基于某商务区多源耦合供热系统运行研究

为了实现“双碳”目标,提高可再生能源的利用率,减少碳排放量,对沈阳某商务区进行规划,充分发挥区域内地热能、污水能等可再生能源灵活供热的特点,以地源热泵+污水源热泵+电锅炉3种热源耦合进行供热,为区域综合能源多能互补、灵活调度提供参考。利用DeST模拟软件建立区域建筑模型,模拟出区域建筑供暖季逐时热负荷;通过TRNSYS软件建立区域综合能源系统模型,以某典型设计为例,分别讨论了在5种工况下该耦合供热系统峰谷电时段的运行策略,并采用费用年值法对系统经济性进行分析。结果显示：该区域内办公类建筑热负荷最大;系统不蓄热时初投资最小,由于在电高峰时段增加了电锅炉运行时长,导致系统运行费用增加,系统整体经济性变差;在蓄热率为100%时,该耦合供热系统初投资较大,但运行费用较低,系统费用年值最小,经济性最优,体现了蓄热方案下降低运行费用的优势。     

动力集中式与动力分布式供热系统的经济性评价

以8个用户(热力站)且负荷均匀分布的枝状热网为例,对动力集中式供热系统(以下称为方案1)、零压差点设置在热源处的动力分布式供热系统(以下称为方案2)、零压差点设置在用户4的动力分布式供热系统(以下称为方案3)的经济性进行评价,分别计算3种方案的设备造价、年电费、费用年值。对于费用年值,方案2的费用年值最低,其次为方案3,方案1的费用年值最高。由费用年值可知,对于设置8个用户且负荷均匀分布的枝状热网,零压差点设置在热源处的动力分布式供热系统的经济性最优。     

以污水厂出水为热源的直接式热泵系统技术经济分析

介绍了直接式污水源热泵系统的技术方案,提出了一种污水处理厂污水冷热资源的评估方法--逐时分析法.以青岛某工程为实例,与常用的工程评估法进行比较,并以费用年值作为经济评价指标,对直接式污水源热泵系统、天然气直燃热泵机组、燃煤锅炉加电制冷冷水机组等三种冷热源方案进行了经济性、节能性和环保性的分析比较,结果表明直接式污水源热泵系统优于另外两种方案.最后,指出了该系统在运行中需注意的问题及解决方法.     

太阳能-空气源热泵供暖系统优化研究

针对北方地区目前以燃煤为主的供暖方式造成的污染问题,本文提出一种太阳能-空气源热泵供暖系统,利用瞬时系统模拟软件TRNSYS建立了系统的仿真模型,提出以系统的费用年值为目标函数,选用Hooke-Jeeves优化算法对系统的设计参数如:集热器面积、集热器方位角、集热器倾角、蓄热水箱体积、空气源热泵额定制热量进行优化。通过对青岛地区某农村独立住宅典型案例的优化分析计算,结果表明系统具有较好的供暖性能与经济性。     

太阳能-电辅热供暖系统的经济优化

集热器面积的选择是太阳能供暖系统设计的关键,本文对太阳能-电辅热供暖系统进行了技术经济分析,建立了系统费用年值与集热器面积函数关系的数学模型,分析探讨了使费用年值最小的集热器面积的计算方法。并以太原为例(100m2住宅)逐日进行了计算,结果表明当集热器面积为21.34m2,整个系统的费用年值最小;整个采暖季的太阳能保证率为60.24%。     

地热水温室供热系统的优化设计

将地热水作为农业温室的热源,温室内采用地面辐射供暖技术,充分利用地热资源,降低地热尾水温度。介绍了地热水温室供热系统的流程,计算了温室供热系统的热负荷。结合工程实例,以费用年值为经济指标,对供热系统的设计参数进行了优化设计。     

水源热泵系统供暖的技术经济分析

对某工程实例采用费用年值法计算系统供暖费用年值,分析其供暖的经济性并进行比较,结果表明水源热泵系统供暖费用年值比风冷热泵系统大幅减少,可见该系统在冬季供暖中具有明显的技术经济优势。     

原生污水源热泵系统设计参数确定方法与应用

原生污水源热泵系统设计过程影响因素较多,在末端用户需求负荷和供回水温度参数确定后,对系统设计的主要影响参数包括污水的进出水温度和热泵机组蒸发器的进出水温度,上述温度参数对系统内热泵、污水泵、中介水泵、污水换热器设备选型及运行工况均有影响。设备选型及运行工况变化直接决定该类系统的投资和运行费用。以年总费用为目标函数,利用复合形法对上述参数的确定进行了优化,结合算例,说明了该方法的应用。     

污水源热泵的经济评价

应用财务净现值法和动态费用年值法,综合考虑系统造价及年运行成本,对污水源热泵、燃煤锅炉 分体式空调、燃油锅炉 分体式空调、燃气锅炉 分体式空调及电锅炉 分体式空调5种供暖空调系统的经济性进行了分析。     

水源热泵系统在工程中的应用比较

近年来,水源热泵系统以其显著的环保和节能优点,在我国得到了迅速的发展。文章选取天津市2个水源热泵工程,对其全年能耗数据进行计算并以热泵系统的费用年值为经济型分析目标,对比水源热泵系统与直燃型溴化锂吸收式冷热水系统的费用年值,为水源热泵系统的设计和技术经济性分析提供有价值的分析方法。     

基于动力可靠性约束的基础隔震结构抗震优化控制设计研究

对基础隔震结构的抗震优化设计往往以结构隔震效果指标为优化目标函数,对隔震装置的参数取值进行优化,而这种常规的优化方法无法反映出结构参数和作用荷载两者之一的随机性对结构优化设计的影响。基于可靠性的结构优化设计是在常规优化方法基础上发展起来的一种全新的结构优化设计方法,它的基本思路产生于结构可靠性理论与数学规划方法的有机结合。在结构可靠性优化中,将对结构的可靠性要求作为追求的目标或限制条件,运用最优化方法寻求结构在概率意义下的最佳设计。基于以上分析,提出了以结构最大位移响应的期望值为目标函数,控制装置响应的动力可靠性为约束条件,运用罚函数法进行优化求解的基础隔震结构抗震优化控制设计方法,最后给出了算例分析。     

Optimal design of pad footing based on MINLP optimization

The paper presents an optimal design of pad footing, based on multi-parametric mixed-integer non-linear programming (MINLP) optimization. For this purpose, the MINLP optimization model PADFOOT was developed. The model comprises an accurate objective function of the structure production costs, subjected to design, resistance, rotation and settlement constraints in order to satisfy the requirements of the ultimate and serviceability limit states according to Eurocode specifications. In order to interpret the applicability of the optimization model, the paper presents an example of determining the cheapest possible pad footing and the optimal design for the given design parameters. As the model was developed in a general form, the optimization of the pad footing can be performed for different economic conditions and different design parameters. The optimal design of pad footing was investigated for a typical industrial concrete building.     

Preliminary Design of Long-Span King-Post Truss Systems with a Genetic Algorithm

This article presents an efficient design approach for the preliminary design of long-span king-post steel truss systems. First of all, the key parameters that govern effectiveness of the design of a truss system that has its own unique geometric configuration are identified. An optimization model based on the identified key design parameters and the proposed simplified analysis model is established next. A genetic algorithm is then applied to search for the optimal key design parameters. Finally, design examples based on the study of two arena projects in North America are presented. The results of the study suggest that the proposed design method provides an efficient and practical solution for the design of long-span king-post truss systems.     

采用深层搅拌桩复合地基的条形基础整体优化设计研究

本文提出了一套在总体上控制造价的复合地基及基础的优化算法 ,推导出考虑下卧层及沉降的复合地基及基础的优化设计数学模型 ,编制了求优化解的罚函数和复合形法程序 ,有效的解决了现行规范在使用过程中难以综合考虑下卧层强度、沉降及造价因素的问题。运用于实际工程取得了较好的经济效益 ,同时分析了不同设计参数的取值对总造价的影响 ,提出设计建议     

计算机辅助实现函数的齿轮连杆组合机构的优化设计

计算机辅助机构最优综合或优化设计问题主要包括两个方面。一是如何将真实问题抽象为适合于在计算机上进行优化计算和图形演示的数学模型;二是编写或选用计算程序上机计算。本文首次建立了实现函数的双齿轮曲柄机构优化设计的数学模型。将此模型写入已有的非线性规划程序,输入计算机,即可求得该机构的最优设计参数。     

基于地铁环境模拟的地铁通风系统设计

地铁运输比路面交通方式更具可持续性,通风系统作为地铁系统中的重要组成部分,设计人员应了解环境对其建设,维护和运营的影响,应将通风系统设计与系统整体热工性能相结合,从而实现更高效、持续的通风功能。本文通过仿真计算地铁通风系统设计前期的各个参数影响,明确各参数各自的最佳工作数值范围,并在设计阶段将各参数最优值进行优化结合,从而最大程度实现既经济又可持续的工程设计方案。     

基于贝叶斯更新和信息量分析的边坡钻孔布置方案优化设计方法

为在节省岩土工程勘察成本的前提下获得最有价值的现场试验数据,通常需要事先设计最优的工程勘察方案。提出了基于贝叶斯更新和信息量分析的边坡钻孔布置方案优化设计方法,其中采用贝叶斯方法更新空间变异土体参数统计特征和计算边坡后验失效概率,在此基础上进行场地信息量分析确定边坡最优钻孔位置和最佳钻孔间距。此外,为更加准确地表征土体参数的先验信息,发展了非平稳随机场模型以表征土体参数均值和标准差随埋深逐渐增加的特性。最后通过一个不排水饱和黏土边坡算例验证了提出方法的有效性。结果表明:所提出的方法能够在现场勘察试验之前仅利用现有的土体参数先验信息有效确定边坡最优钻孔位置和最佳钻孔间距。对了解边坡稳定性能所需的试验数据,并不是钻孔间距越小所获得的信息量越大。     

Topology Design of Truss Structures in a Multicriteria Environment

As an analogy of the general design process, this article presents a novel design approach that could generate structural design alternatives having different topologies and then select the optimal structures from them together with simultaneously determining the optimal design variables related to geometry and member size subjected to a multiple objective design environment. For this purpose, a specialized genetic algorithm, called StrGA_ DeAl +MOGA, that can handle the design alternatives and multicriteria problems very effectively is developed for the optimal structural design. To validate the developed method, plain-truss design problems are considered as illustrative examples. To begin with, the promising topologies are generated under the name of "design alternatives" with consideration of the given multiobjective environment. Based on the selected topology of truss structures, the sizing or geometric optimization process starts to determine the optimal design parameters. Three-bar and ten-bar truss problems are treated in the article to test the concept and methodology.     

Optimization of air supply location,size, and parameters in enclosed environments using a computational fluid dynamics-based adjoint method

Optimal design of an indoor environment based on specific design objectives requires a determination of thermo-fluid control methods. The control methods include the air supply location, size, and parameters. This study used a computational fluid dynamics- (CFD) based adjoint method to identify the optimal air supply location, size, and parameters. Through defining the air distribution in a certain area (design domain) as a design objective in a two-dimensional, ventilated cavity, the adjoint method can identify the air supply location, size, and parameters. However, the air supply location, size, and parameters were not unique, which implied multiple solutions. By using any of the air supply location, size, and parameters identified as boundary conditions for forward CFD simulations, the computed air distribution in the design domain was the same as that used as a design objective. Thus, the computing costs did not depend on the number of design variables.     

单层球面网壳结构的最优设计参数研究

针对单层球面网壳结构工程设计,采用满应力设计方法,选择跨度、矢跨比、网格尺寸和约束条件作为独立变量,分别对每一个变量取一系列的数值进行计算,以最低用钢量为优化目标,得出每一个独立变量的最优设计参数,与规范给出的优化设计参数进行了比较,表明得到的最优设计参数更全面、更详细,可为工程设计提出指导。