碳中和城市建筑能源系统(3):负荷篇

本文是碳中和城市建筑能源系统系列文章的第三篇。碳中和城市能源系统要实现“两个替代”,即能源生产的可再生能源替代和能源消费的电力替代。因此有2个关键点对负荷分析提出了要求：一是建筑电气化,使得建筑供热供冷负荷与电力负荷更紧密地结合在一起。二是可再生能源利用的规模化,使得电力系统从原先只应对需求侧的变动负荷,变为要应对需求侧和供应侧2个方面的变动负荷;而建筑成为电网灵活性的最主要的提供者。本文总结了在这种形势下的电力负荷和冷热负荷分析的特点,阐述了电力负荷分析与建筑供热供冷负荷分析技术路径的异同。重点介绍了在建筑能耗限额背景下供热供冷负荷的反推方法,以及其重要参数“当量满负荷小时数”的概念和生成方法。最后介绍了为电网提供灵活性的供热供冷负荷预测的技术路径。     

区域能源系统一次能源梯级利用优化设计方法

以上海某商务区区域能源项目为例,介绍了区域供冷供热系统、燃气冷热电三联供系统、辅助供冷供热系统和蓄能系统。详细介绍了空气源热泵与水源热泵串级供热系统、低温余热回收利用系统,并对系统总投资、运行能效与运行成本进行了分析。设计遵循燃气冷热电三联供系统电能自发自用为主、上网售电为辅,发电余热利用最大化的原则,即利用水源热泵机组深度回收低温余热,实现能源梯级利用优化,节能减排效果显著。     

区域建筑冷热负荷预测方法及其研究进展

区域建筑冷热负荷预测是建筑区域用能规划和区域供冷供热系统设计的基础和关键。对已有区域建筑冷热负荷预测方法进行了回顾,比较分析了各种预测方法的优缺点,根据其各自特点探讨了区域用能规划阶段和区域能源系统设计阶段负荷预测方法的适用性。     

辽滨新城商服核心区能源系统规划的研究

研究辽滨新城商服核心区能源供应特性和建筑用能特性,以实现区域能源的供需平衡、高效利用和建筑的低碳节能。对商服核心区能源系统和能源基础设施提出了基本规划理念,以商服核心区的能源供应状况、资源条件分析、供冷供热负荷及其分布等研究为前提,提出了应用内燃机的分布式能源系统结合地源热泵和吸收式热泵供冷热的系统形式,并对该系统能效做以研究分析,对共同沟的规划作了介绍。研究结果为商服核心区能源系统规划设计提供理论与技术依据。     

大型公建联合能源区域供冷供热系统工程实例

传统空调系统设计强调一次投资的节约而忽视后期运行费用,提出一种适用于大型公建的联合能源区域供冷供热系统,根据建筑冷热负荷波动变化采用不同的供能方式,弥补常规供冷供热方式存在的功能单一、设备闲置率高、低效率运行等缺陷,同时实现经济效益与节能效益。以一栋300 000 m~2的公共建筑为例,与常规空调系统相比,该联合能源区域供冷供热系统投资虽然增长了25.7%,但全年运行费用减少了34.68%,投资回收期为2.3年,全年一次能源消耗量减少了25%。     

基于正交试验法的地下水-海水复合热泵系统运行优化

结合天津港某实际工程,给出了水源热泵机组的数学模型并对其进行了试验验证。结果表明,模拟结果和试验结果的误差在允许范围内,该数学模型可用于计算和预测机组的运行特性。在该模型基础上,应用正交试验方法,对该地下水-海水复合热泵系统的全年运行策略进行了优化。结果表明,最佳运行策略为:供热季海水温度高于8℃时间段内,单独采用海水源热泵供热,其余时间段采用地下水源热泵供热;供冷季海水温度低于6℃时,单独采用海水源热泵系统供冷,其余时段采用海水源热泵和地下水源热泵联合供冷;冷热源侧水泵采用变频调节。该运行策略下,冷热不平衡率为3.57%,基本不会对浅层地能产生影响。     

分布式能源系统运行效果受负荷稳定性的影响

通过分布式供能系统与普通供冷供热方案的经济性比较，定量分析了热负荷与冷负荷的变化及两者的比重对分布式能源系统运行经济性和初投资回收期的影响。研究发现，冷热负荷的稳定性对分布式能源系统运行效益影响显著，实际冷热负荷占额定冷热负荷的百分率对分布式供能系统的初投资回收期有显著影响同时，在冷热电联产中，供热所用余热比重越大，分布式供能系统的经济性越好。     

重庆大剧院江水源热泵项目

重庆江北城区域集中供冷供热项目是重庆地区乃至西南地区首家采用能源服务模式的大型水源热泵区域集中供冷供热项目,对南方地区区域供冷供热的推广具有极强的探索试验意义。重庆大剧院是重庆江北城CBD区域先期投入使用的一座公共文化建筑,作为江北城CBD区域江水源热泵集中供冷供热系统的第一个用户,有着十分重要的示范意义。     

地热水水源热泵在校园建筑的应用

探讨了校园建筑冷、热负荷的特点,介绍了适用于校园建筑供暖、供冷的冷热源。结合某工程实例,研究了以水源热泵机组作为冷热源的水源热泵系统,针对校园建筑冷、热负荷特点,修正了冷热负荷。分析了水源热泵系统的经济性、环保性及校园建筑采用水源热泵作为冷热源的优势。     

区域能源系统能效的理论分析

针对大型集中能源站供冷、供热系统,特别是超大规模建筑群可再生能源利用与综合蓄能技术耦合,复合以调峰冷热源的多元化复合能源系统,通过理论分析和试验测试研究系统在典型工况下冬季供暖和夏季供冷时的能源效率,形成一套完整的分析计算与设计方法、系统工艺集成体系、监控体系,进一步提升系统的运行能效。     

上海世博园区能源规划:回顾与反思

回顾了世博园区能源规划的过程,从最早的天然气联合循环热电联产方案,到后来的分布式能源方案,直到现在的基于江水源热泵的综合方案,都是基于系统能源效率最大化的原则.对江水源热泵的方案,分别从负荷分布、黄浦江水温预测、能耗分析、区域供冷的最佳供冷半径、大型江水源热泵对黄浦江生态环境的影响,以及江水源热泵的运行模式等方面进行研究.并对方案的节能减排效益作了测算.     

重庆江北城江水源热泵区域供冷供热系统设计

介绍了重庆市江北城中央商务区(CBD)的江水源热泵集中供冷供热项目能源站的系统设计。计算了该能源站的空调冷热负荷,详细介绍了机房布置、自控设计、冰槽做法及对水环境的影响。该工程将冰蓄冷与热泵系统结合,同时实现了区域集中供冷供热,并采用了江水直接冷却技术。经测评,该系统相对传统的供冷供热系统,夏季节约费用993.3万元,冬季节约费用909.4万元,具有良好的经济性。     

探讨水源热泵在供热空调系统中的应用

水源热泵在建筑供热空调系统中应用十分广泛,它既可以冬季供热也可以夏季空调供冷,同时还可以兼顾为建筑供应热水之用。通过对其机组系统运行特点进行分析研究,并结合当前我国建筑能源利用情况及水源热泵在我国供热空调系统中应用现状,得出水源热泵技术必须在环保与节能前提下作为新能源技术才可以适当推广应用。     

太阳能-地源热泵串联复合式系统的性能研究

对于总热负荷与总冷负荷不平衡的建筑,单独采用土壤源热泵系统供暖或供冷时,系统运行末期土壤温度发生很大的变化,降低了系统的运行性能。针对此类建筑,搭建太阳能-土壤源串联复合式热泵系统,从集热器单位面积流量、存储水箱体积的影响因素出发,研究供暖期热泵机组蒸发器侧进水温度、系统运行性能和能耗的变化情况,为常规土壤源热泵系统引起的土壤热平衡问题提出解决方案,为今后的实际工程设计及应用提供参考依据。     

复合式地源热泵系统在青岛科技馆项目中的应用

根据青岛科技馆建筑负荷特点及项目周围能源分布、运营时间,介绍了复合式地源热泵系统(冬季采用燃气锅炉辅助调峰供暖,夏季选用冷水机组+冷却塔系统辅助供冷)的冷热源系统配置思路,并从初投资、运行费用、静态回收期等方面分析了其应用合理性.为了降低系统运行能耗,根据科技馆动态负荷和机组运行特性对复合式地源热泵的控制策略进行了初步...     

瑞典热泵系统区域供热供冷经验以及在中国的和谐化应用

20世纪80年代,瑞典开始将热泵系统区域供热作为一项重要市政基础建设,进行大规模的安装,在短短几年内,大型热泵站在大多数较大的瑞典城市得以运行。十年后,使用热泵系统实现区域供冷的热潮相继而至,最初通常与区域供热相结合。一直以来,瑞典是世界上成功应用热泵技术实现区域供热供冷的领军国家,致力于完善建设并且国际化推广本土经验。当今,节能减排和新型环保型能源的应用成为中国在快速发展进程中的关键词,这成为了将热泵/区域供冷技术以及在欧洲的应用经验引入中国的大好时机。本文将介绍集中热泵系统供热供冷系统的优点,瑞典的热泵系统成功经验以及此项技术在中国因地制宜的和谐化应用。     

瑞典集中热泵系统区域供热供冷经验以及在中国的和谐化应用

20世纪80年代,瑞典开始将热泵系统区域供热作为一项重要市政基础建设进行大规模的安装,在短短几年内,大型热泵站在瑞典中型以上城市得以运行,10年后,使用热泵系统实现区域供冷的热潮相继而至,最初通常与区域供热相结合,一直以来,瑞典都是世界上成功应用热泵技术实现区域供热供冷的领军国家,致力于完善建设并且国际化的推广本土经验,当今．节能减排和新型环保型能源的应用成为中国在快速发展进程中的关键词．成就了将热泵1区域供冷技术以及在欧洲的应用经验引入中国的大好时机,本文将介绍集中热泵系统供热供冷系统的优点,瑞典的热泵系统成功经验以及此项技术在中国因地制宜的和谐化应用,     

全国唯一海水源热泵示范城 大连推广建筑节能

作为全国唯一海水源热泵示范城市,今年大连市将加大水源热泵等可再生能源在建筑中的规模化应用。 2007年,大连市在星海湾商务区率先投入使用水源热泵,经过2个供热期和2个供冷期,目前供热面积已达20万m^2。大连世界博览广场、市游泳馆等建筑都用上了这种新能源。     

从规划的角度分析区域供冷供热技术

文章以常州市未来智慧城为例,从规划的角度分析了区域内各个片区的建筑性质及能源供给条件,提出了集中能源站的设置思路;通过方案的比较及负荷分析,初步确定了首开区的能源站的形式,以及区域供冷供热的管线走向及站房的位置;通过运行策略的模拟分析,简述了河水源热泵能源站结合蓄能在部分负荷下运行的适应性。     

全国唯一海水源热泵示范城 大连推广建筑节能

作为全国唯一海水源热泵示范城市,今年大连市将加大水源热泵等可再生能源在建筑中的规模化应用。 2007年,大连市在星海湾商务区率先投入使用水源热泵,经过2个供热期和2个供冷期,目前供热面积已达20万m^2。大连世界博览广场、市游泳馆等建筑都用上了这种新能源。