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极寒气候下加热和冷却负荷对电池储能系统尺寸的影响
电池储能系统的有效运行要求电池温度保持在特定范围内。当前的技术经济模型忽略了加热和冷却操作对这些设备的寄生负载，假设它们在恒定温度下运行。在这项工作中，考虑到在寒冷环境中部署电池储能系统的最佳尺寸，研究了这些影响。峰值调节应用作为线性规划问题呈现，然后用 PYOMO 优化编程语言将其表述出来。建筑能量模拟软件 EnergyPlus 用于模拟电池储能系统外壳的供暖、通风和空调负载。对美国八个地点进行了案例研究，考虑了镍锰钴氧化物锂离子电池类型以及电源转换系统是在外壳内部还是外部。结果显示，能量容量大小增加了 42% 至 300%，额定功率增加了 43% 至 217%，资本成本增加了 43% 至 296%，具体取决于位置。该分析表明，供暖、通风和空调负荷会对电池储能系统的最佳尺寸和成本产生很大影响，值得在技术经济研究中考虑。
由于综合HVAC而引起的能源和需求节省潜力...
随着商业和住宅建筑的约占美国能源的40％和70％的电力消耗，有很大的机会来提高这些建筑物的能源效率。同样，建筑物也占了大部分电力需求，尤其是在使用高峰时段。随着电网越来越多地得到可再生能源的支持，建筑物是支持需求侧管理的理想选择，从而使电力需求达到可变电力供应水平。各种建筑能源系统组件的集成控制，包括HVAC（加热通风和空调），照明和阴影设备，结合高级传感器和控制技术，可以帮助优化系统操作。本研究旨在研究综合的HVAC，照明和阴影设备控制的影响，以估计美国典型的小型办公楼的能源和需求节省的影响这是通过多步建模过程来实现的，包括使用Radiance的日光模拟来评估每个区域的可用日光，然后使用radiance结果作为输入来开发和实施各种控制，并估算能源和需求节省。这项工作的结果为建筑物，公用事业和电网运营商行业的各种利益相关者提供了见解，并量化了集成系统的潜在好处。
典型和极端天气数据集用于研究建筑物对气候变化和热浪的弹性
我们介绍了当前和未来的预计天气文件的前所未有的数据集，用于在全球10个气候区域分发的15个主要城市建立模拟。数据集包括环境空气温度，相对湿度，大气压，直接和弥漫性太阳辐照度以及小时分辨率下的风速，这是进行建筑模拟所需的必不可少的气候元素。数据集包含Energy Plus天气文件（EPW）格式（EPW）格式的典型和极端天气年份，以及三个时期的逗号分隔价值（CSV）格式的多年预测：历史（2001- 2020年），未来的中期（2041-2060）（2041-2060），以及未来的长期（2081-2100）。数据集是从一个区域气候模型的预测中生成的，这些模型是使用每个城市的多年观察数据对其进行偏差校正的。所使用的方法使数据集成为第一个在极端温度的频率，持续时间和幅度中纳入未来气候中复杂变化的数据集。这些数据集在IEA EBC附件80“建筑物的弹性冷却”中创建，可以用于不同类型的建筑适应和弹性研究，以进行气候变化和热浪。
典型和极端天气数据集用于研究建筑物对气候变化和热浪的弹性
我们介绍了当前和未来的预计天气文件的前所未有的数据集，用于在全球10个气候区域分发的15个主要城市建立模拟。数据集包括环境空气温度，相对湿度，大气压，直接和弥漫性太阳辐照度以及小时分辨率下的风速，这是进行建筑模拟所需的必不可少的气候元素。数据集包含Energy Plus天气文件（EPW）格式（EPW）格式的典型和极端天气年份，以及三个时期的逗号分隔价值（CSV）格式的多年预测：历史（2001- 2020年），未来的中期（2041-2060）（2041-2060），以及未来的长期（2081-2100）。数据集是从一个区域气候模型的预测中生成的，这些模型是使用每个城市的多年观察数据对其进行偏差校正的。所使用的方法使数据集成为第一个在极端温度的频率，持续时间和幅度中纳入未来气候中复杂变化的数据集。这些数据集在IEA EBC附件80“建筑物的弹性冷却”中创建，可以用于不同类型的建筑适应和弹性研究，以进行气候变化和热浪。
已发表版本引文 (APA): Hu, Y., Guo, R., & Heiselberg, PK (2020). PCM 增强通风口的性能和控制策略开发
本研究提出了一种用于通风预热/预冷的 PCM 增强通风窗 (PCMVW) 系统，以节省建筑能源。它被设计成使用不同控制策略的夏季夜间制冷应用和冬季太阳能存储应用。建立了 PCMVW 的 EnergyPlus 模型来研究控制策略。接下来，进行了全尺寸实验来研究 PCMVW 的工作原理并验证该模型。利用经过验证的模型，将 PCMVW 的热性能和能量性能与其他 2 个通风系统进行了比较，结果表明 PCMVW 可以大大降低夏季和冬季应用的制冷/供暖能源需求。最后，本文提出了丹麦气候条件下住宅应用的控制策略。针对夏季夜间制冷应用开发的控制策略是使用玻璃间反射遮阳，直接从 PCM 热交换器向房间通风，同时应用 VW 自冷进行通风预冷模式，并使用 VW 中的空气加热房间以防止房间过冷。针对冬季太阳能储能应用开发的控制策略是使用玻璃间吸收百叶窗，利用 VW 中的热空气，并通过自冷和旁路通风冷却 VW，以防止房间过热。与原始的夏季和冬季控制策略相比，采用开发的控制策略，建筑节能分别高达 62.3% 和 9.4%。© 2020 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。
PCM增强式通风系统的需求控制策略
摘要：已经开发了通过相变材料（PCM）增强的通风窗口系统，并在先前的工作中检查了其节能潜力。在本文中，进一步开发了通风控制策略，以提高PCM储能的节能潜力。基于位于纽约的可持续低能房屋的能量倍增模型，对通风空气流量对PCM存储的节能潜力的影响进行了研究。它表明，在夏季，优化的通风空气流量为300 m 3 / h。与使用独立通风窗相比，使用PCM能量存储的通风窗的节能为10.1％，与使用标准窗口相比，使用独立的通风窗口为12.0％。在冬季，优化的通风空气流量为102 m 3 / h。与使用独立通风窗相比，使用PCM储能的通风窗的节能为26.6％，与使用标准窗口相比，使用独立的通风窗口为32.8％。根据优化的通风空气流量，需求控制通风策略，根据每个房间的需求对空气供应和热泵设置进行个性化，并研究了其节能潜力。结果表明，与房屋中持续的通风空气流相比，使用需求控制的能源节省在夏季为14.7％，冬季为30.4％。
基于CTA-2045的混合ML模型，用于HVAC负载和储能的数字双胞胎控制功能
摘要 - 建造建模，专门的加热，通风和空调（HVAC）负载和等效的储能计算，代表了建筑物和智能网格控制的脱碳的关键重点。由于其复杂性而广泛使用的白盒模型在计算上太密集了，无法用于高分辨率分布式能源资源（DER）平台，而无需模拟时间延迟。在本文中，提出了一种超快速的一分钟分辨率混合机器学习模型（HMLM），作为新型程序的一部分，以复制白盒模型，以替代广泛的实验性大数据收集。使用了田纳西河谷管理局管理的三个现有智能房屋的实验校准能量置换模型的合成输出数据。HMLM采用合并的K-均值聚类和多个线性回归（MLR）模型来预测整个年度测试集的NRMSE误差少于10％的详细HVAC功率。提供了一种方法，可以通过新提出的混合模型将HVAC系统表征为适用于DER控制和事件类型的通用存储（GES）设备，该设备根据通信技术协会（CTA）2045标准和能量星指标，例如目前由行业开发的“能源收集”，以统一家庭设备控制。索引条款 - 储能存储系统（BES），通风和空调（HVAC），储能，ANSI/CTA-2045-B，能量星，能量恒星，能量吸收，家庭能量管理，需求响应（DR），机器学习，机器学习，机器学习，智能网格，智能网格>/div>
量化住宅空间加热电气化对德克萨斯电网的影响
在这项技术分析中，我们研究了德克萨斯州住宅部门完全电气化太空加热对得克萨斯州电力可靠性委员会（ERCOT）电网能源消耗，峰值功率需求和电网容量利用的影响。我们利用了国家可再生能源实验室（NREL）Resstock工具来开发具有地理位置代表性的住房库存模型和基于物理的EnergyPlus建模软件来创建代表Ercot操作区域住宅区的总体建筑库存能源模型。在这个总体建筑能源模型中，我们用可逆的电动热泵代替了所有天然气和其他化石燃料炉的效率，这些效率的可逆电动泵可以在冬季提供加热并在夏季冷却。我们将空间分辨的实际气象天气数据与建筑物的库存能源模型整合在一起，以模拟ERCOT地区每小时解决的特定年份（2016）的特定年份（2016年）。我们发现，ERCOT内17个区域中每个区域的每天的年度电力消耗，每天的峰值小时电力需求以及负载持续时间曲线。从基本情况下，住宅部门的绝对冬季峰值电力需求可能会增加36％或12 gW。这些结果表明，网格能力将需要增加10 gW（住宅区增加25％）才能适应冬季峰值住宅行业。使用平均2018年排放率，我们估计对标准效率热泵的变化将导致CO 2排放量减少4.1％，而住宅部门的NO X排放量减少了5.8％。尽管冬季电力消耗将增加家庭供暖，但每年的电量消耗量将保持大致相同或减少，因为效率较高的热泵可提供比它们也更换的常规空调更有效的冷却。在我们的标准效率方案中，因此X排放没有显着变化，但是在高和超高的总效率方案中，因此X排放分别降低了8.3％和15.0％。