某快铁地下车站集中供冷站冷水输配方案优选探讨

运用基本传热原理建立了系统模型和传热模型,进行了传热理论计算,分析了采用不同厚度绝热层的管道流体温升及冷量损失.运用经济技术方法分析了输配系统初投资和运行管理费用.对比了采用分用二级水泵、合用二级水泵两种方案的优劣.结果表明,合泵方案较分泵方案在初投资和运行费用上均有优势.     

氟利昂制冷系统的冷剂配管

一个制冷系统能否充分发挥它的设计容量并安全可靠地连续运行,冷剂管道的正确设计与施工是一个很重要的因素。但是实际上,这一方面却往往最易为人们所忽视。管道的设计和安装,是指管径的确定、管道的安装走向、坡向、管道附件安装等。氟利昂制冷系统管道设计应考虑的因素为:防止发生湿冲程;润滑油的循环及冷剂管路的设计;管路压力损失及管径的选择。一、防止发生湿冲程液态冷剂或大量润滑油进入压缩机,可能会引起湿冲程导致严重事故。正确设计与     

大型供冷/热管网优化设计方法研究

提出了一种大型供冷/热管网的优化设计方法,该方法以管网年折算费用最小为目标,建立了年折算费用与管径的单变量非线性函数关系,采用微分法分段求出各管段的优化管径。结合案例,分别采用假定流速法和优化设计方法进行水力计算,结果表明:采用优化设计方法比传统设计方法管径有所放大,但水泵运行能耗降低39.5%,冷/热量损失减少11.2%,管网的年折算费用节省10.1%,具有显著的经济效益。     

基于夹点分析的大型公共建筑热需求和热回收系统综合与优化设计

本文针对大型公共建筑用热温位要求多、运行工况多的特点,提出了一种多工况建筑用能系统综合与设计的方法,以提高系统的能量利用效率.首先,通过对用能温度品位高低进行分类,将各温位的热需求和废(余)热(如空调冷凝热等)以冷、热物流的形式组成了能量回收再利用网络.根据组成该网络的各冷、热物流的时间特性,对整个运行时间分段离散化,将问题转化为确定性的多周期优化问题.而后,以年度总费用(包括投资折旧费用和运行费用)最小为目标,建立了建筑物用能及回收系统综合与设计多周期优化的模型,并采用基于夹点分析的方法进行了求解.最后,应用本文提出的综合与优化方法,对某酒店建筑进行了系统综合与优化设计,得到了最优设计方案以及各周期的换热匹配方案,与未考虑系统综合和优化设计的结果相比,可节约10.7%的年度总费用,表明本文提出的方法在建筑能量系统应用中具有一定的实用性和有效性.     

考虑资金时间价值的泵站出水管经济管径计算

在管道流量已确定的前提下,管径的选取对供水工程投资和运行动力费有很大影响.对于泵站有压出水管道,当选用的管径增大时,管道流速减小,水头损失减小,相应的水泵提水所需的能耗降低,能耗费用减少,但是管材造价却增大.当选用管径减小时,管道流速增大,水头损失相应增大,能耗随之增高,能耗费用也增大,但管材造价却可降低.本文选取不同的泵站出水管管径,综合考虑能耗和管材造价,考虑资金的时间价值,按泵站系统的总费用现值确定管道的经济管径.     

某商场空调水系统节能设计与优化分析

本文通过某大楼空调水系统节能设计与优化,分析对比经验值估算管道内径、计算管路阻力和选配系统循环水泵的流量和扬程的缺陷。针对空调水系统设计中常用的多台相同水泵并联运行时水泵负荷调节性差的弊端,提出了附加小泵的节能优化措施并分析对比了两种方案的运行特点和能耗状况。     

供热输配系统配管阻力分析与系统优化研究

针对供暖输配管系统优化问题,应用湍流k-ε模型,通过数值模拟方法研究了直管、渐扩管及5种不同夹角三通管道的内部流动特性,分析了不同类型管路各位置壁面剪切应力与壁面剪切应力降低率。结果表明,通过在水泵和锅炉的进出口处安装渐扩管及在水泵进出口管道与供热系统总管连接处设置斜三通配管等方式优化输配系统阻力,可进一步降低系统电耗,提高能源利用率。     

空调冷水泵运行工况分析

以两种常见的空调冷水一、二次泵系统为例,分析了水泵运行工况,提出了可能运行区、工作点及工作区的概念;认为不能仅依靠特性曲线分析水泵运行情况,在末端变流量系统中应考虑自控系统对末端侧管路系统的影响,以及冷水机组与水泵联锁运行对冷源侧管路的影响;建议完善水泵设置和自控系统,以保证水泵在工作点或工作区正常运行,采取压差、限流等流量控制措施使设备与系统稳定、节能运行.     

基于耗散理论的螺旋板式换热器多目标优化设计

在理论的基础上,分析了螺旋板式换热器运行过程中,传热和压降引起的耗散数与冷流体出口温度和冷、热流体的流速的关系。利用多目标遗传算法,以传热和压降引起的耗散数最小为目标,对流体出口温度和冷、热流体的流速的组合进行了优化。给出了优化实例,根据优化解对优化效果进行了评价,指出采用优化解对换热器进行设计,可以减少流体流动的压降减少水泵用能,而且可以减少传热单元数、降低设备的投资和运行费用,提高换热器的经济性。     

基于的热泵与水泵联合优化运行仿真及操作软件

研究热泵空调系统在全年变负荷运行下,为了减少热泵系统运行的有效能损失,提高能量利用的完善度,在满足系统供冷、供热的可靠运行条件下,以系统总损失(热泵机组和水泵损失)最小为目标函数,即minE=Epc+Epe+Ecom+Ec+Ee+Elip(E表示水源系统总的损失;Epc表示冷凝器侧水泵的损失;Epe表示蒸发器侧水泵的损失;Ecom表示压缩机的损失;Ec表示冷凝器的损失;Ee表示蒸发器的损失;Elip表示节流结构的损失),并从系统结构设计及主要功能、仿真模型的建立、建立开放型数据库、系统优化运行仿真可视化等方面,介绍在微机上基于可视化的热泵系统优化运行仿真系统的研究成果。通过一个实例详细地介绍了整个优化过程,并将优化结果以图文并茂的形式显示出来,可为空调系统优化设计、运行提供参考,为热泵系统在微机上实现在线优化控制策略奠定了基础。     

采用旁通阀定压差控制的冷水泵功耗特性试验研究

对采用旁通阀定压差控制的某办公楼变流量空调冷水泵功耗进行了研究。首先建立了一次泵的功耗模型,计算了旁通阀压差设定值对变速冷水泵瞬时功耗和全年功耗的影响,并与实验数据进行了对比。结果表明,旁通阀的定压差平衡状态存在一个上限流量,其值随压差设定值单调增加,同时其工作压力可划分3个特性区:欠压区、定压区和超压区;旁通阀的压差设定值对变速冷水泵的运行有显著影响,当旁通阀压差设定值取最远端用户的供回水压差时,变速冷水泵的功耗最小。     

城市地下综合管廊定价模型及实证研究

在分析我国已建成的部分城市地下综合管廊没有充分发挥预期效果的原因的基础上,为了吸引投资和促进综合管廊的发展,笔者首先针对已有定价模型的不足,根据“谁受益,谁付费”的原则,通过专家调查和文献分析,确定了管线横截面积、管线年度经营收益、节约的管线建设成本、节约的管线维护成本和管理难度5个分摊因素。进而根据入廊费和年运营维护费确定各因素的重要程度,区分入廊费用分摊因子和年运营维护费用分摊因子,构建了一个更公平合理的定价模型。最后通过实证分析,得出各入廊管线单位负担费用均低于传统直埋方式产生费用的结论,且费用分摊更为合理,说明模型的实用性较强,对我国城市地下综合管廊的建设和发展有一定的参考价值。     

WaterCAD软件在供水系统管网平差中的应用

WaterCAD软件可对供水管网系统进行静态与动态模拟分析和设计,能够快速、便捷地为用户产生各种图表、曲线和报告。利用WaterCAD软件对寿光市城区供水管网进行平差计算,以不同颜色表示节点压力、节点流量、管段管径、管长、流速、流量等各项信息,使供水管网系统化、图形化和直观化。采用此软件,可以保障供水系统的安全,提高供水系统的自动化水平。     

充水高密度聚乙烯波纹管爆破振动动力响应特性

为研究爆破振动作用影响下高密度聚乙烯(high-density polyethylene,HDPE)波纹管的动力响应特征,通过现场预埋HDPE管道的爆破试验,对不同爆破距离条件下的HDPE波纹管的振动特性进行分析。结合LSDYNA有限元数值模型分析方法,建立试验的数值模型以及充水状态管道的数值模型,研究了充水状态HDPE管道在爆破振动作用下的动力响应,并结合规范给出参考的安全判据。研究表明,爆破振动作用下,充水管道的振速值略小于无水管道的振速值,管道内的水能一定程度上降低爆破振动对管道的影响;管道各截面处迎爆侧的振动速度和von-Mises有效应力均大于管道背爆侧,管道底部附近的动力响应值较大,且管道峰值有效应力与管道峰值振动速度之间具有线性函数关系;不同埋深情况下,管道振速与地表振速之间存在函数关系,结合规范中管道最大允许工作压力以及管道应力与振动速度的函数关系,得到该场地条件下不同管道埋深的 HDPE波纹管(充水)的地表爆破控制振速,为工程实际提供指导。     

异程布置的冷冻水系统管网水力特性计算方法

大型中央空调冷冻水系统管网水力特性精确计算是研究其优化设计和运行的必要条件,简化模型因计算误差大而无法应用于大型管网拓扑结构的水力计算。以异程布置的冷冻水系统为研究对象,在充分考虑末端支路温度调节阀调节特性的基础上,建立了管网水力特性精确数学模型,提出了虚拟流量的计算机逻辑算法。以10个AHU支路的异程式管网为仿真计算对象,计算该管网最小供回水压差以及不同供回水压差条件下的各支路温度调节阀开度和实际流量,计算结果符合异程式管网存在较大压力不平衡的固有特性。该计算方法能够确保计算收敛,实现了利用一个逻辑程序计算管网各种水力特性,为异程式管网水力特性研究提供了参考价值。     

热力管道及保温层同步设计的费用效益法

从收益的角度出发，提出了热力管道及其保温层进行同步Yong经济设计的思想，得到了热力管道及其保温层的年净收益方程，分析了热力管道管径和保温层厚度等因素对年净收益的影响；从热力管道及其保温层的年净收益角度出发，得到了最佳管径和最佳保温层厚度的计算式，讨论了经济环境对最佳管径、最佳保温层厚度和年净收益的影响，与传统的设计方法进行了比较，     

Blast-induced dynamic response on the interface of a multilayered pipeline

This study presents an analytical vibration propagation model on a multilayered pipeline based on a full-scale field test and numerical studies. The derived analytical expressions are evaluated through comparison against 3D dynamic numerical analyses and field measurements in three-layered pipelines. In this study, the blasting test results from two sites are used for equation verification. When a wave propagates in a multilayered medium, its physical characteristics, such as velocity or pressure, change depending on the properties of the medium. Therefore, when an external wave passes through each stratum of a multilayered pipeline, the magnitude of pressure or velocity shows lower level than before. To obtain the wave pressure reduction model, the interface pressure should be defined in advance so that the stress distribution at the contact surface, derived from the Lame's equation of a thick-walled cylinder, can be estimated. Using the results of experimental and analytical approaches, the obtained maximum vibration velocity of steel (inner) pipe and high density polyethylene (outer) pipe is almost the same. The distributed and reduced pressure exhibits a lower pressure state and time-delayed wave propagation when passing through thick and loose filler.     

Subatmospheric pressure in a water draining pipeline with an air pocket

An air pocket’s behaviour inside of a pipeline during transient conditions is of great importance due to its effect on the safety of the hydraulic system and the complexity of modeling its behaviour. The emptying process from water pipelines needs more assessment because the generation of troughs of subatmospheric pressure may lead to serious damage. This research studies the air pocket parameters during an emptying process from a water pipeline. A well-equipped experimental facility was used to measure the pressure and the velocity change throughout the water emptying for different air pocket sizes and valve opening times. The phenomenon was simulated using a one-dimensional (1D) developed model based on the rigid formulation with a non-variable friction factor and a constant pipe diameter. The mathematical model shows good ability in predicting the trough of subatmospheric pressure value as the most important parameter which can affect the safety of hydraulic systems.     

城市供水管道泄漏的COMSOL流体仿真分析

为了掌握城市供水管道的泄漏特点,运用COMSOL Multiphysics软件,对不同泄漏孔径(2 mm、4 mm、6 mm)的管道进行流体动力学模拟,用以分析泄漏管道及泄漏口处的压力和流量变化规律。采用k-ε两方程湍流模型建立稳态模型,所得仿真结果表明:随着泄漏孔径的增大,其泄漏速度也逐渐增大,且泄漏孔总体由内向外速度递增,在泄漏孔出口处的流体速度达到最大值;随着泄漏孔径的增大其泄漏入口处的压力逐渐减小,泄漏出口处压力增大,泄漏孔内压力沿着轴线方向逐渐减小;泄漏使管内在压力变化不显著,但是泄漏口附近压力梯度变化明显。通过以上分析可为管道泄漏检测研究提供理论依据。     

Optimal control strategies of eight parallel heat pumps using Gaussian process emulator

This study describes the development of the optimal control strategies of eight parallel heat pumps in an existing building. The building consists of seven floors above ground and two floors underground with a total floor area of 22,440?m². The chilled water generated by each of the eight parallel heat pumps runs through a common primary pipe to multiple air-handling units in the building. Because only one flowmeter and two thermometers (entering and exiting) are installed in the primary pipe, the heat removal rate and efficiency of each heat pump are unknown. The existing control of the heat pumps is as follows: if the chilled water return temperature in the primary pipe becomes greater than a predetermined temperature, the controller increases the number of operating heat pumps. The heat removal rate and efficiency of each heat pump were first identified using a Gaussian process (GP) machine-learning algorithm to develop the optimal control strategy of the eight heat pumps. Two GP models, one for estimating the heat removal rate and the other for estimating the coefficient of performance (COP), were developed based on the measured data for 27 days in July at the sampling time of 15?min. After developing the GP models, the authors applied a COP-based sequencing control strategy to the eight parallel heat pumps. The new optimal control strategy is to switch on the heat pumps in order from highest to lowest COP. Compared with the existing control logic, the new optimal control can reduce energy consumption by 20.9%.