OPTIMIZATION BASED DESIGN OF THERMOELECTRIC HEAT PUMP UNIT OF ACTIVE BUILDING ENVELOPE SYSTEMS

机译：基于优化的主动建筑围护系统热电泵机组设计

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Active Building Envelope (ABE) systems represent a new thermal control technology that actively uses solar energy to compensate for passive heat losses or gains in building envelopes or other enclosures. This paper introduces the first steps in exposing the community to this new technology, and explores an optimization based design strategy for its feasible application. The overall system is discussed, while this paper also gives particular focus to the design of a key constituent component. Namely, the collection of thermoelectric heat pumps; or, the TE unit. The latter becomes an integral part of the generic enclosure, and is a collection of thermoelectric coolers, or heaters. As a critical component of the optimization based design strategy, select computationally inexpensive approximate analytical models of generic TE coolers/heaters (TE Cooler) are developed. The optimization technique is implemented to evaluate different design configurations of the TE unit. The preliminary results indicate that the total input power required to operate the TE unit decreases as the distribution density of the TE coolers increases. In addition, the thermal resistance of the heat sink (attached to the TE cooler) plays a key role in determining the number of TE coolers required. These preliminary findings may have practical implications regarding the implementation of the ABE system.

机译：主动式建筑围护结构（ABE）系统代表了一种新的热控制技术，该技术主动使用太阳能来补偿建筑物围护结构或其他围护结构中的被动式热量损失或增加。本文介绍了使社区接触到这项新技术的第一步，并探讨了基于优化的可行策略设计策略。讨论了整个系统，同时本文还特别关注了关键组成部分的设计。即热电热泵的集合；或TE单元。后者成为通用外壳的组成部分，并且是热电冷却器或加热器的集合。作为基于优化的设计策略的重要组成部分，开发了通用的TE冷却器/加热器（TE Cooler）的选择，计算成本低廉的近似分析模型。实施优化技术以评估TE单元的不同设计配置。初步结果表明，随着TE冷却器分布密度的增加，运行TE单元所需的总输入功率会降低。此外，散热器（连接到TE冷却器）的热阻在确定所需的TE冷却器数量方面起着关键作用。这些初步发现可能对ABE系统的实施具有实际意义。

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来源
《HTD-vol.376-2; ASME(American Society of Mechanical Engineers) International Mechanical Engineering Congress and Exposition; 20051105-11; Orlando,FL(US)》|2005年|P.161-173|共13页
会议地点 OrlandoFL(US)
作者
Ritesh A. Khire; Achille Messac; Steven Van Dessel;
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作者单位

Dept. of Mechanical Engineering Rensselaer Polytechnic Institute Troy, NY 12180;

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会议组织
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类热力工程理论;
关键词

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