环境参数与空调行为对住宅空调能耗影响调查分析

通过对北京市一栋住宅楼夏季空调能耗的调查测试,分析了室外气候环境、空调行为模式与住宅空调能耗的关系,以及住宅空调行为节能的效果,得到室外环境参数与全楼耗电量的关系。测试结果表明,室内空调温度对空调能耗的影响较大,空调室温从25℃提高到26℃,空调能耗减少约23%,空调运行期间开启内门可使空调能耗增加1.4倍,因此住宅空调行为节能的潜力很大。     

住宅建筑采暖空调能耗模拟方法的研究

住宅建筑的采暖空调能耗受室内居住人员行为方式的影响,在调查研究基础上,确定了两种反映室内居住人员行为方式的计算模式。在两种不同计算模式下,利用建筑热环境模拟工具DeST对上海地区同一住宅建筑能耗进行模拟,并将模拟结果与调研结果进行比较,分析计算模式对上海地区住宅建筑采暖空调能耗大小的影响,从而获得能正确反映上海地区住宅建筑采暖空调能耗大小的模拟计算方法。此方法可用于上海地区住宅建筑采暖空调的能耗分析与评价,并正确指导住宅建筑的节能设计。     

浙南地区住宅建筑采暖空调能耗模拟分析

在3种不同空调系统运行模式下,利用建筑能耗模拟软件IES-VE对温州地区同一住宅建筑能耗进行动态模拟,分析空调运行模式对温州地区住宅建筑采暖空调能耗大小的影响。结果表明,空调运行模式由连续模式改变为间歇式,采暖能耗降低33.5%,制冷能耗减小53.2%,采暖空调总能耗降低43.5%,引入自然通风可将制冷能耗进一步降低27.6%,采暖空调总能耗降低50.5%。间歇式空调模式下,采暖空调能耗的降低与空调运行时间的减少并非线性关系。     

对住宅空调方式的综合评价分析

我国的住宅空调应走分散式空调还是集中式空调的发展道路?这是目前暖通空调行业争论较大的一个重要问题.本文根据调查研究结果,从运行能耗、生产能耗、资源消耗、经济性、环境影响和舒适性等方面,对住宅分体空调和集中空调进行了综合评价分析,结果表明:分体空调仍然是目前最节能环保、经济实惠、适合中国国情的住宅空调方式,我国住宅空调应坚持走分散式空调的发展道路.     

城镇住宅空调待机能耗调查分析

采用实测方法,对北京市83台住宅空调机的待机功率进行测试,并对住户空调待机行为进行调查,由此计算出北京市和全国城镇住宅空调的待机能耗。结果表明:单台分体空调机待机功率为1.0W～4.6W,平均值为1.67W。节能空调机的平均待机功率高于普通空调机。49.4%的住宅分体空调机在非空调季仍处于通电待机状态。调查对象的空调待机能耗约为夏季空调运行能耗的13%。2010年北京市和全国城镇住宅空调待机能耗分别为0.58亿度和22.5亿度,住宅空调待机行为节能潜力很大。     

窗的传热系数对浙南住宅采暖空调能耗的影响

在三种不同空调运行模式下,利用建筑能耗模拟软件IES-VE对温州地区某住宅建筑能耗进行动态模拟,分析不同空调运行模式下,窗的传热系数对温州地区住宅建筑采暖空调能耗的影响规律。结果表明,窗的传热系数每减小20%,采暖能耗降低6%,且与空调模式相关性不大,但窗的传热系数对夏季空调能耗的影响与空调运行模式密切相关。连续空调模式下,窗的传热系数每降低20%,制冷能耗增加0.4%;间歇式空调模式下,制冷能耗随窗传热系数的增大而减小,窗的传热系数每降低20%,制冷能耗增加1.0%;间歇式空调＋自然通风模式下,窗的传热系数的每降低20%,制冷能耗减小0.5%。     

住宅建筑采暖空调能耗模拟研究

在两种不同计算模式下,利用建筑热环境模拟工具DeST对上海地区同一住宅建筑能耗进行模拟,并将模拟结果与调研结果进行比较,分析计算模式对上海地区住宅建筑采暖空调能耗大小的影响,以获得能正确反映上海地区住宅建筑采暖空调能耗大小的模拟计算方法.     

夏季空调混合运行模式建筑室内热环境和人体热舒适研究

我国民用建筑在夏季多采用空调间歇运行模式.本文对焦作市间歇使用空调的办公与住宅建筑的室内热环境与居民热舒适情况进行了实地调研,通过对比分析发现办公建筑的空调使用率和使用强度均高于住宅建筑,且2类建筑空调使用模式有显著差异.尽管办公建筑操作温度显著低于住宅建筑,但2类建筑有着相近的中性温度(28.0℃和27.6℃)和80％可接受温度上限(29.5℃和29.9℃),这主要是因为空调为使用者提供了大量的适应机会,从环境和心理上缓解了人们的热不适,在此基础上提出夏季空调间歇运行模式建筑室内温度动态设计策略.ASHRAE 55热适应模型更适用于评价间歇使用的分体式空调建筑.以上研究对空调混合运行模式建筑的空调控制策略和室内热舒适评价提供了参考.     

北京市住宅空调开机行为和能耗的实测研究

为了解北京市住宅空调开机行为和能耗的真实状况和特点,2011年夏季通过在每台空调器上单独设置电表采用实测调查法对北京市某住宅小区中69台分体空调器的开机率和能耗状况进行了实测调查分析。结果表明:住户空调能耗的最小值为6kW·h,最大值为596kW·h,平均值为161kW·h,最大值比最小值大了98倍。单台空调器的平均能耗为63kW·h,空调季空调器平均每天的当量满负荷运行时间约为0.61h。单位建筑面积平均空调能耗指标仅为2.0kW·h/m2。空调器最大用户开机率为31.9%,最大日平均用户开机率为13.3%,空调季空调器平均用户开机率仅为6.0%。绝大部分住户自觉采取了空调行为节能措施,空调器为短期间歇运行,因此住宅分体空调方式的平均能耗水平很低,但不同住户的空调能耗差异很大,住户空调行为对空调能耗的影响很大。     

住宅的空调方式

论述了住宅空调冷负荷的特点及空调方式的选择，对各种空调方式进行了投资比较，指出目前住宅的空调方式以家用空调器为主，并对住宅采用集中空调的可行性进行了探讨。     

一次回风空调箱冷却除湿过程计算

分析了舒适性空调系统中由空调箱选型不当引起的空气处理偏离设计状态点的现象。验证了风机盘管表冷器修正公式应用于空调箱的可行性。提出了空调箱特性指标(S0B00.162)的概念,建立了一次回风系统空调箱空气热湿处理过程数学模型,并使用MATLAB软件编程求解模型,在一定设计条件下计算出空调箱的出风参数、供回水温差,并以供回水温差作为空调箱选型的依据。运用模型对两个气候差异较大地区的候车厅空调箱进行选型计算。建立的数学模型及求解方法同时可作为空调箱运行调节的依据。     

香港海港城空气处理设备(AHU)的能耗测试及节能分析

通过对香港海港城空调系统中具有代表性的AHU运行特性的测试，对其运行能耗进行评价分析，并提出节能改进建议。     

卷烟厂变风量空调系统风阀控制方案探讨

空气处理机组风阀控制的传统方法是将新风阀、回风阀、排风阀三者的开度进行开度匹配联动控制。但是在空调系统的实际运行中发现,采用这种控制方法在某些情况下会引起室外新风通过排风阀倒灌进入空调机组中,从而影响室内的空气品质和空调的节能运行。本文研究了这种现象的原因,并提出了一种能避免这种现象的新的风阀控制方法。这种新的风阀控制方法只将回风阀和排风阀进行开度联动控制,在空调运行过程中,新风阀一直处于全开状态。本文最后通过现场实测结果证明了新的风阀控制方法的改进效果。     

Microorganisms and particles in AHU systems: Measurement and analysis

In this study, for better understanding the practical removal effect of air handling unit (AHU) system on airborne microorganisms (including bacteria and fungus) and particles and microbial growth, the samples of microorganisms and particles in 10 air handling unit (AHU) systems including fan coils and indoor air were collected and analyzed in air and component surfaces of such systems in two large public buildings. It is found that the removal efficiency is of the highest for bacteria 73.9% and the lowest for particles (0.5–2 μm) 24.4%. The surface concentration of equipment bacteria is 29 CFU/cm² and fungi 137 CFU/cm². Five of 10 systems have higher fungi concentrations on air intake than that on diffuser. The results also show that the central air supply system with common components (e.g., pre-filter and bag filter) has difficulty to achieve/maintain good performance once microorganisms and particles exist, especially for particle size D ≤ 3.3 μm. The size distribution has large influence on removal efficiency. The microbial growth on surfaces of duct and equipment was noticed and may be transferred into indoor air. This will decrease the indoor air quality and lead to adverse health effect.     

Application of pattern matching method for detecting faults in air handling unit system

This paper presents a hybrid air handling unit (AHU) fault detection strategy based on Principal Component Analysis (PCA) method and Pattern Matching method. The basic idea of the pattern matching method is to locate periods of operation from a historical data set whose operational conditions are similar to the target operating condition. The proposed Pattern Matching-PCA method uses two similarity factors, PCA similarity factors and Distance similarity factors, to characterize the degree of similarity between historical data window and current snapshot data. PCA model is then built using the historical AHU operation dataset that are identified to be similar to current snapshot operation data. The method is validated by operational data of an AHU system in real building. The results show that the sensibility of PCA models is enhanced by preprocessing the training data with the Pattern Matching method.     

A rule-based fault detection method for air handling units

Air handling unit performance assessment rules (APAR) is a fault detection tool that uses a set of expert rules derived from mass and energy balances to detect faults in air handling units (AHUs). Control signals are used to determine the mode of operation of the AHU. A subset of the expert rules which correspond to that mode of operation are then evaluated to determine whether a fault exists. APAR is computationally simple enough that it can be embedded in commercial building automation and control systems and relies only upon the sensor data and control signals that are commonly available in these systems. APAR was tested using data sets collected from a “hardware-in-the-loop” emulator and from several field sites. APAR was also embedded in commercial AHU controllers and tested in the emulator.     

基于主成分分析法的空调系统传感器自动故障诊断

由于各种各样的故障,空调系统在整个建筑生命周期内其性能很少能够达到设计目标。为了改善空调系统的性能,在整个建筑生命周期内对其进行定期或连续检测是很必要的。随着空调系统的日益复杂化和对快速可靠检测的需求,人工检测已远远不能满足要求,这使自动检测成为了必须。目前国际上研究建筑空调系统自动检测的技术很热门,但较少考虑空调系统传感器的准确性。传感器读数准确性是空调系统可靠控制和检测的先决条件。本文提出了一种基于主成分分析法的鲁棒故障诊断策略,该策略可以有效地对空气处理单元中的传感器进行自动检测。结合建筑自动化系统,该诊断策略可以实现空调系统传感器故障的在线检测。     

空调系统节能改造技术措施分析

本文探讨了空调系统节能改造中具有较好投资回报期的措施,包括风机盘管改造与控制、过渡季节空调箱利用新风供冷、空调系统区域控制、冷冻水变水量控制以及制冷主机改造。     

Numerical investigation on the ingress of particulate matter from ambient air into the inlet of a building air handling unit

The transportation of ambient particulate matter (PM) from outdoor air into the inlet of a mechanical building ventilation system is poorly understood. No studies have examined the effect commonly used commercial air handling unit (AHU) inlet designs have upon the migration of PM from the ambient environment into the building ventilation system, and implications of this on energy consumption and indoor air quality (IAQ). Through the numerical analysis of commercial AHU inlets, the differences in concentration of PM in ambient air and that within AHUs were determined, more commonly referred to as Aspiration Efficiency (AE %). A 20–50% difference in particle concentrations between ambient air and the in-AHU concentration was observed between forward and rear-facing AHUs relative to ambient wind direction and speed, and at the maximum ventilation flow rate. Furthermore, a decrease in the ventilation flow rates resulted in a significant reduction in PM concentrations entering the rear-facing AHU. Increasing the Stoke number led to lower AE as a continuous decrease was observed for both rear-facing inlets. The findings of this paper show that AHU inlet design has significant implications on IAQ and building energy consumption, and scope exists to design these inlets to impact both aspects positively.     

北京市夏季住宅用能节能潜力调查及分析

为了全面了解北京市目前住宅建筑用能现状,笔者于2007年9月对北京市180多户住宅的结构、主要耗能设备的使用、生活习惯、室内热湿环境及空气品质和能源使用情况等进行了较为详细的问卷调查,在此基础上分析了各方面的节能潜力,并针对性地提出了相关改进建议,为有关部门制定和调整能源政策提供依据。结果显示,目前北京市住宅建筑耗能存在增长趋势,节能潜力较大,主要和节能措施实施力度以及住户节能意识和行为模式有关。