基于负荷特性的学校供热(冷)方案优化

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正确地预测建筑的负荷特性是冷热源方案选择及其优化的基础,同时也是后期系统运行调控的重要依据。对于校园区域性建筑,其负荷随各单体建筑的使用功能、作息时间、使用率发生改变,校区负荷特性是多个建筑糅合在一起的综合结果。本文以北京市某高校校区为例,通过调研获得校区不同功能建筑的作息时间及使用特点,结合校区目前的能源管控方式和冬季供暖运行调控措施,并考虑学校的寒暑假,利用DeST软件分别对校区内不同功能的建筑进行建模,根据房间功能和作息时间,设定不同时段的室内温度,通过模拟得到各单体建筑的全年8760h的冷热负荷数据报表,根据冷热负荷模拟结果和校区基础电负荷可以看出,学校教学楼与学生宿舍楼负荷存在明显错峰现象。最终将不同功能建筑的逐时冷热负荷进行叠加,得到校区的全年逐时冷热负荷。基于该负荷特性,本文对校区常规方案和可再生能源方案进行了研究,并分析了三联供方案相对于常规方案的节能条件,最终分别选取燃气锅炉+分体空调、地源热泵+燃气锅炉+分体空调、三联供+地源热泵+燃气锅炉+分体空调三种复合能源供应方案为研究对象,采用动态计算方法计算出每种方案的年运行能耗,从经济性、节能性和环保性等方面对三种方案进行了比较,并分析了能源价格对系统年运行能耗费用的影响。结果表明:在以方案一为基准方案的情况下,方案三的增量投资回收期最短,为9.2年,从能源节约率方面考虑,方案三每年可节约1590t标煤,能源节约率为32.4%,在碳排放方面,方案二每年的减排量为1931.3t,方案三为3912.2t,在能源利用率方面,方案三可达84%。因此,在目前校区能源收费标准下,通过对不同方案的综合评价,方案三应用在学校具有很好的节能性和环境效益,同时能源利用率较高,但方案的初投资较高,增量投资回收期长,增加了投资风险。本文不仅对学校负荷分析提供了方法,同时为北方地区学校冷热源方案的选择与优化提供了参考。
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