CN109781447A - 获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法 - Google Patents

获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109781447A
CN109781447A CN201910102938.7A CN201910102938A CN109781447A CN 109781447 A CN109781447 A CN 109781447A CN 201910102938 A CN201910102938 A CN 201910102938A CN 109781447 A CN109781447 A CN 109781447A
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
conditioning box
time limit
operation time
heat exchange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910102938.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109781447B (zh
Inventor
王丽慧
刘鹏飞
郑懿
宋洁
邹学成
张雨蒙
高仁义
张杉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201910102938.7A priority Critical patent/CN109781447B/zh
Publication of CN109781447A publication Critical patent/CN109781447A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109781447B publication Critical patent/CN109781447B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明涉及一种获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法，运用分层抽样的方法分别从地铁车站运营初期、中期和远期来抽取空调箱开展实测，得到不同年限空调箱的冷量衰减度和换热效率并采用格鲁布斯检验法进行数据剔除，通过线性拟合得到空调箱的换热效率与冷量衰减度随运营年限的演化曲线，并采用分层抽样检验法验证拟合结果的可靠性，最终得到空调箱换热效率和冷量衰减度随运营年限的演化特性。本发明的方法能获得空调箱能效随运营年限的动态变化规律，可为地铁车站环控空调箱的选型和更换提供参考依据。

Description

获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法
技术领域
本发明涉及一种空调箱能效评价的方法，具体为一种地铁车站环控系统设备空调箱能效随运营年限的演化特性的研究方法。
背景技术
基于地铁车站热环境参数长期变化的情况下，得出地铁车站环控系统和系统中空调箱设备的性能规律，以给出地铁车站环控系统空调箱设备运行安全情况下的性能参数范围，从而为地铁车站环控空调箱新技术新产品准入、空调箱设备突发问题快速诊断和地铁车站环控空调箱运营维护管理与空调箱设备大修更换评估的标准提供参考，以达到地铁车站热环境与设备系统的可持续发展的节能舒适运营需求。空调箱作为地铁车站空气换热的主要设备，其能效演化规律可为地铁车站环控系统空调箱的选型和维护提供参考依据。
发明内容
本发明的目的在于探究地铁车站环控系统设备空调箱的性能演化特性，得出空调箱运行安全情况下的性能参数范围，为地铁车站环控空调箱新技术新产品准入、空调箱设备突发问题快速诊断和空调箱设备大修更换评估的标准提供参考，而提供一种获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法，首先，运用分层抽样的方法分别从地铁车站运营初期、中期和远期来抽取空调箱开展实测，得到不同年限空调箱的冷量衰减度和换热效率并采用格鲁布斯检验法进行数据剔除，通过线性拟合得到空调箱的换热效率与冷量衰减度随运营年限的演化曲线，并采用分层抽样检验法验证拟合结果的可靠性，最终得到空调箱换热效率和冷量衰减度随运营年限的演化特性。
进一步，所述得到空调箱换热效率和冷量衰减度随运营年限的演化特性的具体步骤包括：
步骤一：采用分层抽样法，将车站运营年限划分为初期，中期和远期，从众多地铁车站中抽取分别代表以上时期且带有典型空调箱参数特征的车站，对不同运营时期的空调箱分别实测；
步骤二：通过实测可获得空调箱的供回水温度、供回水流量、进出口空气焓值、进出口空气含湿量、出口空气湿球温度、送风风速和送风口面积，进而计算出空调箱空气侧和供水侧的供冷量，并通过格鲁布斯检验法对其进行检验；
步骤三：得到检验后的实测工况下的空调箱空气侧和供水侧的供冷量后，计算得到不同运营年限空调箱的换热效率，然后与不同运营年限的空调箱的额定供冷量进行对比计算得到不同运营年限空调箱的冷量衰减度；
步骤四：得到各运营年限下的空调箱供冷量衰减度及其换热效率后，整理并通过线性拟合得到不同运营年限空调箱供冷量衰减度与换热效率的演化曲线，并通过分层抽样对所得曲线的可靠性进行检验，最终得到空调箱供冷量衰减度与换热效率随运营年限的演化特性。
进一步，在得到检验后的实测工况下的空调箱空气侧和供水侧的供冷量后，计算得到不同运营年限空调箱的换热效率，然后与不同运营年限的空调箱的额定供冷量进行对比换算得到不同运营年限空调箱的冷量衰减度，具体计算方法如下：
由式(3.1)计算得到的空调箱实测供冷量结合各运营年限空调箱铭牌所提供的额定供冷量，通过式(3.2)和式(3.3)分别计算得到各运营年限下的空调箱供冷量的衰减度和换热效率，
式中：
Qa—空调箱制冷量，kW；
L1—送风量，m3/h；
ρ1—进口空气密度，kg/m3；
d1—进口空气含湿量，kg/kg；
I1—机组进口空气焓值，kJ/kg；
I2—机组出口空气焓值，kJ/kg；
Cpw—水的定压比热，kJ/(kg·K)，可取4.18kJ/(kg·K)；
Δd—机组进出口空气含湿量差，kg/kg；
t2—机组出口空气湿球温度，℃；
式中：
S-空调箱供冷量衰减度
Qa-空调箱额定供冷量
Q'a-空调箱实测供冷量
式中：
η-空调箱换热效率；
Qa'-空调箱空气侧供冷量；
Q'w-空调箱供水侧供冷量。
进一步，空调箱实测时送风风量和回风风量近似相等，均小于额定风量40000m3/h，若空调箱无送风小室，可按照回风小室进行风量实测。
进一步，空调箱实测时段选在夏季较热月的空调季节。
进一步，初期、中期和远期的划分以3-5年为一个时间阶段，而每个时间阶段的起始年限则需要参照当地地铁车站实际运营年限来确定。
进一步，将空调箱供冷量衰减度与换热效率作为评价指标来评价不同运营年限的空调箱性能。
本发明的有益效果是：
本发明通过从运营年限的角度展开，对地铁环控系统空调箱能效进行分层实测计算、数据检验、线性拟合最终得出地铁环控系统中空调箱在不同年限下的性能规律，以给出空调箱运行安全情况下的性能参数范围，从而为该类型地铁车站环控空调箱新技术新产品准入、空调箱设备突发问题快速诊断、地铁环控空调箱运营维护管理和空调箱设备大修更换评估的标准提供参考，以达到地铁热环境与设备系统的可持续发展的节能舒适运营需求。
附图说明
图1为空调箱冷量变化趋势图；
图2为空调箱换热效率变化趋势图；
图3为空调箱换热效率随运行年限的变化趋势；
图4为空调箱冷量衰减度随运行年限的变化趋势图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
一种针对不同运营年限地铁车站环控空调箱能效评价的研究方法，运用分层抽样的方法分别从地铁车站运营初期、中期和远期来抽取空调箱开展实测，得到不同年限空调箱的冷量衰减度和换热效率并采用格鲁布斯检验法进行数据剔除，通过线性拟合得到空调箱的换热效率与冷量衰减度随运营年限的演化曲线，并采用分层抽样检验法验证拟合结果的可靠性，最终得到空调箱换热效率和冷量衰减度随不同运营年限的演化特性。
此发明获得空调箱换热效率和冷量衰减度随运营年限的演化特性的具体步骤包括：
步骤一：采用分层抽样法，将车站运营年限划分为初期，中期和远期，从众多地铁车站中抽取分别代表以上时期且带有典型空调箱参数特征的车站，对不同运营时期的空调箱分别实测。
步骤二：通过实测可获得空调箱的供回水温度、供回水流量、进出口空气焓值、进出口空气含湿量、出口空气湿球温度、送风风速和送风口面积，进而计算出空调箱空气侧和供水侧的供冷量，并通过格鲁布斯检验法对其进行检验。
步骤三：得到检验后的实测工况下的空调箱空气侧和供水侧的供冷量后，计算得到不同运营年限空调箱的换热效率，然后与不同运营年限的空调箱的额定供冷量进行对比计算得到不同运营年限空调箱的冷量衰减度。
步骤四：得到各运营年限下的空调箱供冷量衰减度及其换热效率后，整理并通过线性拟合得到不同运营年限空调箱供冷量衰减度与换热效率的演化曲线，并通过分层抽样对所得曲线的可靠性进行检验，最终得到空调箱供冷量衰减度与换热效率随运营年限的演化特性。
在得到检验后的实测工况下的空调箱空气侧和供水侧的供冷量后，计算得到不同运营年限空调箱的换热效率，然后与不同运营年限的空调箱的额定供冷量进行对比换算得到不同运营年限空调箱的冷量衰减度，具体计算方法如下：
由式(3.1)计算得到的空调箱实测供冷量结合各运营年限空调箱铭牌所提供的额定供冷量，通过式(3.2)和式(3.3)分别计算得到各运营年限下的空调箱供冷量的衰减度和换热效率，
式中：
Qa—空调箱制冷量，kW；
L1—送风量，m3/h；
ρ1—进口空气密度，kg/m3；
d1—进口空气含湿量，kg/kg；
I1—机组进口空气焓值，kJ/kg；
I2—机组出口空气焓值，kJ/kg；
Cpw—水的定压比热，kJ/(kg·K)，可取4.18kJ/(kg·K)；
Δd—机组进出口空气含湿量差，kg/kg；
t2—机组出口空气湿球温度，℃；
式中：
S-空调箱供冷量衰减度
Qa-空调箱额定供冷量
Q'a-空调箱实测供冷量
式中：
η-空调箱换热效率；
Qa'-空调箱空气侧供冷量；
Q'w-空调箱供水侧供冷量。
空调箱实测时送风风量和回风风量近似相等，均小于额定风量40000m3/h，若空调箱无送风小室，可按照回风小室进行风量实测。空调箱实测时段选在夏季较热月的空调季节。初期、中期和远期的划分以3-5年为一个时间阶段，而每个时间阶段的起始年限则需要参照当地地铁车站实际运营年限来确定。将空调箱供冷量衰减度与换热效率作为评价指标来评价不同运营年限的空调箱性能。
实施例：
本发明选取实测时第一个车站运行初期13号线真北路站作为典型站进行数据特征分析。
根据实测测得空调箱送风温度为18.0-19.4℃、回风温度为29.375-30.375℃，送风湿度为82.1-87.4％、回风湿度为58.75-65.75％、空调箱送风风速为9.23-10.57m/s；在测定风口面积后，计算得到空调箱送风风量为31978.8m3/h，进而通过公式计算得到空调箱空气侧供冷量为192.4kW，空调箱水侧供冷量为492.9kW，且所得计算结果通过了格鲁布斯检验法的检验。
由铭牌参数可得空调箱额定供冷量为228kW，因此计算得到真北路地铁环控空调箱冷量衰减度为15.6％，而由空调箱空气侧和水侧供冷量计算可得真北路地铁环控空调箱换热效率为0.39。
同理，可得到其他车站不同时期的空调箱冷量衰减度和换热效率。
由计算可得，空调箱换热效率平均值初期为0.42，中期为0.57，远期为0.47。空调箱冷量衰减度平均值初期为59.09％，中期为22.33％，远期为28.61％。而各时期地铁车站环控设备空调箱冷量及空调箱换热效率分别见图1和图2。
为了确保数据的准确性，采用格鲁布斯坏值检验法进行坏值剔除和分层检验，检验结果得出初期、中期和远期空调箱换热效率和冷量衰减度均通过了格鲁布斯坏值剔除检验方法，后续使用数据均为可信数据。将检验后的空调箱换热效率和冷量衰减度数据在Excel中进行线性拟合，拟合曲线分别以图3和图4所示，可以看出空调箱冷量衰减度和空调箱换热效率随运营年限的变化规律比较明显，其中空调箱冷量衰减度随运营年限的变化曲线为y＝0.0058x2-0.0372x+0.2083；空调箱换热效率随运营年限的变化曲线为y＝-0.0021x2+0.0536x+0.2306。
本发明从运营年限的角度对地铁车站环控设备中的空调箱能效进行评价，其中以空调箱单位风量耗功率、空调箱供冷量衰减度和空调箱换热效率作为空调箱能效评价指标，以现场空调箱实测为基础，运用分层抽样的方法抽取地铁运营初期、中期和远期不同年限车站环控空调箱实测样本数据，并采用格鲁布斯检验法剔除现场实测中的不合理参数；通过公式计算得到不同年限空调箱实测工况下空气侧和供水侧的供冷量，进而计算得到不同年限空调箱的换热效率，然后与空调箱空气侧和供水侧额定供冷量对比换算得到不同年限空调箱冷量衰减度，最终由线性拟合得到空调箱换热效率与冷量衰减度随运营年限的演化曲线，并通过分层抽样来检验所得不同运营年限空调箱换热效率与冷量衰减度曲线规律的可靠性。本发明方法能获得空调箱能效随运营年限的动态变化规律，可为地铁车站环控空调箱的选型和更换提供参考依据。

Claims (7)

1.一种获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法，其特征在于：首先，运用分层抽样的方法分别从地铁车站运营初期、中期和远期来抽取空调箱开展实测，得到不同年限空调箱的冷量衰减度和换热效率并采用格鲁布斯检验法进行数据剔除，通过线性拟合得到空调箱的换热效率与冷量衰减度随运营年限的演化曲线，并采用分层抽样检验法验证拟合结果的可靠性，最终得到空调箱换热效率和冷量衰减度随运营年限的演化特性。
2.根据权利要求1所述的获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法，其特征在于：所述得到空调箱换热效率和冷量衰减度随运营年限的演化特性的具体步骤包括：
步骤一：采用分层抽样法，将车站运营年限划分为初期，中期和远期，从众多地铁车站中抽取分别代表以上时期且带有典型空调箱参数特征的车站，对不同运营时期的空调箱分别实测；
步骤二：通过实测可获得空调箱的供回水温度、供回水流量、进出口空气焓值、进出口空气含湿量、出口空气湿球温度、送风风速和送风口面积，进而计算出空调箱空气侧和供水侧的供冷量，并通过格鲁布斯检验法对其进行检验；
步骤三：得到检验后的实测工况下的空调箱空气侧和供水侧的供冷量后，计算得到不同运营年限空调箱的换热效率，然后与不同运营年限的空调箱的额定供冷量进行对比计算得到不同运营年限空调箱的冷量衰减度；
步骤四：得到各运营年限下的空调箱供冷量衰减度及其换热效率后，整理并通过线性拟合得到不同运营年限空调箱供冷量衰减度与换热效率的演化曲线，并通过分层抽样对所得曲线的可靠性进行检验，最终得到空调箱供冷量衰减度与换热效率随运营年限的演化特性。
3.根据权利要求2所述的获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法，其特征在于：在得到检验后的实测工况下的空调箱空气侧和供水侧的供冷量后，计算得到不同运营年限空调箱的换热效率，然后与不同运营年限的空调箱的额定供冷量进行对比换算得到不同运营年限空调箱的冷量衰减度，具体计算方法如下：
由式(3.1)计算得到的空调箱实测供冷量结合各运营年限空调箱铭牌所提供的额定供冷量，通过式(3.2)和式(3.3)分别计算得到各运营年限下的空调箱供冷量的衰减度和换热效率，
式中：
Qa—空调箱制冷量，kW；
L1—送风量，m3/h；
ρ1—进口空气密度，kg/m3；
d1—进口空气含湿量，kg/kg；
I1—机组进口空气焓值，kJ/kg；
I2—机组出口空气焓值，kJ/kg；
Cpw—水的定压比热，kJ/(kg·K)，可取4.18kJ/(kg·K)；
Δd—机组进出口空气含湿量差，kg/kg；
t2—机组出口空气湿球温度，℃；
式中：
S-空调箱供冷量衰减度
Qa-空调箱额定供冷量
Q'a-空调箱实测供冷量
式中：
η-空调箱换热效率；
Qa′-空调箱空气侧供冷量；
Q'w-空调箱供水侧供冷量。
4.根据权利要求1或2所述的获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法，其特征在于：空调箱实测时送风风量和回风风量近似相等，均小于额定风量40000m3/h，若空调箱无送风小室，可按照回风小室进行风量实测。
5.根据权利要求1或2所述的获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法，其特征在于：空调箱实测时段选在夏季较热月的空调季节。
6.根据权利要求1或2所述的获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法，其特征在于：初期、中期和远期的划分以3-5年为一个时间阶段，而每个时间阶段的起始年限则需要参照当地地铁车站实际运营年限来确定。
7.根据权利要求1或2所述的获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法，其特征在于：将空调箱供冷量衰减度与换热效率作为评价指标来评价不同运营年限的空调箱性能。
CN201910102938.7A 2019-02-01 2019-02-01 获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法 Active CN109781447B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910102938.7A CN109781447B (zh) 2019-02-01 2019-02-01 获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910102938.7A CN109781447B (zh) 2019-02-01 2019-02-01 获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109781447A true CN109781447A (zh) 2019-05-21
CN109781447B CN109781447B (zh) 2021-04-30

Family

ID=66504080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910102938.7A Active CN109781447B (zh) 2019-02-01 2019-02-01 获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109781447B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103759961A (zh) * 2014-01-23 2014-04-30 国家电网公司 一种电制冷冷水机组中央空调系统能效评估方法
CN104091045A (zh) * 2014-06-16 2014-10-08 华南理工大学 一种基于bp神经网络的空调长效性能预测方法
CN105740963A (zh) * 2014-12-09 2016-07-06 哈尔滨东专科技有限公司 优化空调机全年能源消耗率性能的方法
CN105890109A (zh) * 2016-03-31 2016-08-24 华南理工大学 一种房间空调器在线长效性能检测及优化运行方法
CN105973626A (zh) * 2016-05-25 2016-09-28 深圳达实智能股份有限公司 中央空调系统主机运行能效评估及预测方法以及装置
CN106951630A (zh) * 2017-03-17 2017-07-14 深圳市云科设计咨询服务有限公司 一种应用于空调系统中的制冷主机设备选择方法
CN108241908A (zh) * 2018-01-17 2018-07-03 深圳市云科设计咨询服务有限公司 一种多联机空调系统室外机选型的新方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103759961A (zh) * 2014-01-23 2014-04-30 国家电网公司 一种电制冷冷水机组中央空调系统能效评估方法
CN104091045A (zh) * 2014-06-16 2014-10-08 华南理工大学 一种基于bp神经网络的空调长效性能预测方法
CN105740963A (zh) * 2014-12-09 2016-07-06 哈尔滨东专科技有限公司 优化空调机全年能源消耗率性能的方法
CN105890109A (zh) * 2016-03-31 2016-08-24 华南理工大学 一种房间空调器在线长效性能检测及优化运行方法
CN105973626A (zh) * 2016-05-25 2016-09-28 深圳达实智能股份有限公司 中央空调系统主机运行能效评估及预测方法以及装置
CN106951630A (zh) * 2017-03-17 2017-07-14 深圳市云科设计咨询服务有限公司 一种应用于空调系统中的制冷主机设备选择方法
CN108241908A (zh) * 2018-01-17 2018-07-03 深圳市云科设计咨询服务有限公司 一种多联机空调系统室外机选型的新方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱京多等: "房间空调器长效节能评价体系研究现状及发展趋势", 《日用电器》 *
梁志豪: "基于数据挖掘的房间空调器长效性能研究", 《CNKI中国优秀硕士学位论文全文数据库(电子期刊)》 *
王晖等: "南京站地铁通风空调系统调节与评估", 《洁净与空调技术CC&AC》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109781447B (zh) 2021-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ozgener et al. Exergetic assessment of EAHEs for building heating in Turkey: a greenhouse case study
CN111503718B (zh) 基于多因素影响的热电联产供热负荷预测方法及供热系统
Walker et al. Applying Large Datasets toDeveloping a Better Understanding of Air Leakage Measurement in Homes
Qiu et al. An energy exchange efficiency prediction approach based on multivariate polynomial regression for membrane-based air-to-air energy recovery ventilator core
Yang CFD and field testing of a naturally ventilated full-scale building
CN103063354B (zh) 火电机组能耗评估和煤耗查定试验中汽轮机基准背压的确定
CN103308103B (zh) 一种宽温状态下低压气体流量动态测量方法及其系统
Zhang et al. TRCA-BILD Archetype Sustainable House--Overview of Monitoring System and Preliminary Results for Mechanical Systems.
CN102998720A (zh) 一种双流法标定探空仪湿度动态响应特性的方法及装置
Kraus et al. Airtightness of energy efficient buildings
Vesterberg et al. Robustness of a regression approach, aimed for calibration of whole building energy simulation tools
CN106547945A (zh) 一种应用于三联供区域供能系统的能效测试方法
CN104730107B (zh) 滨海电厂温排水数学模型表面散热系数实验室观测方法
Maccarini et al. Modeling of active beam units with Modelica
CN109636677A (zh) 基于模型校准的建筑热工性能评估方法
CN108344528B (zh) 一种多联式空调系统换热量测量方法及装置
Belussi et al. Integrated smart system for energy audit: Methodology and application
Murena et al. Fluid dynamic performances of a solar chimney plant: Analysis of experimental data and CFD modelling
Constantinescu et al. Assessment of real heat transfer coefficients through shell and tube and plate heat exchangers
CN109781447A (zh) 获得地铁车站中空调箱能效随运营年限演化特性的方法
Fiocchi et al. Matching building energy simulation results against measured data with weather file compensation factors
Ren et al. Field and laboratory tests and analyses on temperature and relative humidity in underground multi-tunnels
Kon et al. Modeling the relationship between outdoor meteorological data and energy consumptions at heating and cooling periods: application in a university building
Hsu et al. Review of wind effect on measurement of building airtightness
Rodriguez et al. CFD Design of Urban Wind Turbines: A Review and Critical Analysis

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant