能量樁的案例
基于comsol的多年運(yùn)行埋地能量樁工程實(shí)例仿真分析 ￥2800
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</div><p><br></p><p> 埋地能量樁又稱地源熱泵是陸地淺層能源通過(guò)輸入少量的高品位能源（如電能）實(shí)現(xiàn)由低品位熱能向高品位熱能轉(zhuǎn)移的裝置。通常地源熱泵消耗1kWh的能量，用戶可以得到4.4kWh以上的熱量或冷量。</p><p> 利用土壤深處冬暖夏涼的特性，適當(dāng)?shù)慕ㄖ車贾?em>能量樁陣列，充分的利用地源能量替代建筑內(nèi)空調(diào)等溫控設(shè)備，起到節(jié)約環(huán)保的功能。</p><p><br></p><p> 地源熱泵技術(shù)是利用地下的土壤、地表水、地下水溫相對(duì)穩(wěn)定的特性，在夏天將室內(nèi)的余熱轉(zhuǎn)移到低位熱源中，在冬天把低位熱源中的熱量轉(zhuǎn)移到需要供熱或加溫的地方，達(dá)到降溫或制冷的目的[1]。地源熱泵技術(shù)比傳統(tǒng)鍋爐技術(shù)節(jié)省70%以上的能源和40%～60%的運(yùn)行費(fèi)用；在制冷時(shí)，地?zé)岜眉夹g(shù)要比普通空調(diào)節(jié)能40%～50%，運(yùn)行費(fèi)用降低40%以上。</p><p>能量樁是一種樁埋管形式地源熱泵技術(shù)與傳統(tǒng)樁基礎(chǔ)相結(jié)合的經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能減排的新技術(shù)。通過(guò)在樁基礎(chǔ)中埋設(shè)各種形狀的換熱器裝置，進(jìn)行淺層低溫地?zé)崮苻D(zhuǎn)換，在滿足常規(guī)樁基力學(xué)功能的同時(shí)還能通過(guò)樁體實(shí)現(xiàn)與淺層地能的熱交換，起到樁基和地源熱泵預(yù)成孔直接敷設(shè)埋管換熱器的雙重作用[3]。
展開(kāi) 多孔結(jié)構(gòu)的數(shù)值仿真分析
能量樁的性能
傳熱是在研究多孔材料中的流體流動(dòng)和結(jié)構(gòu)力學(xué)時(shí)需要考慮的另一種常見(jiàn)物理現(xiàn)象。能量樁是位于建筑物地基內(nèi)的換熱器，用于高效加熱和冷卻。能量樁的應(yīng)用正是多孔基體問(wèn)題的示例。
基本能量樁的幾何。圖像作者為 E. Holzbecher，摘自他在 COMSOL 年會(huì)上的投稿論文。
在設(shè)置能量樁時(shí)，地下水可以流經(jīng)建筑物地基的多孔基體并改變裝置周圍的溫度分布。流體流動(dòng)也會(huì)引起孔隙壓力的變化，進(jìn)而影響下層材料的穩(wěn)定性。研究團(tuán)隊(duì)利用 COMSOL Multiphysics 中的數(shù)值模擬功能來(lái)探索熱效應(yīng)如何加劇能量樁和周圍地面的變形。
多孔結(jié)構(gòu)能量樁模型的溫度分布（左圖）和豎直固結(jié)（右圖）。圖像作者為 E. Holzbecher，摘自他在 COMSOL 年會(huì)上的投稿論文。
研究結(jié)果表明熱應(yīng)力和熱膨脹對(duì)能量樁及建筑物結(jié)構(gòu)變形的影響較大，而地下水的流體壓縮性能和熱學(xué)性能對(duì)其影響較小，可忽略不計(jì)。
我們可以便捷地在 COMSOL Multiphysics 中進(jìn)行耦合數(shù)值研究，這有助于我們?nèi)娣治龆嗫捉Y(jié)構(gòu)并評(píng)估多孔材料在真實(shí)條件下的表現(xiàn)。進(jìn)而提升了結(jié)構(gòu)的安全性，同時(shí)優(yōu)化了巖土工程的設(shè)計(jì)。
展開(kāi) Comsol能量樁換熱and樁土摩擦 ￥100
案例演示Comsol中聯(lián)合體模型溫度場(chǎng)傳遞至裝配體模型設(shè)置，配有文字說(shuō)明。
復(fù)合材料將在弗吉尼亞州渡輪碼頭用以取代木材
在2018年，VDOT取代了8個(gè)樁，其中37個(gè)木材由大型FRP單樁海豚組成。據(jù)報(bào)道，共有296個(gè)木樁被玻璃鋼取代，占木材生命周期成本的三分之一。
根據(jù)Composite Advantage，F(xiàn)iberPILE產(chǎn)品采用高強(qiáng)度重量比制造，能夠處理整體渡輪破碎載荷和惡劣的風(fēng)力條件。鳳凰工業(yè)環(huán)氧樹(shù)脂https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/48341.html
綜合優(yōu)勢(shì)總裁Scott Reeve解釋說(shuō)：
“我們制造了100英尺長(zhǎng)的FRP單樁，采用多軸E玻璃加固。在樁的下部80％中使用的玻璃纖維的59％定向?yàn)?度[平行于樁的縱向軸線]。8％的玻璃纖維被賦予90度取向，其余纖維取向?yàn)椤?5度。樁的頂部15英尺[聚焦在環(huán)向上]的玻璃纖維以0度的方向制造，8％（平行于樁的縱軸），59％的取向?yàn)?0度，其余纖維的取向?yàn)椤?5度。Wood具有42 ft-kip的能量吸收。這種組合使我們的單樁能量吸收能量為585英尺 - 基普。“
FiberPILE還具有中空結(jié)構(gòu)，重量輕，驅(qū)動(dòng)摩擦小。經(jīng)過(guò)一天的安裝后，據(jù)報(bào)道，承包商能夠在大約20分鐘的時(shí)間內(nèi)將一個(gè)100英尺長(zhǎng)的單樁驅(qū)動(dòng)到河底25英尺，并且干擾最小。
展開(kāi) 
新能源車的熱管理系統(tǒng)，到底在為消費(fèi)者管理什么？
還有更麻煩的事情，一段時(shí)間后空調(diào)好不容易打熱了，如果能量沒(méi)管控好，就會(huì)發(fā)現(xiàn)沒(méi)開(kāi)多少路，里程表顯示的續(xù)航數(shù)據(jù)就嗖嗖直接往下掉，本來(lái)冬季電池溫度也相對(duì)較低，能量釋放相對(duì)受阻，這個(gè)更要命。
在夏天的時(shí)候，熱管理的作用可能相對(duì)直接一些，主要是花一些時(shí)間把車廂的溫度降下來(lái)，然而在快速制冷的過(guò)程中，熱管理系統(tǒng)所消耗的能量也比較關(guān)鍵。
實(shí)際上電動(dòng)車熱管理系統(tǒng)的好壞與否，會(huì)影響車輛電器工作效率、余熱回收、能耗續(xù)航等方面的好壞，并且，這些影響會(huì)直接反饋到駕駛者和乘客的體驗(yàn)之上，一套好的熱管理系統(tǒng)對(duì)于一臺(tái)電動(dòng)車的重要性不言而喻。
我和通用的工程師交流比較多，基于Ultium奧特能電動(dòng)車平臺(tái)誕生的首臺(tái)純電SUV作品——LYRIQ上，工程師們考慮到消費(fèi)者用車痛點(diǎn)，為這臺(tái)車配備了先進(jìn)的BEVHEAT高效熱管理系統(tǒng)，我來(lái)重點(diǎn)來(lái)談?wù)勎伊私獾降男畔ⅰ?●具有高效的制熱能力
中國(guó)北方的客戶，全年有近半年的時(shí)間都處于低溫環(huán)境。我們看到之前有人調(diào)侃“電動(dòng)爹”，一個(gè)是吐槽里程短，還有一個(gè)是吐槽買了電動(dòng)車，冬天開(kāi)車需要蓋被子，一方面是因?yàn)闊岬寐硪环矫媸且驗(yàn)闀?huì)加速歷程衰減。對(duì)于一臺(tái)好的電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，是必須要解決電動(dòng)汽車的加熱性能和電耗問(wèn)題的（客戶最大的痛點(diǎn)）。
LYRIQ的BEVHEAT高效熱管理系統(tǒng)采用了直接式熱泵，和我們通常見(jiàn)到的加熱水路的間接式熱泵相比效果更好，因?yàn)橹苯邮綗岜靡环矫婵梢愿斓卦谲噹麅?nèi)吹出熱風(fēng)，迅速溫暖乘客座艙，使車內(nèi)到達(dá)適宜的溫度。根據(jù)設(shè)定的測(cè)試驗(yàn)證情況來(lái)看，把LYRIQ放到低溫倉(cāng)里面，在-10℃的氣溫狀況下，僅需2分鐘，出風(fēng)口溫度就能達(dá)到45℃。
●能夠充分利用充電樁的能量
LYRIQ在連接充電樁時(shí)，除了充電，還有一個(gè)貼心的儲(chǔ)熱功能。
展開(kāi) 電動(dòng)汽車充電樁直流電能設(shè)計(jì)訣竅，快來(lái)看！
現(xiàn)在很多電動(dòng)汽車充電樁，通過(guò)實(shí)際消耗的電量來(lái)計(jì)費(fèi)。因此，如何精確的測(cè)得直流電能非常重要。
本文將討論：
1. 電動(dòng)車充電樁的直流電能計(jì)量。
2. 如何設(shè)計(jì)直流電能表。
3. 通過(guò)分析ADI直流電能表設(shè)計(jì)實(shí)例，來(lái)看看電動(dòng)車充電樁直流電能表設(shè)計(jì)應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)。
電動(dòng)車直流和交流充電樁的差異
對(duì)于有電動(dòng)車的朋友，最直觀的感受是，直流充電快（快充），交流充電慢（慢充）。這是由于一般電動(dòng)車的電池需要靠直流充電，而外界交流電，最終大多要轉(zhuǎn)換成直流才能充電。
更加根本的原因是：直流電相對(duì)于傳統(tǒng)的交流供電可以顯著提高效率。特別是在碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等材料的新型功率開(kāi)關(guān)技術(shù)出現(xiàn)后，轉(zhuǎn)化效率進(jìn)一步提高。
電動(dòng)車充電樁的直流電能計(jì)量
下圖是典型的電動(dòng)車充電樁應(yīng)用。
圖1：電動(dòng)車充電樁應(yīng)用 （圖片來(lái)源：ADI）
電動(dòng)車充電樁的能量來(lái)源可以是清潔的能源（如光伏發(fā)電），也可以是電網(wǎng)。通過(guò)直流轉(zhuǎn)直流（DC-DC）或者交流轉(zhuǎn)直流（AC-DC），轉(zhuǎn)化成合適的電壓給電動(dòng)車充電。
一些傳統(tǒng)的電動(dòng)車充電是在交流側(cè)計(jì)量的，其缺點(diǎn)是無(wú)法測(cè)量交流到直流轉(zhuǎn)換過(guò)程中損失的能量，導(dǎo)致最終客戶的計(jì)費(fèi)不準(zhǔn)確。
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現(xiàn)在很多電動(dòng)汽車充電樁，通過(guò)實(shí)際消耗的電量來(lái)計(jì)費(fèi)。因此，如何精確的測(cè)得直流電能非常重要。
本文將討論：
1. 電動(dòng)車充電樁的直流電能計(jì)量。
2. 如何設(shè)計(jì)直流電能表。
3. 通過(guò)分析ADI直流電能表設(shè)計(jì)實(shí)例，來(lái)看看電動(dòng)車充電樁直流電能表設(shè)計(jì)應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)。
電動(dòng)車直流和交流充電樁的差異
對(duì)于有電動(dòng)車的朋友，最直觀的感受是，直流充電快（快充），交流充電慢（慢充）。這是由于一般電動(dòng)車的電池需要靠直流充電，而外界交流電，最終大多要轉(zhuǎn)換成直流才能充電。
更加根本的原因是：直流電相對(duì)于傳統(tǒng)的交流供電可以顯著提高效率。特別是在碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等材料的新型功率開(kāi)關(guān)技術(shù)出現(xiàn)后，轉(zhuǎn)化效率進(jìn)一步提高。
電動(dòng)車充電樁的直流電能計(jì)量
下圖是典型的電動(dòng)車充電樁應(yīng)用。
圖1：電動(dòng)車充電樁應(yīng)用 （圖片來(lái)源：ADI）
電動(dòng)車充電樁的能量來(lái)源可以是清潔的能源（如光伏發(fā)電），也可以是電網(wǎng)。通過(guò)直流轉(zhuǎn)直流（DC-DC）或者交流轉(zhuǎn)直流（AC-DC），轉(zhuǎn)化成合適的電壓給電動(dòng)車充電。
一些傳統(tǒng)的電動(dòng)車充電是在交流側(cè)計(jì)量的，其缺點(diǎn)是無(wú)法測(cè)量交流到直流轉(zhuǎn)換過(guò)程中損失的能量，導(dǎo)致最終客戶的計(jì)費(fèi)不準(zhǔn)確。
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