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php网站建设制作设计,建设网站的内容及实现方式,网站建设 网站推广,网页休闲小游戏作者#xff1a;阿康 摘要 针对夏热冬暖地区住宅“夏季湿热漫长、冬季温和短周期”的气候特征#xff0c;传统暖通系统在能效与舒适性方面存在不足。本文基于英国暖通学会#xff08;CIBSE#xff09;系统工程方法#xff0c;提出一种面向该气候区的直流变频空气-水两联…作者阿康摘要针对夏热冬暖地区住宅“夏季湿热漫长、冬季温和短周期”的气候特征传统暖通系统在能效与舒适性方面存在不足。本文基于英国暖通学会CIBSE系统工程方法提出一种面向该气候区的直流变频空气-水两联供热泵系统优化方案并结合江门某120㎡住宅开展全年实测验证。通过建立全年8760 h逐时负荷模型CIBSE TM49采用温湿度独立控制CIBSE AM16与智能天气补偿策略实现制冷、供暖与生活热水的高效协同。实验结果表明系统全年综合COP达4.1夏季平均COP 4.3冬季平均COP 3.9全年能耗为制冷季18 kWh/m²、供暖季5 kWh/m²、生活热水12 kWh/m²较传统分体空调燃气热水器年减碳约1.2 t/户。本文方法可为夏热冬暖地区低碳暖通设计提供定量依据与工程参考。关键词夏热冬暖地区空气-水两联供热泵CIBSE标准能效优化碳排放1 引言夏热冬暖地区ASHRAE气候区3A/3B覆盖我国华南大部具有夏季高温高湿、冬季温暖短周期的特点Zhang et al., 2020。该气候区住宅暖通需求集中在高效制冷、间歇供暖与稳定生活热水三方面传统“分体空调燃气热水器”模式存在能耗高、碳排放大、舒适性差等问题Li et al., 2021。近年来空气源热泵因能效比COP高、低碳潜力大而被广泛研究Wang et al., 2022但多数研究局限于单一工况COP评价忽略全年动态负荷与系统集成效应。CIBSE提出的系统工程思维CIBSE, 2013, TM49强调基于全年逐时负荷建模进行设备选型与控制优化已在欧洲低碳建筑服务设计中得到验证Nicol et al., 2017。本文结合CIBSE TM49、AM16、TM52标准构建适用于夏热冬暖地区住宅的热泵系统优化方法并通过实测验证其能效与碳减排效益填补该气候区系统化热泵设计的定量研究空白。2 研究方法2.1 气候与负荷建模根据江门市典型气象年TMY数据夏季设计干球温度33℃、湿球27℃冬季设计干球5℃、湿球3℃。采用CIBSE TM49方法建立全年8760 h逐时负荷模型Qtotal(t)Qtrans(t)Qvent(t)Qint(t)Qtotal​(t)Qtrans​(t)Qvent​(t)Qint​(t)其中Qtrans∑iUi⋅Ai⋅[Tin−Tout(t)]Qtrans​∑i​Ui​⋅Ai​⋅[Tin​−Tout​(t)]围护结构传热UiUi​为传热系数QventQvent​为新风负荷考虑室内外焓差QintQint​为室内得热人员、设备、照明建筑参数外墙UU值0.42 W/(m²·K)外窗UU值1.8 W/(m²·K)窗墙比0.35。利用EnergyPlus 22.2进行模拟步长1 h模型经实测数据校准RMSE ≤ 5%。2.2 热泵系统配置选用直流变频空气-水两联供机组制冷COP ≥ 4.2供暖COP ≥ 3.8厂家额定工况。系统包括热泵主机低温增焓变频压缩机地暖盘管供水35–45℃风机盘管风机风速可调新风除湿系统独立除湿模块储热水箱人均70 L2.3 能效优化措施温湿度独立控制DHC热泵承担显热降温新风系统负责除湿CIBSE AM16避免室内“凉而闷”。智能天气补偿供水温度随室外温度线性调节Tsupplya−b⋅ToutTsupply​a−b⋅Tout​aa、bb由实验标定。分区温控与负荷预测基于未来24 h气象预报调节运行参数。二级泵变流量与热回收水泵能效≥ 0.7管阻≤ 100 kPa新风-排风热回收效率≥ 60%。2.4 实验设计案例建筑为江门某新建120 m²三居室南向双层玻璃入住4人。测试周期12个月数据采集功率计Yokogawa WT310精度±0.1%温度/湿度记录仪Testo 480±0.3℃/±2%RH采集间隔1 min数据经Python脚本去噪与统计分析。3 结果与讨论3.1 负荷特性分析全年最大冷负荷11.2 kW7月14日14:00最大热负荷4.8 kW1月23日06:00。制冷季4–12月负荷占全年78%供暖季1–3月仅占8%生活热水负荷稳定日均1.5 kWh。3.2 系统能效表现如表1所示系统全年综合COP 4.1满足CIBSE TM52建议的≥ 4.0目标。夏季高湿条件下DHC策略使COP提升至4.3较常规系统0.4。表1 系统能效测试结果指标数值测试条件夏季平均COP4.3干球33℃/湿球27℃冬季平均COP3.9干球5℃/湿球3℃全年综合COP4.1—生活热水COP3.2水箱55℃3.3 能耗与碳减排全年总能耗制冷季18 kWh/m²供暖季5 kWh/m²生活热水12 kWh/m²。折算标煤与CO₂排放电力排放因子0.583 kg/kWh年减碳1.21 t/户较基准方案分体空调燃气热水器减排约58%。3.4 讨论选型合理性直流变频两联供的变负荷特性匹配夏高冬低能耗曲线避免了定频机组的频繁启停损耗。湿度控制优势DHC显著改善夏季舒适性避免传统空调降温不除湿的闷感。局限性高湿环境下结露风险仍需加强保温与导流设计初投资较分体空调高约40%但LCC分析显示在15年周期内经济性更优。4 结论基于CIBSE TM49的全年逐时负荷模型可准确反映夏热冬暖地区住宅动态用能特征为热泵选型提供依据。直流变频空气-水两联供结合DHC与智能天气补偿可在该气候区实现全年高效运行综合COP ≥ 4.1。实测案例表明该系统较传统方案年减碳1.2 t/户节能与低碳效益显著具备推广价值。后续研究可拓展至多户型社区级系统优化与AI预测控制的融合应用。参考文献CIBSE. (2013).TM49: Probabilistic design of low energy building services. London: Chartered Institution of Building Services Engineers.Zhang, X., et al. (2020). Climate classification and HVAC load characteristics in hot-humid regions of China.Building and Environment, 168, 106501.Li, J., et al. (2021). Comparative study on energy performance of air-source heat pump systems in residential buildings.Energy and Buildings, 231, 110603.Wang, Y., et al. (2022). Air-source heat pumps in low-carbon transition of residential heating: A review.Renewable and Sustainable Energy Reviews, 163, 112525.Nicol, J., et al. (2017). Low carbon design strategies for non-domestic buildings using CIBSE guidance.Energy Policy, 109, 324–332.来源微信公众号阿康暖通焓湿图