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EnergyPlus中变频多联空调的模块开发和能耗仿真分析

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系统仿真学报 2007年第20期19卷 4808-4811页

作者：周宴平吴静怡王如竹上海交通大学制冷与低温工程研究所上海200240

为评价变频多联空调(VRV-II,以下简称VRV)的能耗特征,在建筑能耗动态模拟软件EnergyPlus的基础上,开发了VRV的能耗计算模块,并在一典型的商业建筑模型基础上,与几种常见的空调系统方案作了建筑物总能耗仿真比较。结果表明,VRV是最为节... 详细信息

为评价变频多联空调(VRV-II,以下简称VRV)的能耗特征,在建筑能耗动态模拟软件EnergyPlus的基础上,开发了VRV的能耗计算模块,并在一典型的商业建筑模型基础上,与几种常见的空调系统方案作了建筑物总能耗仿真比较。结果表明,VRV是最为节能的方案。同时,对于传统的空调系统,作为冷源方案的水冷式螺杆机相比风冷式螺杆机、以及作为系统方案的风机盘管加新风相比变风量空调,都显示出更为节能的特性。

关键词：变频多联空调能耗仿真 EnergyPlus software 方案比较

基于实际运行工况的电动商用车能耗仿真与参数优化

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中国公路学报 2022年第5期35卷 243-253页

作者：郑宜嘉孙健年光跃浙江省发展规划研究院基础设施研究所浙江杭州310012 上海交通大学智慧城市智能交通跨学科中心上海200240 长安大学未来交通学院陕西西安710018

在商用车电气化趋势下,如何准确研究车辆参数对能耗的影响,制定优化方案以降低能耗、提升续航里程成为影响电动商用车未来发展的重要问题。为此,应用短行程法构建目标车型的实际运行工况,采用ADVISOR车辆仿真器,以整车质量、滚阻系数、... 详细信息

在商用车电气化趋势下,如何准确研究车辆参数对能耗的影响,制定优化方案以降低能耗、提升续航里程成为影响电动商用车未来发展的重要问题。为此,应用短行程法构建目标车型的实际运行工况,采用ADVISOR车辆仿真器,以整车质量、滚阻系数、附件功率等5项车辆参数为变量,以设计优化区间为参数调整范围,开展实际运行工况下的能耗仿真,获得实际运行工况场景下各车辆参数与百公里耗电量的数量关系;在此基础上,通过分析各参数优化百分比与百公里耗电节省量的关系,构建体现各项参数能耗敏感性的节电系数;基于敏感性分析结果,对预计优化效益较高的参数进行优化,并对各优化方案进行成本-收益分析。研究结果表明:相较于“新欧洲驾驶循环”(NewEuropean Driving Cycle,NEDC)工况,实际运行工况下的能耗仿真结果与实际能耗相对误差降低超过10%;按能耗敏感性由高到低对各车辆参数排序,依次为整车质量、传动效率、滚阻系数、风阻系数、附件功率;各参数优化方案中,采用铝制白车身、配备低滚阻轮胎和热泵空调具有正面静态收益;利用实际运行工况进行能耗仿真可得到更符合目标车型实际能耗的仿真结果,以该仿真结果为基础的能耗敏感性分析和参数优化具有良好的实际指导意义。

关键词：汽车工程电动商用车能耗仿真能耗敏感性行驶工况成本-收益分析

EnergyPlus中变频多联空调系统蒸发温度控制能耗仿真模块的开发与实验验证

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制冷学报 2011年第5期32卷 25-30页

作者：杨天吴静怡盐地纯夫王如竹上海交通大学制冷与低温工程研究所上海200240 日本大金工业株式会社

在当前建筑节能的理念和科技背景下,如何选用合适的空调系统方式来节约建筑物设备能耗,是建筑节能领域学者们最关注的问题之一。由于变频多联空调系统(VRF系统)具有良好的节能性,这种系统的仿真研究近年来发展迅速。利用基于BESP平台的E... 详细信息

在当前建筑节能的理念和科技背景下,如何选用合适的空调系统方式来节约建筑物设备能耗,是建筑节能领域学者们最关注的问题之一。由于变频多联空调系统(VRF系统)具有良好的节能性,这种系统的仿真研究近年来发展迅速。利用基于BESP平台的EnergyPlus软件中建立的变频多联空调系统仿真模块和性能曲线法新增加的变频多联空调系统在改变蒸发温度的情况下VRF空调系统制冷量和能耗的计算功能,对实际办公室进行的夏季典型日空调系统能耗进行计算,并与实验结果进行对比及误差分析,对原模型进行了改进并提出了相应的建议。

关键词：热工学 VRF系统 EnergyPlus 实验验证能耗仿真

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三相异步电机系统动态能耗仿真建模及应用

水电能源科学 2016年第6期34卷 190-194页

作者：章芳情郭江李以策柴玮黄莉武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

针对现有系统无法充分挖掘用能系统节能潜力的问题,以三相异步电机系统为例,利用分布式物理图网建模方法划分部件并建立数学模型,结合Simulink仿真分析平台的图形化仿真优势和数据分析能力,通过设定初始状态参数和模型特性参数,观测电... 详细信息

针对现有系统无法充分挖掘用能系统节能潜力的问题,以三相异步电机系统为例,利用分布式物理图网建模方法划分部件并建立数学模型,结合Simulink仿真分析平台的图形化仿真优势和数据分析能力,通过设定初始状态参数和模型特性参数,观测电能波形并分析经济运行参数变化趋势。仿真及数据分析结果符合理论规律,可为节能改造工程中的设备状态评估和节能效益分析提供参考。

关键词：三相异步电机系统分布式物理图网能耗仿真动态建模节能效益

纯电动汽车驱动系统计算机辅助设计及能耗仿真

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纯电动汽车驱动系统计算机辅助设计及能耗仿真

作者：冯志远太原科技大学

学位级别：硕士

当前,环境污染的加剧和石油资源的告急给我们敲响了警钟。面对环境和能源危机,传统汽车产业必须做出转型发展。纯电动汽车以电能为能量源,依靠电机驱动车轮行驶,零排放,无污染。且电能属于二次能源,可有效促进能源方式的转变。由于纯电... 详细信息

当前,环境污染的加剧和石油资源的告急给我们敲响了警钟。面对环境和能源危机,传统汽车产业必须做出转型发展。纯电动汽车以电能为能量源,依靠电机驱动车轮行驶,零排放,无污染。且电能属于二次能源,可有效促进能源方式的转变。由于纯电动汽车驱动系统的优劣直接影响到整车性能,因此,对驱动系统进行合理的设计很有必要。在确定了整车参数和性能要求的基础上,提出了驱动系统主要部件驱动电机、传动装置和动力电池的设计方法。根据该设计方法,在VC++6.0平台上开发了纯电动汽车驱动系统计算机辅助设计软件,软件既可实现正向的设计过程,又可以进行逆向的性能验证。最后以纯电动汽车BYD e6为实例,进行了驱动系统设计,设计结果与实车参数一致,表明了设计方法和软件的准确性。由于电池技术的限制,纯电动汽车电能消耗量和续驶里程成为了评价其性能的主要指标。通过对加速踏板、制动踏板、永磁无刷直流电机和磷酸铁锂电池的工作特性分析,分别建立了各自的数学模型。其中,根据加速踏板需求扭矩和踏板行程的数学关系,建立了加速踏板数学模型,可向电机模型输出需求扭矩信号,准确反映驾驶意图。根据不同制动强度时,前、后轮制动力的分配规则,建立了制动踏板数学模型,可保证制动时的稳定性,回馈更多的电量,最后向电机模型输出需求制动扭矩信号。根据电机输入电流和输出扭矩的关系,建立了永磁无刷直流电机数学模型,模型接收踏板需求扭矩信号,并向电池模型输出需求电流信号。根据安时积分法和剩余续驶里程计算方法建立了磷酸铁锂电池数学模型,模型向电机输出电流信号,并进行电量消耗和续驶里程的计算,可用来评价整车性能。上述各个数学模型的输入和输出参数均互相联系。因此,在VC++6.0平台上,利用软件的可视化界面及数据传递功能,实现了各个数学模型之间的联系,实现了能耗仿真的功能,开发出了能耗仿真软件。通过在软件上对已设计好的BYD e6驱动系统进行能耗仿真,得到了在试验循环工况和模拟工况下的百公里耗电量和续驶里程。仿真结果与实测数据相吻合,说明了仿真软件的正确性。根据实际路况的模拟过程,发现了纯电动汽车的电能消耗量与驾驶行为相关,可为节能驾驶提供参考。

关键词：纯电动汽车驱动系统设计能耗仿真 Visual C++6.0

基于变蒸发与冷凝温度的变频多联空调系统能耗仿真分析和实验验证

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基于变蒸发与冷凝温度的变频多联空调系统能耗仿真分析和实验验证

作者：杨天上海交通大学

学位级别：硕士

在当今建筑节能技术日益发展和建筑节能理念越发深入人心的背景下,在建筑物中采用何种合适的空调方式能有效提高建筑物中各耗能设备的能源利用效率,是建筑节能领域学者们最关注的论题之一。为能耗预测而进行的有关空调系统的仿真研究中... 详细信息

在当今建筑节能技术日益发展和建筑节能理念越发深入人心的背景下,在建筑物中采用何种合适的空调方式能有效提高建筑物中各耗能设备的能源利用效率,是建筑节能领域学者们最关注的论题之一。为能耗预测而进行的有关空调系统的仿真研究中,结合建筑物结构参数和气象参数、并基于蒸发与冷凝温度控制的变频多联空调系统(Variable Refrigerant Flow System,以下简称VRF)能耗仿真研究在国际、国内学术界上目前仍然处于起步阶段。本文拟通过在美国能源部发布的新一代动态建筑物能耗模拟软件EnergyPlus的基础架构上,结合课题组先前所做的研究开发工作,对其新开发的VRF系统仿真程序进行了再开发,实现了蒸发温度与冷凝温度控制模式下的VRF系统能耗仿真,并将仿真结果与能耗实测结果做对比来分析研究蒸发温度设定值、冷凝温度设定值、室内温度设定值及气象参数对能耗仿真结果的影响,并提出仿真模型的优化改进方案。该工作旨在通过研究仿真结果的合理性,有效估算在建筑物中设置的VRF系统能耗,为VRF系统的设计和选型提供参考。对基于建筑物结构参数、气象参数及VRF系统性能曲线的变蒸发温度与冷凝温度模式下的VRF空调系统能耗仿真预测问题,本文阐述的一系列理论和实验研究包括:(1)通过利用建筑动态能耗仿真软件EnergyPlus中现有的直接膨胀式换热盘管的基础上,使用虚拟室外机的方法进行了VRF系统建模,便于利用相对简单的输入信息求得准确的系统能耗、性能系数(COP)和部分负荷比。为实现变蒸发温度和冷凝温度模式下的能耗仿真,利用了基于实验数据拟合而得到的性能曲线来模拟VRF系统在改变蒸发温度和冷凝温度情况下的能耗,具有广泛的适用性。本研究初步解决了国际上目前建筑能耗仿真各软件平台中尚未包括的变蒸发/冷凝温度的VRF系统模型,从而无法对VRF系统进行全年能耗仿真的难题,对VRF空调系统在建筑能耗分析软件中的应用具有重要的意义。(2)建立了VRF系统能耗测试台和当地气象站,并进行了连续两年夏冬季每天8小时开机运行的能耗实测记录,目的是在实际建筑环境和当地气象数据下,验证在EnergyPlus中建立的VRF系统能耗预测模型的准确性与合理性。本文建立的实验台以实际办公建筑中安装的一拖二形式VRF系统为测试对象,系统相对简单而富有代表性;而房间内部的散热散湿量则分别使用加热器和加湿器模拟;整个VRF空调系统及热湿负荷模拟设备的相关参数采集、温度设定和起停控制都由PC机统一完成;当地气象站的实时气象数据记录则实现以每间隔10分钟记录一次数据的不间断采集方法。(3)在VRF空调系统制冷工况下,通过提高室内机盘管蒸发温度来提高系统制冷量和性能系数;在VRF空调系统制热工况下,通过降低室内机盘管冷凝温度来提高系统制热量和性能系数。本文利用模拟和实验数据对比研究的方法,验证了VRF系统在上述变蒸发温度/冷凝温度模式下与标准控制模式下的仿真模型的准确性和合理性,研究了仿真值与实测值之间的偏差来源,分析了影响VRF系统能耗计算的若干因素,主要包括气象参数、蒸发温度设定值、冷凝温度设定值、室内温度设定值等因素的影响,证实了能耗仿真值的变化趋势与实测值的一致性,证明了模型的成功,并提出了改进模型的措施。

关键词：变蒸发/冷凝温度 VRF EnergyPlus 能耗仿真实验验证

R134a/CO2复叠式空气源热泵系统特性研究与能耗仿真

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R134a/CO2复叠式空气源热泵系统特性研究与能耗仿真

作者：罗威合肥工业大学

学位级别：硕士

我国严寒地区冬季采暖是当今民生关注问题之一,传统供暖方式由于其能耗高、污染大,无法满足当下“节能减排”政策的要求,因此针对节能环保型采暖方式的研究成为当前重点方向之一。基于上述背景,本文提出采用一种适用于低温环境、环保可... 详细信息

我国严寒地区冬季采暖是当今民生关注问题之一,传统供暖方式由于其能耗高、污染大,无法满足当下“节能减排”政策的要求,因此针对节能环保型采暖方式的研究成为当前重点方向之一。基于上述背景,本文提出采用一种适用于低温环境、环保可靠的R134a/CO2复叠式空气源热泵系统,并通过数值计算、实验验证与仿真分析的方法,对其循环与运行特性展开研究,得出如下成果:（1）通过分析复叠式空气源热泵产业及相关技术的发展现状,对比制冷剂性质,提出采用R134a/CO2复叠式热泵循环;（2）构建R134a/CO2复叠式热泵循环数学模型,通过数值方法分析循环特性,发现当高、低温热源温度一定时,存在最佳中间温度使得循环COP最大,且随着高温冷凝温度的降低、低温蒸发温度的升高与中间换热温差的减小,循环COP增大而高、低温级制冷剂质量流量比减小;根据实际工程需要,计算出当环境温度为-12℃时R134a/CO2复叠式热泵循环关键状态参数;（3）搭建R134a/CO2复叠式空气源热泵样机实验系统,开展变工况性能实验。结果显示,随着环境温度的降低,系统COP与制热量减小,高、低温级压缩机压比升高,中间换热器冷凝侧出口温度降低,而中间换热器冷凝侧压力损失增大;（4）以我国严寒地区城市作为模拟环境,采用TRNSYS仿真软件对R134a/CO2复叠式空气源热泵采暖系统全年能耗进行仿真计算,并通过经济性分析发现:该套系统满足严寒地区使用要求,且冬季平均温度对参数指标的影响较大,当模拟环境城市由北京换为哈尔滨时,需求供热量上升209.9%、能耗升高221.8%;同时空气源热泵采暖系统资源消耗量与污染物排放均低于传统燃煤采暖方式。

关键词：复叠式空气源热泵热力学分析性能实验能耗仿真

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大型公共建筑能耗仿真分析与预测诊断

大型公共建筑能耗仿真分析与预测诊断

作者：林净怡华中科技大学

学位级别：硕士

在全社会节能减排的要求下,占据社会总能耗比例不断攀升的建筑能耗俨然成为节能研究的重点,能耗总量大、能耗水平远超出其他民用建筑类型的大型公共建筑更是重中之重,研究大型公共建筑节能具有重要的现实意义与社会价值。本文将围护结... 详细信息

在全社会节能减排的要求下,占据社会总能耗比例不断攀升的建筑能耗俨然成为节能研究的重点,能耗总量大、能耗水平远超出其他民用建筑类型的大型公共建筑更是重中之重,研究大型公共建筑节能具有重要的现实意义与社会价值。本文将围护结构热工设计参数优化与方案优化结合,通过参数节能敏感性分析判定各参数的节能潜力,为节能方案设计与优化申明方向;针对建筑使用中运行管理粗放问题,提出了基于支持向量机的能耗预测与异常诊断方法,及时发现使用中的能源浪费,为大型公共建筑节能提供理论支撑与实现路径。本文首先以一栋大型办公建筑为例,利用能耗仿真分析从节能敏感性的角度考察外墙综合传热系数、屋面综合传热系数、外窗综合传热系数、外窗太阳得热系数、窗墙比与外窗气密性六个常用的围护结构热工设计参数的节能潜力,分别为每一个参数提出取值建议,并选择敏感性高的因素作为方案优化的对象,利用正交试验设计安排试验,得到最佳的节能优化方案,为大型公共建筑建筑围护结构节能提供支持。接下来从历史能耗数据、气候因素、时间周期因素三个方面选取11个输入参数作为样本特征,构建基于支持向量机的大型公共建筑能耗预测模型,对建筑逐日能耗展开预测。在能耗预测基础上,以测试集平均相对误差与最大误差作为判定标准进行能耗异常诊断,将该方法应用于夏季空调系统能耗异常诊断中,通过能耗预测值与实际值的对比,成功地发现了空调系统运行中存在的不合理使用现象,为建筑的管理运行提供参考。

关键词：建筑节能能耗仿真敏感性分析能耗预测异常诊断

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轨道交通灵活编组运营模式能耗仿真方法研究

应用科技 2022年第3期49卷 89-94页

作者：张清华韩坤杨鹏王子赢中车青岛四方车辆研究所有限公司山东青岛266000

目前对灵活编组动车组的研究多是估算灵活编组动车组的节能效果和经济优势,缺乏更加准确有效的能耗仿真分析方法。因此,本文设计了一种列车编组能耗仿真方法,并选取了北方某市一组规划中线路进行验证,基于Simulink建立了相应的城轨列车... 详细信息

目前对灵活编组动车组的研究多是估算灵活编组动车组的节能效果和经济优势,缺乏更加准确有效的能耗仿真分析方法。因此,本文设计了一种列车编组能耗仿真方法,并选取了北方某市一组规划中线路进行验证,基于Simulink建立了相应的城轨列车编组对比模型,利用实时仿真机求解最低能耗值,得到了灵活编组与固定编组动车组的能耗仿真对比。结果表明,灵活编组运营方式比固定编组运营方式实际能耗下降28.81%,证明了仿真实现方法的有效性和可行性。

关键词：灵活编组固定编组 Simulink 对比模型实时仿真机能耗仿真仿真实现方法量化分析