75%～100%。根据各环节效率粗略计算得到设备理论综合效率应大于50%,与课题组实际调研供水设备综合效率相比发现设备运行中效率普遍较低,进一步明确设备节能优化的重要意义。使用二次曲线法拟合水泵特性曲线,推导出叠压供水设备能耗数解法,为下文定量分析奠定基础。其次,对叠压供水设备运行优化研究。以水泵特性曲线形状为切入点,与市政管网压力波动情况相结合,分析得到市政压力波动大时宜选择Q-H特性曲线较陡的泵。分析得出多泵并联运行时减小或消除“过渡低效区”的方法为选择高效区范围宽的泵与选择全变频控制。明确了中小流量时辅泵启停泵点与气压罐选型,推导出气压罐调节容积与预充压力P、α值的关系,结果得出当α取区间下限且P=P时气压罐调节容积达到最大,然后以直径Φ800mm型气压罐为例进行分析。在市政管网接入点与稳流罐进水口间建立伯努利方程,推导得出稳流罐设置高程确定方法并加以算例分析。建立叠压供水设备对市政管网压力影响程度的数学模型,根据模型得出将设备置于距离水厂近、市政管网管径大的位置,同时降低设备取水量在市政管网转输流量中的占比可有效降低设备对市政管网压力的影响。最后,以北方A市某居民小区二次供水系统为例,合理计算高区相关设计参数,对主泵与小流量供水设备进行优化配置,结合辅泵选型确定了气压罐预充压力与最大调节容积。根据小区实测用水规律与市政压力波动情况,合理调度泵组,计算出优化前与优化后全天累计运行能耗,结果表明,优化后节能节能17.88k W·h,节能率16.89%,两方案主泵均高效运行时,优化后方案节能13.8%。

关键词：二次供水叠压供水变频调速市政管网压力运行优化节能分析

电阻-逆变型再生制动能量地面吸收装置的节能分析

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城市轨道交通研究 2013年第9期16卷 111-114,119页

作者：周尚明重庆轨道交通(集团)有限公司网络维保公司重庆工程师400080

有效地降低轨道交通运营过程中的电能消耗,提高能源使用效率,是目前轨道交通行业中一个亟待解决的问题。介绍了电阻-逆变型再生制动能量地面吸收装置的基本原理及其在重庆市轨道交通1、3号线上的应用实例,并对其进行了节能分析。分析表... 详细信息

有效地降低轨道交通运营过程中的电能消耗,提高能源使用效率,是目前轨道交通行业中一个亟待解决的问题。介绍了电阻-逆变型再生制动能量地面吸收装置的基本原理及其在重庆市轨道交通1、3号线上的应用实例,并对其进行了节能分析。分析表明,电阻-逆变型制动能量地面吸收装置具有较好的工程应用价值和社会经济效益,值得推广使用。

关键词：城市轨道交通车辆制动能量吸收装置节能分析

夏热冬暖地区全玻璃公共建筑设计及节能分析——以广州从化温泉养生谷流溪广场建筑为例

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建筑学报 2010年第S2期 40-43页

作者：鲍小莉舒力帆华南理工大学建筑学院广州510640

通过对广州从化温泉养生谷流溪广场全玻璃建筑设计和节能分析的研究探讨,寻求既能够满足节能设计标准,同时保留全玻璃造型和空间特点的夏热冬暖地区全玻璃公共建筑节能措施和设计方法。

关键词：全玻璃公共建筑设计广州从化温泉养生谷流溪广场咨询展示中心节能分析能耗模拟

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集中空调冷却塔节能分析与探讨

暖通空调 2014年第10期44卷 18-21,110页

作者：王日英罗文广刘忠华吴小娜桂林电子科技大学广西科技大学深圳达实智能股份有限公司

随着集中空调节能技术的发展,关于冷水系统的节能方案和控制策略已趋于统一,而冷却水侧冷却塔的节能空间仍存在争议。为进一步提高集中空调的节能率,从理论和实际应用两方面分析了冷却塔开机台数和风机运行频率对冷水机组性能乃至整个... 详细信息

随着集中空调节能技术的发展,关于冷水系统的节能方案和控制策略已趋于统一,而冷却水侧冷却塔的节能空间仍存在争议。为进一步提高集中空调的节能率,从理论和实际应用两方面分析了冷却塔开机台数和风机运行频率对冷水机组性能乃至整个集中空调系统能耗的影响,得出通过对冷却塔的优化控制可使集中空调节电率提高5%的结论。

关键词：集中空调系统冷却塔节能分析优化冷水机组