基于?分析的地源热泵-辐射吊顶空调系统的多目标优化

针对目前空调系统运行过程中存在的效率低下,且各个子系统运行参数相互耦合、相互制约的问题,本文基于?分析方法提出一种地源热泵-辐射吊顶空调系统多目标优化方法,以提高系统的运行效率。以沈阳某办公建筑的空调系统为研究对象,将空调系统划分为地埋管换热器、热泵机组和辐射末端3个子系统,基于?平衡方程建立了各子系统的数学模型,以它们的?损最小为优化目标,采用多目标遗传算法(Multiobjective Genetic Algorithm,MOGA)对3台热泵机组的逐时负荷分配率进行优化。结果表明:与热泵机组原有的负荷分配方式相比,采用优化后的逐时负荷分配率可以有效减小部分子系统以及整个系统的?损,典型日全天空调系统总?损和热泵机组总能耗分别减少了44. 83 k W·h和26. 5 k W·h,节能率高达9. 9%。     

天津地区某高层办公楼能耗模拟与节能潜力分析

建筑能耗中供暖空调能耗所占比例约为55%,是实现建筑节能的关键。采用DeST-c模拟了天津地区某新建高层(20层)办公楼能耗,将模拟结果与传统负荷计算结果进行了对比,同时分析了空调系统的风系统和水系统分别采用排风热回收和变流量技术后的节能潜力。对比分析表明与传统负荷计算方法相比,能耗模拟软件计算的全年累计冷热负荷值分别减少43.0%和31.0%,全年累计冷热负荷指标仅为传统负荷计算值的21.0%和26.0%。风系统采用排风热回收技术后,冷水机组总容量从1 800 kW降到为1 500 kW,全年制冷能耗节省5.3万kW·h;水系统采用变流量水系统技术后,理论上每年节省2.5万kW·h能耗。采用排风热回收和变流量两项节能措施后,空调系统总能耗降低约8%,节能效果明显。     

多台冷水机组负荷分配优化策略仿真研究

以广州某商场冷水机组系统为研究对象,根据机组全年运行数据,采用最小二乘法对机组能效模型的参数进行辨识,建立了各台冷水机组运行能效模型,并根据空调系统全年冷负荷分布特性,以冷水机组总能耗最小为目标,探讨了基于遗传算法的多台冷水机组负荷优化分配策略。对该商场夏季和过渡季节多台冷水机组优化运行策略进行了仿真实验,结果表明:与原有运行方式相比,夏季负荷率为50%~75%时,冷水机组优化运行后的能耗比原运行方式降低25.75%;过渡季节负荷率为25%~50%时,冷水机组优化运行后的能耗比原运行方式降低5.35%。     

上海地铁某基地风冷热泵空调系统能耗分析

对上海地铁某基地综合楼风冷热泵空调系统作能耗调研。调查结果显示制冷季空调能耗约占全年能耗的48%～57%,供热季的能耗约占全年能耗的33%～44%,过渡季能耗约占全年能耗的7%～11%。综合楼空调能耗远高于上海市同类建筑平均水平。造成综合楼空调能耗巨大的原因主要有四点,分别是空调使用时间不合理、空调机组选型搭配不合理、房间功能属性变化大、水泵工作点不理想。运行阶段综合楼空调最大负荷仅为设计负荷的72%,单台机组全年运行负荷保持在35%～82%。为降低综合楼空调能耗,对原有空调系统提出节能改造建议。通过计算发现采用多联机系统,单位面积建筑空调年耗电量为40. 85 kW·h/(m2·a),相比2018年降低44%,且低于上海市综合建筑平均空调耗电水平。     

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。     

传统冷热源空调系统在学校食堂中的应用

本文从学校食堂节能的角度出发,明确提出了学校食堂的空调系统设计应从冷负荷计算、系统冷热源设计、食堂空调设计等几方面入手。并指出明确食堂空调冷负荷,减少系统投资,减少空调机组全新风工况的运行时间是食堂空调系统节能优化的有效办法。本设计采用冷水机组加市政热网系统,该系统可以减少建筑能耗,对空调系统节能有一定的优化作用。适用于学校食堂空调节能优化设计以及与此相关的食堂空调节能优化设计。     

多台冷水机组的负荷最优化分配策略

本文针对多台冷水机组并联运行的空调系统,首先建立了最优负荷分配策略的数学模型。其次,由于机组部分负荷性能曲线的非线性、非凸性,采用动态规划算法给出了负荷分配的求解方法,并以2台冷水机组并联运行为例,阐述了具体的应用方法。计算结果表明,采用动态规划算法可实现实时负荷优化分配,减少系统的能耗,且计算简单,容易编程。     

集中式空调系统提前关机调度技术的节能分析

针对集中式空调系统提前关机调度技术存在节能效果不明确和外界气象参数或冷冻水剩余冷量变化时关机时间设定不准确的问题,结合工程实际和已有研究提出一种基于冷负荷预测和冷冻水温升过程热传导模型的节能分析方法,以东莞某办公建筑为研究对象,建立了空调系统冷负荷预测模型和冷冻水温升过程的热传导模型,对提前关机调度技术进行了节能分析,优化了关机时间,并进行了实验验证。研究结果表明:采用提前关机调度技术,根据季节及冷冻水温度确定关机时间,制冷季和过渡季空调系统日能耗与常规运行相比可分别降低90～140 kW·h、80～140 kW·h;该节能分析方法能有效得出提前关机调度技术的节能效果并优化关机时间。     

地源热泵用于高层建筑集中供热水的运行特性

自主设计了地源热泵热水/空调冷热联供系统和单纯的地源热泵供热水系统,并将其应用于高层建筑中.运用单因素方法,研究循环介质流量等对热泵系统运行特性的影响,确定最佳流量,并通过测试计算系统的能耗.结果表明,在地源热泵热水/空调冷热联供系统中,采用地源制热水时的机组能效比和系统能效比分别为4.7和4.2,冷热联供时的机组综合能效比和系统综合能效比分别为8.63和6.39;系统全年制热水耗电量为6.35 kW·h/m3,与电锅炉加热方式和太阳能+电辅助加热方式相比,可分别节省82.2％和46.7％的电量.在单纯的地源热泵供热水系统中,机组能效比和系统能效比分别为4.8和4.3,全年制热水总耗电量为11.13 kW·h/m3,与电锅炉加热方式和太阳能+电辅助加热方式相比,可分别节省74.69％和24％的电量.由此说明,地源热泵集中供热水系统应用于高层建筑的节能效果显著.     

广州某大型商场空调系统节能改造

分析了商场类建筑空调系统的能耗特点,针对广州某大型商场空调系统运行过程中存在的问题,提出了包含多种空调节能技术的综合性空调系统节能改造方案。现场实测数据显示,实施节能改造后,空调系统月平均节能率达28.4%,每年可减少电耗150万kW·h,取得了较好的节能效果和经济效益。     

上海某既有建筑节能改造

主要介绍了某既有建筑的外围护结构、空调冷源、公共区域照明系统、电梯系统的节能改造内容。采用该建筑的能耗综合管理系统对改造前后数据进行比较分析,改造后总能耗节能率约为7.5%,年节约电力约11.2万kW·h;进线1号、2号分别降低了负载约200 kW和100 kW;后续运行过程也暴露出对运行管理人员培训不充分的问题,比如在低空调负荷状态下,按照原有运行模式时,导致冷水机组冷却水低温报警,无法正常开启,经过后续培训,上述问题都得到了很好的解决。     

新风比对改进型地下水源热泵制热特性的影响

针对增大新风比会引起空调系统能耗增加的问题,设置了新风预热器的地下水源热泵空调系统,以实现地下水热能梯级利用。在建立热力学数学模型的基础上,分析新风比对新型和传统地下水源热泵机组所承担热负荷、制热性能因数和能耗的影响。研究结果表明:与传统地下水源热泵机组相比,新型地下水源热泵机组节能效果明显。当新风比从10%增加至50%时,新型地下水源热泵机组节省能耗从17.4%上升至32.2%。该新型地下水源热泵空调系统适合作为人员密度高的大型公共建筑中央空调系统。     

武汉某地铁站通风空调控制系统升级节能改造分析

针对武汉某地铁标准站的通风空调系统自动调节能力差、室内环境偏离设计值、系统能效低等问题,提出了基于智能按需供应策略的通风空调控制系统升级节能改造方案。改造后的系统可以根据空调负荷对风机、水泵运行频率和水阀开度等进行自动调节与系统优化控制。同时,一体化集中管理平台能根据系统历史运行数据和实时数据对系统的运行状态点进行大数据挖掘,实现节能优化。能效测评结果表明:在室外气象条件基本相同的情况下,相比于既有运行模式,在过渡季采用节能运行模式,系统1周节能6 248 kW·h,节能率为37.1%;制冷季采用节能运行模式,1周节能6 651 kW·h,节能率为31.5%。     

江水源热泵系统在清远市五星酒店中应用

通过江水源热泵系统在华南地区的应用案例,分析了度假型酒店冷热负荷特性及水源热泵机组能效的修正;介绍了地表水取水方式、水源热泵机组的系统设计及控制方式,并深入对比分析了全年运行能耗。结果表明,本项目江水源热泵系统比传统常规空调系统(冷却塔散热)节能约24.5%,具有较大的能源及减排效益,值得在符合政策法规和技术条件的前提下推荐使用。     

夏热冬冷地区游泳馆除湿热泵空调系统节能性对比分析

室内游泳馆具有高温高湿的特点。因此必须对游泳馆内空气温度、相对湿度及池水温度等因素进行高精度控制,以及时除去余热余湿,维持建筑物整体正常运行。目前室内游泳馆一般采用常规空调系统或者泳池专用除湿热泵空调系统。以上海市某室内游泳馆作为夏热冬冷地区游泳馆代表,选取冬季和夏季典型日,对常规空调系统与泳池专用除湿热泵空调系统进行节能性对比分析,结果表明在同样的负荷条件下,采用泳池专用除湿热泵空调系统的运行能耗均要低于常规空调系统,冬季泳池专用除湿热泵空调系统比常规空调系统节能约22.9%,在夏季节能23.3%左右,可见泳池专用除湿热泵空调系统的节能效果显著。     

基于遗传算法的空调机组风量水量最优组合优化研究

针对中央空调系统末端空调机组变风量运行方式下,送风风量、冷冻水流量难以根据工况变化进行动态优化的问题,提出了基于遗传算法的空调机组风量水量最优组合优化计算方法,该方法在制冷量和送风温度满足的前提条件下以风机能耗和冷冻水泵能耗总和最小为目标,并采用罚函数法将受表冷器供冷量约束的参数优化问题转化为无约束问题进行求解,简化了优化过程。本文还搭建了小型中央空调系统实验平台,对该优化方法进行了验证。结果表明,测试日内基于参数优化的风机能耗和冷冻水泵能耗总和比定风量运行方式下降了13.38%,比常规变风量运行方式下降了5.02%,具有良好的节能效果,该方法可为中央空调系统空调机组变风量变水量节能运行优化提供有效参考。     

大型焓差实验室利用高温热泵回收冷凝热工程实例分析

传统的大型焓差实验室空调系统不能有效回收制冷机组的冷凝热,大量的热量被直接排放到空气中;另外,电加热功率很大,造成实验室运行能耗较高。通过对300kW大型焓差实验室冷热源使用情况的分析,提出利用高温热泵回收冷凝热,以减小电加热功率。结合实验测试数据对该方案的节能效果进行了分析,结果表明,大型焓差实验室空调系统冷热源采用冷水机组+高温热泵+辅助电加热系统与传统冷水机组+电加热系统相比,配电容量减少约246.8kW,全年运行费用节省约22.36万元;额定工况下,减少冷却塔流量约41.0m~3/h,全年碳排放量减少约67.9t。     

开式地表水源热泵动态取水温度限值

对于开式地表水源热泵,取水能耗是决定系统节能性的关键因素。在水源热泵机组能耗模型、取水能耗模型等的基础上建立了开式地表水水源热泵系统的能效耦合模型。基于节能率及水泵能耗的规律特点计算得到了不同的冷却塔出水温度下,不同水泵扬程下的动态取水温度限值,建立了开式地表水水源热泵动态取水温度限值的计算方法。并计算得到不同工况条件下的地表水源热泵系统相对传统空调的节能率。     

新型BIPVT超低能耗建筑节能特性研究

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3 033 kW·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 kW·h/(m2·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.     

浅表层地热能用于新风预处理的节能潜力分析

在建筑空调总负荷中,新风负荷约占30%以上,为了降低新风处理的能耗,本文提出了一种利用浅表层地热能的新风预处理系统,即采用地埋管换热器提取土壤能量,并耦合空气水换热器实现对新风的预冷和预热处理。借助TRNSYS软件,以其在西安地区的应用为例,对其节能潜力进行了探索,结果表明,在合理的设计和运行条件下,利用浅表层地热能的新风预处理系统与传统的采用高品位空调冷热水进行新风处理相比,节能率约59.8%～72.9%,每处理1 m~3/h的新风年节电量约为0.4～0.8 kW·h。