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微热管阵列式太阳能空气集热-蓄热系统性能试验

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农业工程学报 2017年第18期33卷 148-156页

作者：王腾月刁彦华赵耀华朱婷婷魏向前白凤武绿色建筑环境与节能技术北京市重点实验室北京工业大学北京100124 中国科学院太阳能利用及光伏系统重点实验室中国科学院电工研究所北京100190

该文采用了以微热管阵列(micro heat pipe arrays,MHPA)为核心元件的真空管型空气集热器与新型相变空气蓄热器,设计搭建了以空气为传热介质的太阳能集热-蓄热系统。集热器采用微热管阵列与真空管结合的新形式,蓄热器以相变温度42℃的月... 详细信息

该文采用了以微热管阵列(micro heat pipe arrays,MHPA)为核心元件的真空管型空气集热器与新型相变空气蓄热器,设计搭建了以空气为传热介质的太阳能集热-蓄热系统。集热器采用微热管阵列与真空管结合的新形式,蓄热器以相变温度42℃的月桂酸为蓄热相变材料,测试了系统在不同空气流量下集热过程的集热效率,蓄放热过程中蓄热放热的时间、功率,并在不同空气流量下对蓄热器的蓄热、放热特性进行了研究。研究表明:空气流量240 m^3/h工况下,集热效率最高;蓄热器的蓄热时间和放热时间最短,蓄热功率和放热功率最大,分别是633和486 W;而空气流量60 m^3/h能提供更加稳定的出口温度与放热功率,在供暖与干燥领域更加适用。集热-蓄热过程和放热过程阻力分别小于327和40 Pa,说明放热过程系统阻力损失较小,选用功率较小的风机就可提供空气流动的动力。

关键词：太阳能相变材料传热微热管阵列集热-蓄热系统

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不同节点域强度H型钢柱梁节点力学性能分析

应用基础与工程科学学报 2020年第5期28卷 1212-1223页

作者：包恩和赵亚涛虞爱平广西新能源与建筑节能重点实验室广西桂林541004 贵州省岩土力学与工程安全重点实验室贵州贵阳550025

针对节点域强度变化对H型钢柱梁节点力学性能影响的不明确性,本文以节点域强度为主要研究参量,制作5组H型钢柱梁节点试件,通过加载试验和有限元分析,研究不同节点域强度试件(模型)的承载力、刚度、变形、应变及变形贡献率等性能.结果表... 详细信息

针对节点域强度变化对H型钢柱梁节点力学性能影响的不明确性,本文以节点域强度为主要研究参量,制作5组H型钢柱梁节点试件,通过加载试验和有限元分析,研究不同节点域强度试件(模型)的承载力、刚度、变形、应变及变形贡献率等性能.结果表明:随着节点域强度提升,试件的最大承载力和初始刚度增大,但是变形能力下降;Rpb<0.8时,试件变形主要集中在节点域;而节点域强度最高的试件,其梁变形最大,梁翼缘和腹板在过焊孔附近出现应变集中;且随着节点域强度增大,分析模型的梁腹板承担剪力增大,梁翼缘承担剪力减小,但是梁分担的剪力比例增加;当模型处于弹性状态时,梁的变形贡献率比节点域大;而模型塑性变形后,Rpb<0.8的模型中,节点域的变形贡献率更大,其他模型中梁的变形贡献率更大.

关键词：钢结构柱梁节点节点域节点域与梁强度比试件塑性变形变形贡献率

考虑可再生能源消纳的建筑综合能源系统日前经济调度模型

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工程科学与技术 2023年第2期55卷 160-170页

作者：任炬光张力金立唐杨唐侨刘小兵西华大学流体及动力机械教育部重点实验室四川成都610039 西华大学电气与电子信息学院四川成都610039

“双碳”战略目标下,随着以新能源为主体的新型电力系统与分布式智能电网建设的不断推进,具有随机性特点的可再生能源发电大规模并网消纳问题日益凸显。本文面向建筑综合能源系统提出一种日前经济调度模型,旨在利用其多元化负荷需求与... 详细信息

“双碳”战略目标下,随着以新能源为主体的新型电力系统与分布式智能电网建设的不断推进,具有随机性特点的可再生能源发电大规模并网消纳问题日益凸显。本文面向建筑综合能源系统提出一种日前经济调度模型,旨在利用其多元化负荷需求与灵活性调节的特点,在满足用能需求与电网交互的基础上最大程度实现可再生能源的就地消纳。首先,根据建筑能耗特性,通过配置地源热泵等具有高能效比的电制热设备来解耦热电联产“以热定电”的运行模式、并引入含有蓄电池和储热罐的混合储能装置来进一步增强系统调节能力。然后,考虑供需平衡、设备出力、储能运行、联络线交换功率等约束条件,以含有机组启停、弃风弃光损失等费用在内的总运行成本最小为目标函数,建立日前经济调度模型,并调用CPLEX求解该混合整数线性规划问题。最后,根据设置的不同场景,以系统运行成本、能源利用率和可再生能源消纳能力为评价指标进行算例仿真。仿真结果表明:相较于传统的热电分供模式,设置地源热泵和混合储能系统的综合能源系统可以降低约50%的运行成本,能够提高近50%的能源利用率,且可以完全消纳可再生能源,并随着能量转换装置能效比的提升能够进一步的降低运行成本,具有较好的可操作性与社会经济效益。

关键词：建筑综合能源系统可再生能源消纳地源热泵混合储能

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高层建筑自然通风对内部竖向压差分布的影响

建筑科学 2019年第2期35卷 74-77,101页

作者：李炎锋冯姗潘文宇赵梦李俊梅北京工业大学绿色建筑与节能技术北京市重点实验室北京100124

为了研究应用窗式通风器进行高层建筑自然通风时建筑内部的竖向压差分布,对一栋高层办公建筑窗式通风器开启和关闭的工况进行了垂直热压分布实地测量。研究发现:大楼开启窗式通风器进行自然通风后,在"烟囱效应"影响最大的首层位置,开启... 详细信息

为了研究应用窗式通风器进行高层建筑自然通风时建筑内部的竖向压差分布,对一栋高层办公建筑窗式通风器开启和关闭的工况进行了垂直热压分布实地测量。研究发现:大楼开启窗式通风器进行自然通风后,在"烟囱效应"影响最大的首层位置,开启自然通风后,热压绝对值增大,对电梯门开启影响加大;而在"烟囱效应"影响仅次于首层的地下车库位置,热压值减小,"烟囱效应"得到缓解,开启自然通风未对高层部分的压差分布起到较大影响。研究结果能为高层建筑利用自然通风进行节能过程中如何缓解"烟囱效应"以保证首层电梯安全提供参考。

关键词：高层建筑烟囱效应自然通风

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行道树风致响应的风洞试验研究

自然灾害学报 2019年第3期28卷 44-53页

作者：何定颖李正农湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室

本文主要研究树木在一定风速下的树木变形及受力状况。使用photoshop软件算出树木的迎风面积和疏透度,得到了树木迎风面积和疏透度分别与风速的关系。结果表明在风速增加时模型树在四个风向角下其迎风面积都呈减小趋势,但其疏透度呈增... 详细信息

本文主要研究树木在一定风速下的树木变形及受力状况。使用photoshop软件算出树木的迎风面积和疏透度,得到了树木迎风面积和疏透度分别与风速的关系。结果表明在风速增加时模型树在四个风向角下其迎风面积都呈减小趋势,但其疏透度呈增加态势。运用六分力天平测力技术测得树木在一定风速下阻力,得出模型树阻力是随着风速的增加而呈幂函数关系增加的。同时探讨了模型树在特定风速下的阻力系数的变化情况,结果表明模型树在迎面面积减小、疏透度增加的情况下其阻力系数随着风速增加而呈幂函数下降。这说明树木的流线缩减效应减小了风荷载的进一步增加,进而利用本身的柔韧性保护自身安全,促使其自身在高风速下受到的阻力相对减小。

关键词：风洞试验简化模型流缩效应疏透度迎风面积

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住宅多区域动态自然通风换气量的仿真研究

清华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：简毅文盖鑫樊春苗刘书伟北京工业大学建筑工程学院绿色建筑环境与节能技术北京市重点实验室

建立高效准确的自然通风换气量的仿真计算方法是开展住宅自然通风研究的关键。然而,住宅的自然通风呈现强随机性、高动态性和多区域性的特点,增加了获取住宅自然通风换气状况的难度。该文建立了一种住宅多区域动态自然通风换气量的仿真... 详细信息

建立高效准确的自然通风换气量的仿真计算方法是开展住宅自然通风研究的关键。然而,住宅的自然通风呈现强随机性、高动态性和多区域性的特点,增加了获取住宅自然通风换气状况的难度。该文建立了一种住宅多区域动态自然通风换气量的仿真计算方法,以人体释放CO2作为示踪气体,基于各态遍历的思路和空气质量守恒原则,建立多区域空气流动模型,对每个区域的CO2瞬态质量守恒方程实施Kalman滤波法,进而判断获取各时刻的空气流动模型和自然通风换气量。通过在可控风量和气流方向的实验环境中的实测分析,验证了该方法对住宅中多区域动态通风换气量预测的可靠性;针对实际住宅计算了多区域动态自然通风换气量,评价了该方法在工程实际中的适用性。该研究将有助于住宅室内环境的准确预测和室内环境健康状况的合理评价。

关键词：住宅自然通风多区域动态 Kalman滤波

高层办公建筑自然通风方案效果测试及优化分析

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建筑科学 2017年第2期33卷 59-64页

作者：李炎锋潘文宇赵梦李俊梅北京工业大学绿色建筑环境与节能技术北京市重点实验室北京100124

采用现场测试与数值模拟相结合的方法对北京地区某栋具有中间竖井的开放式高层办公建筑的自然通风效果进行了研究。研究结果表明:楼层的不同以及风向的变化导致高层建筑各层产生较大差别的自然通风效果;在同一楼层相邻房间加装幕墙通风... 详细信息

采用现场测试与数值模拟相结合的方法对北京地区某栋具有中间竖井的开放式高层办公建筑的自然通风效果进行了研究。研究结果表明:楼层的不同以及风向的变化导致高层建筑各层产生较大差别的自然通风效果;在同一楼层相邻房间加装幕墙通风器可在一定程度上优化自然通风效果。

关键词：高层建筑自然通风幕墙通风器数值模拟

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新型BIPVT超低能耗建筑节能特性研究

建筑科学 2021年第10期37卷 103-109,137页

作者：任海波全贞花王林成王兆萌赵耀华北京工业大学绿色建筑环境与节能技术北京市重点实验室北京100124

将微热管阵列应用于建筑一体化光伏光热(BIPVT)组件,设计了多能互补耦合热泵供能系统,实现了太阳能与空气能高效互补利用,并搭建了新型BIPVT超低能耗建筑。同时建立了BIPVT建筑的仿真模型,并将其与BIPV幕墙建筑和普通参考建筑的产能与... 详细信息

将微热管阵列应用于建筑一体化光伏光热(BIPVT)组件,设计了多能互补耦合热泵供能系统,实现了太阳能与空气能高效互补利用,并搭建了新型BIPVT超低能耗建筑。同时建立了BIPVT建筑的仿真模型,并将其与BIPV幕墙建筑和普通参考建筑的产能与用能进行模拟与对比分析。结果表明,新型BIPVT建筑全年累计空调负荷为3033 k W·h,相对于BIPV幕墙,建筑负荷降低了32.9%。相对于参考建筑,负荷增加了8.6%。新型BIPVT建筑能耗综合值为113.5 k W·h/(m^(2)·a),相对于BIPV幕墙和普通墙体围护结构,新型BIPVT建筑综合节能率分别为38.5%和62.2%。本研究为超低能耗建筑的应用提供了新的技术方法与理论依据。

关键词：光伏光热建筑一体化(BIPVT) 仿真模型能耗分析超低能耗建筑多能互补

固体蓄热砖孔道结构参数对蓄/释热性能的影响

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北京工业大学学报 2022年第5期48卷 543-551页

作者：毕月虹吴娟鲁一涵北京工业大学城建学部北京100124 绿色建筑环境与节能技术北京市重点实验室北京100124

电加热固体储能供热装置通过将低谷电转化为热能,可以实现电力调峰,对减少环境污染、提高能源利用率具有十分重要的意义.结合工程实际中的蓄热砖结构,基于流固耦合换热原理,对不同孔道结构固体蓄热单元的蓄/释热过程进行仿真研究,分析... 详细信息

电加热固体储能供热装置通过将低谷电转化为热能,可以实现电力调峰,对减少环境污染、提高能源利用率具有十分重要的意义.结合工程实际中的蓄热砖结构,基于流固耦合换热原理,对不同孔道结构固体蓄热单元的蓄/释热过程进行仿真研究,分析和比较了蓄热砖孔道结构和进口空气流速等参数对蓄热单元蓄/释热性能的影响.模拟结果发现:与不加矩形孔道的蓄热单元相比,在蓄热阶段,添加矩形孔道的蓄热单元的平均温度和温升速率降低,与空气的换热量增加.在释热阶段,添加矩形孔道的蓄热单元的温降速率增加,与空气的换热量增加,热量释放更充分;在蓄/释热过程中,随着矩形孔道宽高比增加,蓄热单元的温度分布更加均匀;在释热过程中,进口空气流速和矩形孔道宽高比越小,释热速度越慢,所需释热时间越长.当进口空气流速为1.5 m/s时,模型1释热33.5 h,模型4释热18.2 h.

关键词：固体蓄热单元数值模拟蓄/放热性能孔道结构温度分布空气流速