建筑环境设计模拟分析软件DeST 第9讲冷热源与水系统模拟分析上
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区域供冷系统冷却水管路的水力仿真分析区域供冷系统冷却水管路的水力仿真分析冷却水管路的水力仿真分析是一项重要的工程技术,可以帮助工程师有效设计和优化供冷系统。
以下是完成仿真分析的步骤:第一步:收集系统参数首先,需要收集供冷系统的相关参数,包括冷却水管路的长度、直径、材料、流速、入口和出口压力等。
此外,还需要了解冷却水的物理性质,如密度、黏度和温度等。
这些参数对于仿真分析十分关键。
第二步:建立模型在进行仿真分析之前,需要使用专业的软件(如ANSYS Fluent)建立供冷系统的三维模型。
模型应包括冷却水管路的几何形状和材料属性,以及入口和出口边界条件。
确保模型的准确性和完整性对于精确的仿真结果至关重要。
第三步:网格划分在进行仿真之前,需要将模型进行网格划分,将复杂的几何形状划分为较小的网格单元。
这些网格单元将用于计算冷却水流动的物理过程。
网格划分的质量会直接影响仿真结果的准确性和计算效率,因此需要认真选择网格划分策略。
第四步:设置边界条件在仿真分析中,需根据实际情况设置入口和出口边界条件。
入口边界条件包括冷却水的流速和温度等,出口边界条件包括出口压力和温度等。
这些边界条件将极大影响冷却水在管路中的流动特性。
第五步:选择求解器和计算参数根据具体需求,选择合适的求解器和计算参数。
常见的求解器包括有限元法和有限体积法等。
计算参数包括时间步长、迭代次数和收敛准则等。
合理选择求解器和计算参数可以提高仿真的准确性和计算效率。
第六步:进行仿真计算根据所设定的模型、边界条件和计算参数,进行冷却水管路的水力仿真计算。
通过求解流动方程和热传导方程,得到冷却水在管路中的流速、压力和温度分布等结果。
根据仿真结果,可以评估供冷系统的性能,并进行优化设计。
第七步:分析仿真结果根据仿真结果,分析冷却水在管路中的流动特性。
关注冷却水的流速分布、压力损失、温度分布等参数,找出系统中的瓶颈和潜在问题。
根据分析结果,可以针对问题进行调整和改进,以提高供冷系统的效率和可靠性。
建筑环境设计模拟分析软件DeST第9讲冷热源与水系统模
拟分析(下)
燕达;夏建军;刘烨;张晓亮;江亿
【期刊名称】《暖通空调》
【年(卷),期】2005(035)004
【摘要】冷热源系统是整个集中空调系统的核心,它决定了系统能否保障用户的冷热需求,是投资的主要部分,也是能源消耗的主要部分.同时冷热源产生的冷热量主要依靠水系统输配到各末端用户中去.因此冷热源与水系统的联合优化设计是整个空调系统设计过程中至关重要的环节.综述了目前冷热源与水系统联合模拟的现状,详细阐述了DeST模拟软件中冷源和水系统模拟所采用的的模型与模拟方法.通过介绍一个设计实例,指出了冷热源与水系统全工况模拟的应用范围和实际意义.
【总页数】12页(P42-53)
【作者】燕达;夏建军;刘烨;张晓亮;江亿
【作者单位】清华大学;清华大学;清华大学;清华大学;清华大学
【正文语种】中文
【中图分类】TM92
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基于Dest对民用建筑冷负荷的分析华北科技学院吴金顺摘要:基于Dest软件对民用建筑室内的冷负荷进行分析,通过计算不同的窗墙比、玻璃类型、墙的传热系数、屋顶传热系数、人员密度、灯光设备,得出室内冷负荷随着因素变化的曲线,并应用曲线分析负荷变化趋势。
采用了最小二乘法,找出冷负荷随着不同因素变化的具体关系式。
关键词: Dest软件;负荷分析;围护结构;最小二乘法在空调设计中,系统设计的最基本的依据之一就是负荷计算。
冷(热)负荷是选取空调设备、运行调节、系统评价等方面的基础资料。
冷(热)负荷的大小直接关系到空调能耗的多少,也是建筑施工必须考虑的重要因素之一。
冷(热)负荷大,系统耗电量大,能量消耗大;冷(热)负荷小,系统耗电量小,能消耗小。
然而,建筑构成诸因素中,哪些是影响冷(热)负荷的主要因素,哪些是次要因素,各个因素对冷(热)负荷的影响程度又是多大,可以通过Dest软件来解决这些问题。
Dest 是由清华大学开发的建筑模拟分析软件(designer’s simulation toolkits)。
可用于建筑能耗模拟分析和环境控制系统的设计校核,起到提高设计质量、保证设计可靠性、对如何降低建筑及系统能耗、保证建筑环境质量具有重要的指导作用。
本文旨在利用Dest软件对民用建筑进行能耗分析。
1 模型建立与条件设定1.1建筑模型建立一个三层的民用建筑,建筑中间有走廊(2m宽)每个房间都是6m×5m的矩形房间,每层的建筑面积为216平方米,窗都为外窗,门为内门(除了第一层的楼道门为外门),门的尺寸为:.2.7m×2.0m。
建筑方向如图所示。
在通风设定时,只设定房间与室外的通风,房间之间互相不存在通风。
在进行冷负荷模拟计算时,我们研究某些因素的变化对负荷的影响程度,如:窗墙比、墙的传热系数、屋顶传热系数、人员系数、灯光设备功率、玻璃类型、外遮阳。
其它的参数如:门、窗、内墙、地板的材料等都使用Dest系统提供的默认值。
课程名称:DeST建筑模拟计算论文题目:北京市某办公楼的模拟分析学院:船舶与建筑工程专业:建筑环境与设备工程班级:姓名:学号:完成日期: 2011.6.10—6.19 2011 年 6 月 19 日北京某办公楼的模拟分析XXX船舶与建筑工程学院 XX建环XX班摘要建筑窗墙比、空气处理设备方案以及冷热源的不合理选择会导致建筑物能耗增加,消耗大量不必的能耗,利用DeST对建筑物进行以上几方面的模拟,可以很好的模拟出不同方案下建筑物能耗的增加或减少,最后根据模拟结果,采用较好的方案,可以大大减少建筑物的能耗【关键词】:数值模拟;DeDT;建筑能耗;窗墙比;空气处理设备1.工程概况本建筑为一栋位于北京市的办公楼,建筑面积为972m2,共两层,建筑标准层平面图及DeST模型如图1所示,标准层有办公室、卫生间、和楼梯间。
(a)(b)(a):建筑平面图(b):建筑立面图建筑设计过程涉及到以下几个阶段内容:建筑本体设计、空调系统方案设计、空气处理设备方案涉及。
以下针对此建筑在各个阶段的部分设计问题进行分析。
建筑主要功能设计用参数表1建筑主要功能房间环境控制参数表2图1 建筑主要刚能房间人员作息(工作日)围护结构热工参数表32.建筑方案设计建筑初步设计的各朝向窗墙比均为0.7,接近全玻璃幕墙。
这里存在一个问题,如此大面积的窗户,必然导致大量的太阳辐射进入室内,成为房间的冷负荷,从而会使空调的建筑能耗很大。
对此建筑而言,调整建筑的窗墙比必然会在一定程度上影响原建筑的设计,包括室内的采光效果与建筑的建筑的通透性等,这样在建筑美观与节能之间存在矛盾,这可以通过对建筑模拟分析来实现。
下面分别模拟计算两种窗墙比方案的建筑负荷情况:原方案,窗前比0.7;对比方案,窗墙比取0.4,图2给出了上述两种窗墙比方案下房间热负荷和冷负荷对比。
图2 不同窗墙比建筑冷热消耗对比图3 不同窗墙比建筑冷热负荷最大值对比由图4给出了调整窗墙比后,建筑总体的热负荷冷负荷及最大负荷变化情况。
建筑环境设计模拟工具包DeST摘要:建筑环境设计模拟工具包DeST是基于功能的模拟软件,用于对建筑、方案、系统及水力计算进行模拟,以校核设计,保证设计的可靠性。
介绍了DeST 的结构、用户界面,并结合工程实例说明了DeST的应用。
关键词:建筑环境模拟模拟软件DeST1、开发DeST的目的近30年来,建筑和空调系统的模拟被广泛地应用在学术研究领域,出现了很多的模拟模型、模拟方法以及模拟应用工具。
模拟技术已经相对成熟,但在实际设计中,采用模拟技术辅助分析的仍然很少,大多数设计仍然仅考虑最不利工况,而没有考虑全年的运行过程,这导致了诸如设备选择不合理、过渡季无法满足要求等问题。
最近,国内外的研究机构和设计公司开始投入越来越多的力量以缩小模拟和设计之间的应用鸿沟。
例如在国际能源组织(IEA)最近结束的研究子项ANNEX 30[1] Bring simulation into application中,设计过程中的模拟技术应用研究是其最主要的章节。
虽然,采用模拟分析的手段可以提高设计的可靠性,但只有在明确了设计和模拟之间的关系之后,才能制造出在实际设计过程中能够被有效利用的模拟分析工具。
而现有国外几种主流的模拟分析工具由于在开发时没有充分考虑设计过程的阶段性、延续性等特点,只能用于学术研究领域。
设计过程是一个阶段化的过程,包括初步设计、方案设计、详细设计以及后设计阶段[2].这是一个复杂的、不断反馈的过程,目前是否存在一个模拟分析工具能够服务于整个过程呢?目前的模拟工具可以划分成两大类:一类是基于功能的,以DOE[3]为主要代表;另一类是基于模声的,以TRNSYS[4],HVACSIM+[5],MATLAB为代表。
基于功能的模拟工具从满足某种功能要求(如计算建筑全年能耗)出发来设计模拟系统;基于模块的模拟工具注重于构建系统的灵活性,其特点是采用通用的模块接口和统一的非线性求解核心。
当所有的条件都已知时,使用模块化的模拟系统可以很方便地建立起整个系统的框架并进行模拟计算,这使得它们非常适用于研究领域,通过模拟计算去了解在系统的各个部件确定后系统的运行状态。
DeST介绍DeST是建筑环境及HVAC系统模拟的软件平台,该平台以清华大学建筑技术科学系环境与设备研究所十余年的科研成果为理论基础,将现代模拟技术和独特的模拟思想运用到建筑环境的模拟和HVAC系统的模拟中去,为建筑环境的相关研究和建筑环境的模拟预测、性能评估提供了方便实用可靠的软件工具,为建筑设计及HVAC系统的相关研究和系统的模拟预测、性能优化提供了一流的软件工具。
目前DeST有两个版本,应用于住宅建筑的住宅版本(DeST-h)及应用于商业建筑的商建版本(DeST-c)。
住宅建筑热环境模拟工具包(简称“DeST-h”)为国家自然科学基金重点项目“住区微气候工程热物理问题研究”编号59836250的子课题,是在清华大学建筑环境与设备研究所十余年的科研成果的基础上,由清华大学建筑技术科学系研制开发的面向住宅类建筑的设计、性能预测及评估并集成于AutoCAD R14上的辅助设计计算软件。
DeST-h主要用于住宅建筑热特性的影响因素分析、住宅建筑热特性指标的计算、住宅建筑的全年动态负荷计算、住宅室温计算、末端设备系统经济性分析等领域。
DeST-c是DeST开发组针对商业建筑特点推出的专用于商业建筑辅助设计的版本,根据建筑及其空调方案设计的的阶段性,DeST-c对商业建筑的模拟分成建筑室内热环境模拟、空调方案模拟、输配系统模拟、冷热源经济性分析几个阶段,对应的服务于建筑设计的初步设计(研究建筑物本身的特性)、方案设计(研究系统方案)、详细设计(设备选型、管路布置、控制设计等)几个阶段,很好的根据各个阶段设计模拟分析反馈以指导各阶段的设计。
DeST-c具体应用如下:在建筑设计阶段,为建筑围护结构方案(窗墙比、保温等)以及局部设计为建筑师提供参考建议;在空调方案设计阶段模拟分析空调系统分区是否合理、比较不同空调方案经济性、预测不同方案未来的室内热状况、不满意率情况;在详细设计阶段通过输配系统的模拟指导风机、泵设备的选型以及不同输送系统方案的经济性。
DeST软件的⽤户⼿册DeST⽤户使⽤⼿册清华⼤学建筑技术科学系 DeST开发⼩组 2004.4⽬录第 1 章概述 (1)1.1 为什么要进⾏建筑模拟 (1)1.2 建筑模拟技术的发展 (2)1.3 建筑模拟⼯具介绍 (3)1.4 DeST的主要特点 (5)1.5 DeST的软件结构 (7)1.6 DeST的主要应⽤领域 (15)第 2 章DeST操作界⾯ (20)2.1 界⾯简介 (20)2.2 菜单简介 (20)2.3 ⼯具栏概述 (21)第 3 章项⽬管理 (25)3.1 概述 (25)3.2 ⽂件管理 (25)第 4 章建筑绘图 (27)4.1 概述 (27)4.2 新建建筑 (27)4.3 楼层控制 (27)4.4 墙体的绘制和编辑 (28)4.5 绘制门窗 (29)4.6 建筑计算预处理 (30)第 5 章建筑描述与系统描述 (31)5.1 概述 (31)5.2 建筑参数 (31)5.3 房间功能 (33)5.4 建筑构件 (36)5.5 房间通风 (38)5.6 空调设定 (39)5.7 作息设定 (43)5.8 参数查询和库管理 (46)第 6 章模拟计算 (51)6.1 概述 (51)6.2 建筑计算预处理 (51)6.3 建筑室温计算 (51)6.4 建筑阴影计算 (51)6.5 系统负荷计算 (51)6.6 系统⽅案分析 (52)6.7 空⽓处理器模拟 (52)6.8 计算结果统计报表 (52)第 7 章显⽰ (54)7.1 概述 (54)7.2 显⽰控制命令 (54)第 8 章商业建筑模拟实例 (57)8.1 建⽴建筑模型 (57)8.2 建筑参数设置 (62)8.3 模拟计算 (73)第 1 章 概述1.1 为什么要进⾏建筑模拟建筑环境是由室外⽓候条件、室内各种热源的发热状况以及室内外通风状况所决定。
建筑环境控制系统的运⾏状况也必须随着建筑环境状况的变化⽽不断进⾏相应的调节,以实现满⾜舒适性及其它要求的建筑环境。
冷热源方案分析报告冷热源系统是指供应制冷与供热的设备与管网,它是建筑物能耗的重要组成部分。
在选择冷热源系统方案时,需要综合考虑建筑物的能耗需求、环境条件、经济性和可持续发展等方面因素。
以下是对不同冷热源方案进行分析的报告。
首先,常见的冷热源方案包括空调机组、地源热泵和电锅炉等。
空调机组作为常见的冷热源设备,具有制冷制热功能,适用于小型建筑物。
但是,空调机组的能耗较高,对环境的影响也较大。
在大型建筑物中,地源热泵是一种较为常见的冷热源方案。
地源热泵利用地下温度较稳定的热能来供应建筑物的制冷与供热需求,具有能耗低、环境友好的特点。
此外,电锅炉是一种清洁、高效的冷热源方案,能够提供可靠的供热服务。
然而,电锅炉需要消耗大量的电能,因此运行成本较高。
其次,冷热源方案的选择还需要考虑建筑物的能耗需求。
不同建筑物的能耗需求差异较大,因此需要根据具体情况来选择合适的冷热源方案。
例如,高层建筑通常需要较大的冷热负荷,地源热泵是一种较为适合的方案;而大型商业建筑则通常采用空调机组来满足需求。
此外,如果建筑物具有较好的节能设计,那么相应的冷热源方案可以选择较为环保、高效的设备。
再次,考虑冷热源方案的经济性也是非常重要的。
不同的冷热源设备具有不同的投资成本和运营成本。
一般来说,地源热泵的投资成本较高,但是其运行成本较低;空调机组的投资成本相对较低,但是运行成本较高。
因此,在选择冷热源方案时需要综合考虑设备的投资与运营成本,找到一个经济合理的平衡点。
最后,在选择冷热源方案时,需要考虑可持续发展的因素。
随着全球环境问题的日益突出,如何减少对环境的不良影响成为了冷热源方案选择的重要因素。
地源热泵作为一种可再生能源利用方案,具有很好的环境表现。
与传统的燃煤锅炉相比,地源热泵能够减少二氧化碳排放,减少对大气环境的污染。
因此,从可持续发展的角度来看,地源热泵是一种较为理想的冷热源方案。
综上所述,冷热源方案的选择需要综合考虑多个因素,包括建筑物的能耗需求、经济性和可持续发展等。
建筑环境设计模拟分析软件DeST第9讲冷热源与水系统模拟分析(下)清华大学 燕 达☆ 夏建军 刘 烨 张晓亮 江 亿摘要 冷热源系统是整个集中空调系统的核心,它决定了系统能否保障用户的冷热需求,是投资的主要部分,也是能源消耗的主要部分。
同时冷热源产生的冷热量主要依靠水系统输配到各末端用户中去。
因此冷热源与水系统的联合优化设计是整个空调系统设计过程中至关重要的环节。
综述了目前冷热源与水系统联合模拟的现状,详细阐述了DeST模拟软件中冷源和水系统模拟所采用的的模型与模拟方法。
通过介绍一个设计实例,指出了冷热源与水系统全工况模拟应用范围和实际意义。
关键词 冷热源 水系统 全工况模拟Building environment design simulation software DeST(9): simulation andanalysis of cooling/heating plants(part 2)By Yan Da★, Xia Jianjun, Liu Ye, Zhang Xiaoliang, and Jiang YiAbstract A central chilling and heating system is one of the most important part of the HV AC system: the cooling/heating plant has to be designed to meet the cooling and heating demands of the whole building, to be low in initial costs and efficient in operation; the water/air distribution systems have to properly distribute cooling and heating media to the terminal units. Reviews the different methods for the cooling devices and water distribution system simulation. Describes the simulation models and methods suitable for the building energy consumption simulation, in the DeST program for the cooling/heating plant and water distribution system. Also explains how to do the cooling/heating plant and water distribution system full year simulation in the DeST program with an example.Keyword cooling/heating plant, water distribution system, full-year simulation★Tsinghua University, Beijing, China---------------------☆燕达,男,1978年1月生,大学,在读博士研究生100084 北京清华大学建筑学院建筑技术科学系(010)62789761E-mail: yanda00@收稿日期:2005-03-080 引言冷热源系统是整个中央空调系统的核心,它决定了系统能否保障用户的冷热需求,是投资的主要部分,也是能源消耗的主要部分。
使用CAD进行建筑物水力学和热力学分析建筑物的水力学和热力学分析是建筑工程中至关重要的一项任务。
通过使用CAD(计算机辅助设计)软件,工程师可以更加准确地评估建筑物在水力学和热力学方面的性能,并采取相应的改善措施。
本文将探讨如何使用CAD进行建筑物的水力学和热力学分析,以及分析结果对建筑工程的意义。
一、水力学分析1.1 水力学模型搭建首先,我们需要在CAD软件中搭建建筑物的水力学模型。
模型应包括建筑物的各个水力元件,如管道、泵站、水箱等。
通过CAD软件,我们可以将这些元件准确地绘制出来,并设置其相关参数,如管道的长度、直径、摩阻等。
1.2 水力学仿真在模型搭建完成后,我们可以进行水力学仿真。
CAD软件能够模拟建筑物内水流的流动情况,并给出相应的水压、流速等数据。
通过分析这些数据,我们可以评估建筑物的供水能力、供水压力是否满足设计要求,以及管道系统中可能存在的问题,如流量不均衡、压力损失过大等。
1.3 结果分析与调整根据水力学仿真结果,我们可以对建筑物的供水系统进行优化调整。
例如,如果供水压力不足,我们可以考虑增加泵站的数量或调整管道的直径;如果流量不均衡,我们可以通过重新布置管道来解决。
CAD软件能够直观地显示模型的水流状态,帮助我们更好地理解系统中的问题,并提出相应的改进方案。
二、热力学分析2.1 热力学模型建立与水力学分析类似,我们首先需要在CAD软件中建立建筑物的热力学模型。
模型应包括建筑物的各个热力元件,如暖气片、空调设备、隔热材料等。
通过CAD软件,我们可以准确地绘制这些元件,并设置其相关参数,如材料的导热系数、空调设备的供冷/供热能力等。
2.2 热力学仿真在模型建立完成后,我们可以进行热力学仿真。
CAD软件能够模拟建筑物内热流的传输情况,并给出相应的温度分布、热流量等数据。
通过分析这些数据,我们可以评估建筑物的供暖/供冷能力是否满足设计要求,以及可能存在的热量浪费问题。
2.3 结果分析与优化根据热力学仿真结果,我们可以对建筑物的供热/供冷系统进行优化调整。
DeST用户使用手册清华大学建筑技术科学系 DeST开发小组 2004.4目录第 1 章概述 (1)1.1 为什么要进行建筑模拟 (1)1.2 建筑模拟技术的发展 (2)1.3 建筑模拟工具介绍 (3)1.4 DeST的主要特点 (5)1.5 DeST的软件结构 (7)1.6 DeST的主要应用领域 (15)第 2 章DeST操作界面 (20)2.1 界面简介 (20)2.2 菜单简介 (20)2.3 工具栏概述 (21)第 3 章项目管理 (25)3.1 概述 (25)3.2 文件管理 (25)第 4 章建筑绘图 (27)4.1 概述 (27)4.2 新建建筑 (27)4.3 楼层控制 (27)4.4 墙体的绘制和编辑 (28)4.5 绘制门窗 (29)4.6 建筑计算预处理 (30)第 5 章建筑描述与系统描述 (31)5.1 概述 (31)5.2 建筑参数 (31)5.3 房间功能 (33)5.4 建筑构件 (36)5.5 房间通风 (38)5.6 空调设定 (39)5.7 作息设定 (43)5.8 参数查询和库管理 (46)第 6 章模拟计算 (51)6.1 概述 (51)6.2 建筑计算预处理 (51)6.3 建筑室温计算 (51)6.4 建筑阴影计算 (51)6.5 系统负荷计算 (51)6.6 系统方案分析 (52)6.7 空气处理器模拟 (52)6.8 计算结果统计报表 (52)第 7 章显示 (54)7.1 概述 (54)7.2 显示控制命令 (54)第 8 章商业建筑模拟实例 (57)8.1 建立建筑模型 (57)8.2 建筑参数设置 (62)8.3 模拟计算 (73)第 1 章 概述1.1 为什么要进行建筑模拟建筑环境是由室外气候条件、室内各种热源的发热状况以及室内外通风状况所决定。
建筑环境控制系统的运行状况也必须随着建筑环境状况的变化而不断进行相应的调节,以实现满足舒适性及其它要求的建筑环境。
建筑物水热分析软件评价与比较研究随着建筑行业对节能环保的日益重视,建筑物的水热性能分析变得越来越重要。
而为了提高分析的准确性和效率,各种建筑物水热分析软件应运而生。
本文将对现有的几种常用建筑物水热分析软件进行评价与比较研究,为广大用户在选择合适的软件时提供参考。
首先,我们来评价与比较EnergyPlus软件。
EnergyPlus是一款由美国能源部开发的建筑物能源模拟软件,被广泛应用于建筑节能领域。
该软件基于建筑物的几何形状、结构材料、暖通设备等参数,利用数学模型进行建筑的热平衡分析和能耗模拟。
EnergyPlus具有出色的模拟精度和灵活的模拟能力,可以模拟复杂建筑系统的各个方面,包括空调、照明、隔热层、窗户等。
此外,EnergyPlus还可以根据用户需求进行参数优化和能源效果评估。
然而,EnergyPlus在使用上稍显复杂,需要一定的专业知识和技能。
对于初学者来说,上手难度较大。
接下来,我们来评价与比较DesignBuilder软件。
DesignBuilder是一款集建筑设计、能源模拟和绿色认证于一体的软件,用户可以在软件中进行建筑物的模型创建、能源分析和优化等操作。
DesignBuilder通过图形化界面和易于使用的工具,大大降低了使用难度,使得即使是非专业人士也能轻松上手。
该软件的模拟精度和速度也表现出色,可以有效地对建筑物的水热性能进行评估和改进。
此外,DesignBuilder还可以集成其他能源和环境软件,增强软件的功能和灵活性。
然而,DesignBuilder在某些高级功能方面相对较弱,对于一些复杂的建筑系统可能无法满足需求。
再次,我们来评价与比较eQUEST软件。
eQUEST是一款由美国能源部开发的建筑物能源模拟软件,主要用于进行建筑能耗和水热性能分析。
eQUEST具有易于使用的特点,用户可以通过简单的输入和设置,生成建筑的模型并进行能耗分析。
该软件还可以进行多种建筑系统的分析,包括制冷系统、空调系统和照明系统等。
使用说明Q1:请问DeST发展过程?¾DeST软件的研发开始于1989年。
开始立足于建筑环境模拟,1992年以前命名为BTP(Building Thermal Performance),以后逐步加入空调系统模拟模块,命名为IISABRE。
为了解决实际设计中不同阶段的实际问题,更好地将模拟技术投入到实际工程应用中,从1997年开始在IISABRE的基础上开发针对设计的模拟分析工具DeST(),并于2000年完成DeST1.0版本并通过鉴定,2002年完成DeST住宅版本(DeST-h)。
如今DeST已在国内,欧洲,日本等地区广泛使用。
Q2:DeST能否模拟VRV系统?¾已有日本大金公司提供设备参数的VRV模型,目前模型正在完善中,2008年可使用。
Q3:DeST能不能用来分析不同的开窗形式对建筑造成的影响?¾能,可以通过定义不同的通风量来分析这种影响。
Q4:DeST能做设备侧的模拟吗?¾可以。
具体模拟方法可参见DeST-C的使用说明书。
Q5:DeST软件在进行模拟时有没有考虑到湿度的影响?¾DeST在模拟中是假设壁面无吸湿、放湿的模型,不能反映室内外水蒸气通过围护结构的传递。
Q6:DeST太阳能建筑模拟模块是什么?¾总体来讲太阳能建筑模拟模块是针对太阳房建筑的专用模块,太阳能建筑的版本增加了一部分关于太阳能集热器的计算模块,可以定义集热器,计算出集热器的逐时集热量,同时计算出由于安装集热器,对建筑热环境带来的影响(特别是那些与围护结构合为一体的集热器将会显著影响建筑围护的得热),另外,还可以利用DeST原有的功能定义和计算太阳能建筑中常见的特隆布墙以及阳光间等。
安装说明Q7:请问DeST在哪可以下载?是否收费?¾下载DeST请登录DeST网站(),到下载中心进行下载,DeST为免费软件,无须交费。
未注册会员需首先进行注册,注册是免费的。
建筑冷热源系统优化设计的仿真模拟建筑物的冷热源系统是保证室内舒适度的关键系统,冷热源系统如何设计能够保证建筑物节能、环保、经济效益和可持续发展,是建筑物设计领域关注的热点之一。
而建筑冷热源系统的优化设计需要进行仿真模拟,以期得到最佳的方案。
下面,本文将为大家介绍建筑冷热源系统优化设计的仿真模拟。
建筑冷热源系统的设计需要从建筑物本身、外部气候条件、设备特点、运行模式、节能性等多方面因素来考虑。
它们的关系错综复杂,且相互影响。
首先,建筑物本身的结构和材料决定了对于外部气候条件的微观响应。
比如,建筑物的隔热性能越好、外墙材料越厚实,对于内部气温的变化响应就越迟缓。
这就意味着,冷热源在向建筑物内部供应或抽取能量时,需要更多地考虑循环运输过程中的能耗。
因此,在设计时需要考虑不同建筑物所遇到的不同气候条件,结合自然通风、遮阳以及降温等条件来寻求最佳性能。
其次,建筑物冷热源系统运行模式不同,也会影响到其设计方案。
比如,某些冷热源系统就可能在夜间较为活跃,而在白天则几乎不进行供热和供冷。
而这就意味着,在设计冷热源系统中需要考虑到如何科学调节夜间制热或制冷过程中的能量损耗和浪费。
此外,设备特性也是设计冷热源系统时需要注意的一个方面。
制冷机、制热机、循环水泵等设备每个工作状态下的能耗都是不同的。
因此,在设备选型、排布和配置上,需要充分考虑到能耗的大小、节能的潜力、系统的负载均衡要求等,并据此确定方案和技术手段。
设计方案确定后,还需要进行仿真模拟,来验证建筑冷热源系统是否真正能够达到设计目标,以及在整个供热和供冷过程中的能耗以及制热和制冷效率等是否达到预期。
而仿真模拟分析可以精确地分析建筑物的热力学效应,确保冷热源系统的设计方案得以精准实现。
在仿真模拟过程中,除了考虑建筑物本身的响应和气候条件等外因要素之外,还需要考虑如何构建有效的计算模型,从而使仿真模拟结果确实可靠。
这需要科学地考虑到建筑材料的导热性能、建筑物结构参数等因素,并充分考虑到各个设备的工作特性,以确保出现的模拟结果具有参考价值,并更好地指导后续的实施和优化工作。
区域供冷系统冷却水管路水力仿真实践区域供冷系统冷却水管路水力仿真实践区域供冷系统的冷却水管路水力仿真是一项重要的工作,可以帮助优化系统的设计、运行和维护。
下面将根据仿真实践的步骤,介绍如何进行区域供冷系统冷却水管路水力仿真。
第一步:收集系统信息在进行仿真之前,需要收集区域供冷系统的相关信息,包括管道布局、管径、长度、管壁材料以及水泵和阀门的位置和特性等。
这些信息将作为仿真模型的基础。
第二步:建立仿真模型根据收集到的信息,使用专业的仿真软件(如Fluent、Ansys等)建立区域供冷系统的水力仿真模型。
模型的建立包括导入管道几何模型、设定流体性质、设置边界条件(如入口流量、出口压力)等。
第三步:设定边界条件在仿真模型中,需要设定入口和出口的边界条件。
入口边界条件可以是流量、压力或速度等,出口边界条件可以是压力或速度。
根据实际情况,合理设定边界条件是保证仿真结果准确性的关键。
第四步:计算仿真结果设定完边界条件后,可以进行仿真计算。
根据仿真软件的求解算法,计算得到系统中各个管段的流速、压力等参数。
在计算过程中,可以根据需要对系统进行不同方面的优化和比较。
第五步:分析仿真结果计算完成后,需要对仿真结果进行详细的分析。
可以通过查看流速和压力等参数的分布情况,了解系统中的流动特性和流阻情况。
同时,还可以对系统进行压力损失和能量消耗等方面的分析。
第六步:优化和改进根据分析结果,可以对系统进行优化和改进。
例如,根据流速和压力的分布情况,调整管道的直径和长度,以减小系统的能量损失。
同时,还可以对水泵和阀门等设备的工作状态进行调整,以提高系统的效率和稳定性。
第七步:验证仿真结果最后,需要对仿真结果进行验证。
可以通过与实际运行数据进行比对,来验证仿真模型的准确性和可靠性。
如果仿真结果与实际数据相吻合,说明仿真模型可以用于系统设计和优化。
综上所述,区域供冷系统冷却水管路水力仿真是一项复杂而重要的工作。
通过逐步的思考和实践,我们可以建立准确的仿真模型,并通过分析和优化来改进系统的设计和运行。
详解区域供冷系统冷却水管路水力仿真详解区域供冷系统冷却水管路水力仿真区域供冷系统是现代建筑中常用的一种供冷方式,其核心是通过冷却水来吸收建筑物内部的热量,并将其排出。
冷却水管路的设计和水力仿真是确保系统正常运行的关键一环。
下面将详细介绍区域供冷系统冷却水管路水力仿真的步骤和注意事项。
第一步:收集系统参数在进行冷却水管路的水力仿真之前,首先需要收集系统的相关参数。
这些参数包括水流量、水温、管道直径、管道材料等。
这些参数将用于后续的水力计算和仿真模型的建立。
第二步:建立仿真模型根据收集到的系统参数,可以建立区域供冷系统的水力仿真模型。
仿真模型的建立需要使用专业的仿真软件,如ANSYS Fluent等。
在建立模型时,需要将系统的各个组成部分准确地绘制出来,并设置相应的边界条件和初始条件。
第三步:设定边界条件在建立好仿真模型后,需要设定边界条件。
边界条件包括进水口和出水口的水流量、压力和温度等信息。
这些边界条件需要根据实际系统的运行情况来设定,以保证仿真结果的准确性。
第四步:进行水力计算根据设定的边界条件,可以进行水力计算。
水力计算的目的是确定系统中各个部分的流速、流量和压力分布。
通过水力计算可以了解到系统中是否存在压力过高或流速过快的区域,以及是否需要进行管道的调整或增加阀门等控制装置。
第五步:进行水力仿真在完成水力计算后,可以进行水力仿真。
水力仿真将根据计算得到的流速、流量和压力分布,模拟系统中冷却水的流动情况。
水力仿真可以反映系统中不同部分的水流情况,如流速、温度分布等。
通过水力仿真,可以评估系统的性能,发现潜在问题,并对系统进行优化设计。
第六步:分析仿真结果在完成水力仿真后,需要对仿真结果进行分析。
通过分析仿真结果,可以了解到系统中的热点区域、流速过快或过慢的地方,以及温度分布是否均匀等。
根据分析结果,可以对系统进行优化设计,以提高供冷系统的效率和稳定性。
总结:区域供冷系统冷却水管路的水力仿真是确保系统正常运行的重要环节。
专题讲座建筑环境设计模拟分析软件D eS T第9讲 冷热源与水系统模拟分析(上)清华大学 夏建军☆ 燕 达 江 亿摘要 冷热源系统是整个集中空调系统的核心,完全决定了系统能否保障用户的冷热需求,是投资和能源消耗的主要部分。
因此冷热源的选择和运行方式直接关系到空调系统的运行效果,并影响到空调系统的运行能耗的大小。
综述了目前模拟计算中的制冷设备的各种建模方法,并结合建筑能耗模拟计算的特点,详细阐述了DeST模拟软件中冷源和水系统模拟过程中所用到的制冷设备半经验模型以及冷源模拟分析方法,为冷热源和水系统的全工况优化运行设计计算奠定了基础。
关键词 制冷机房 蒸气压缩式 吸收式 全工况分析 模拟Buil di n g e n vir o n m e nt d e si g n si m ul a ti o n s oft w a r e DeST(9): si m ul a ti o n a n d a n a l ysis of c o oli n g p l a nts(p a rt1)By Xia Jianjun★,Yan Da and Jiang Y iAbst r a ct A ce nt ral chilling a nd heating syste m is one of t he most imp orta nt p art of t he HVA C syste m: it has t o be designed t o meet t he cooling a nd heating de mand of t he w hole building,to be low in initial invest me nt a nd efficient in operation.Reviews t he diff ere nt met hods f or t he cooling devices modeling.Describes t he semi2empirical models,w hich are suitable f or t he building energy consump tion simulation,in t he DeS T p rogra m f or t he diff ere nt kind of chillers:recip rocation chiller,screw chiller,ce nt rif ugal chillera nd absorp tion chiller.Also explains t he cooling plant simulation met hod in t he DeS T p rogram.Keywor ds ref rigerating station,vap our comp ression type,absorp tion type,f ull year analysis,simulation ★Tsinghua University,Beijing,China①1 概述满足建筑物冷负荷需求的冷量通常由集中的冷源提供。
冷源消耗大量的能源:电力、燃油、天然气、煤、太阳能、地热等,并将其转换为空调系统所需的冷水,然后由输配系统送到各个空气处理设备。
冷源的选择和运行方式直接关系到一次能源的转换效率,因此冷源的方案设计可以说是空调系统设计过程中非常重要的一个环节[1]。
对冷源设备即制冷机进行模拟分析,即是在给定的条件下进行全工况的逐时模拟分析,获得设计方案的运行效果(能否满足空气处理设备逐时要求的冷水温度和冷水量)和运行能耗。
模拟的已知条件包括:a)制冷机蒸发器侧逐时要求的二次冷媒出口温度和流量;b)制冷机蒸发器侧逐时二次冷媒进口温度;c)制冷机冷凝器侧逐时二次冷媒进口温度和流量;d)二次冷媒物性参数;e)识别所得制冷机性能参数。
进行制冷机全工况的逐时模拟分析后,可以得出以下模拟结果:a)冷源设备能否满足空气处理设备逐时要求的二次冷媒温度和・65・ 暖通空调HV&A C 2005年第35卷第3期 ①☆夏建军,男,1975年12月生,大学,学士,在读博士研究生100084北京清华大学建筑学院建筑技术科学系(010)62789761E2mail:xiajjun99@mails.t 收稿日期:20050128修回日期:20050130流量,即满意率情况;b)制冷机逐时的运行状态、效率和能耗。
图1中给出了水冷冷水机组的模拟信息流程图。
图1 制冷机模拟流程框图通过以上的模拟结果,可以清楚地了解到设计方案全年的运行状况和能耗情况,从而可为方案选择提供可靠的依据。
下面先简要介绍目前冷源模拟的研究现状,然后详细阐述DeST在冷源方案模拟中选用的模型与模拟方法,并结合实例进行说明。
2 冷源的模拟研究现状制冷设备模型是冷源模拟分析的基础。
对于不同的研究目的必须采用不同的建模方式进行研究。
对于系统部件的详细设计研究,如压缩机内力平衡计算,动静转子之间的泄漏、润滑,压缩机振动、噪声等的研究多采用比较复杂的模型。
而对于建筑能耗分析,系统最优设计匹配以及最优控制策略研究、故障诊断等研究,则需要更为简洁快速的模型。
从传统意义上讲,对制冷机建立数学模型的基本方法主要有以下几个。
2.1 理论方法(“白箱”方法)理论建模方法就是对实际系统工作的物理过程作一定的合理的简化假设,按照相应的成熟理论(如质量守恒、能量守恒定律,运动学、动力学、热力学、流体力学的基本原理等),写出代表其物理过程的方程,结合其边界条件与初始条件,再采用适当的数学处理,来得到能够正确反映对象动静态特性的数学模型。
其模型形式有代数方程、微分方程、差分方程、偏微分方程等;系统可以是线性系统、非线性系统、离散系统、分布参数系统等。
该方法对于研究系统通用规律具有非常重要的意义。
但对一已知的特定系统如果缺乏详细的部件信息(如尺寸参数等),该模型并不比下述的“灰箱”和“黑箱”模型精确。
对于某些复杂的系统,由于部件(如压缩机、锅炉、燃气机等)无法通过理论公式对其过程进行准确的物理描述,因而无法采用该种建模方式。
2.2 系统辨识法(“黑箱”方法)很多复杂的对象,一时无法从理论上分析得到其数学模型,可以通过采用系统辨识技术,根据系统实际运行或试验过程中所取得的输入/输出数据,利用各种辨识算法来建立模型的动静态数学模型。
系统辨识有四个方面的主要研究内容:系统辨识的试验设计,系统模型结构辨识,系统模型参数辨识(也叫参数估计),系统模型检验。
目前,线性系统的辨识理论比较成熟,其主要方法有:最小二乘法,递推最小二乘法,广义最小二乘法,增广最小二乘法,辅助变量法,Kalman滤波法,极大似然法,神经元网络方法等。
而非线性系统的辨识还没有构成完整的科学体系,在理论上和应用上都没有线性系统那样完善,所有对非线性系统辨识进行的研究一般都是针对具体的系统。
非线性系统的辨识方法一般有:多项式逼近法,Volterra级数展开法(包括Hammerstein模型,Wiener模型)等。
该方法的局限性在于不易得到通用规律,所得回归方程的系数物理意义不明确,很难寻求实际过程中热工几何参数的变化对系数影响的规律。
2.3 理论与试验联合法(半经验法,“灰箱”方法)这种方法是通过理论分析,确定数学模型,再通过试验,确定其系数大小,或者通过试验数据整理分析拟合,确定各种形式制冷装置与部件模型的系数大小,形成一定范围内通用的制冷装置及其部件模型。
该方法既照顾到了对象的一般性,又照顾到了对象的特殊性,提高了模型精度的同时又提高了模型的通用性,在实际研究过程中得到了非常广泛的应用。
目前对于冷热源设备本身的模拟研究已经较为成熟,针对某一个设计负荷下对冷热源设备进行效率分析和能耗计算等都已经存在着较为详细的研究方法和模型。
ASHRA E建议,对于建筑能耗分析计算,理论与试验联合的半经验模型更为合适,ASHRA E Primary Toolkit基于该目的建立了・75・ 暖通空调HV&A C 2005年第35卷第3期 专题讲座一系列制冷机稳态模型[2]。
大部分建筑能耗模拟软件,例如美国的DOE22, EnergyPlus和TRNSYS等,都支持制冷机房的全年能耗模拟计算。
对于其中的部件模型,DOE22采用“图形法”对各种类型的制冷机进行建模[3]。
对于每一类制冷机,该模拟软件拟合一组性能曲线,这些性能曲线包括在给定的冷凝水入口温度下,制冷机的输入功率随负荷变化以及冷水出口温度变化的曲线族等。
该性能曲线作为一个通用模型仅与制冷机种类有关,而和制冷机额定容量大小无关,因而无法真正反映某一特定制冷机的性能。
EnergyPlus则同时支持半经验模型(如ASHRAE Primary T oolkit提供的模型等)和拟合曲线法模型[4]。
但该半经验模型的参数必须由用户自己提供,这使得一般的工程设计人员很难使用。
DeST模拟软件采用半经验模型(如ASHRA E Primary Toolkit等)对冷源性能进行模拟计算。
通过对厂家样本提供的产品数据以及试验数据进行整理和参数识别,DeST建立了包含各种不同形式制冷机的产品数据库。
用户可以根据制冷机选择原则,方便地从制冷机设备数据库中选取合适的制冷机组成冷源进行全工况的逐时模拟分析。
3 De ST中冷源模拟分析方法3.1 基本思路DeST模拟程序中对冷源的模拟是通过以下程序进行的:通过对空气处理设备方案进行模拟和分析,可以获知用户侧需要的逐时供回水温度和水量;进而在水系统分析的基础上,确定制冷机的开启台数,以及各台制冷机蒸发器侧进口水温、水量以及要求的出口水温;通过冷却塔模拟计算可以得到各台制冷机冷凝器侧进口水温和水量;从产品数据库中获得所选制冷机的性能参数,调用制冷机模型,即可以完成对制冷机的全年逐时性能模拟。
大型制冷站的制冷设备主要有蒸气压缩式制冷机和吸收式制冷机两种型式。
蒸气压缩式制冷机可以分为活塞式、螺杆式和离心式。
按照其冷凝侧和蒸发侧的二次冷媒种类又可以分为风冷式和水冷式。
吸收式制冷机采用溴化锂溶液或氨水溶液循环,根据其溶液再生方式可以分为:直燃式;采用低压蒸汽和热水间接再生式;采用高压蒸气和热水间接再生式;采用高温废气间接再生式。
此外在一些大型的制冷机房中,吸收式制冷机还可以和一些蒸汽引擎或燃气轮机驱动的蒸气压缩式制冷机联合运行以提高制冷设备的效率。
现就DeST模拟软件中常用的蒸气压缩式制冷机和吸收式制冷机模拟模型一一进行描述。
3.2 螺杆式制冷机模型3.2.1 蒸发器冷凝器模型在该模型中,蒸发器、冷凝器采用集总参数的方法进行建模。
其换热性能通过一个典型的换热器换热系数方法来进行表达,且假设制冷剂侧温度不变。