基于LCC评价方法的重庆地区某住宅小区供暖方案分析及优化

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目前,南方供暖话题已从“南方地区是否供暖”转为“南方地区应选用哪种供暖方式”,不少学者已研究了诸如长沙、上海、成都等几个长江流域城市的可选供暖方式,重庆地区的供暖方式研究相对比较薄弱,没有形成一定的体系。本文针对重庆地区丘陵地势、多能源结构等特点,以小区为单位,分析适合重庆市住宅的供暖方式。重庆地区没有集中供暖的历史,居民的供暖方式及供暖时间比较随意,供暖模式对供暖系统的影响较大。本文针对重庆市民的供暖行为,将供暖模式划分为连续运行模式和分时段运行模式,并将供暖系统的使用率划分为20%、50%、80%、100%四个区段,以运行模式和使用率为前提,分析不同供暖方案在重庆地区的适用性。首先,根据重庆地区的气候特征,利用Dest-h能耗模拟软件对住宅小区的动态负荷进行模拟,根据控制需求对负荷进行分区。假定住宅小区周边的燃气、土壤及水资源条件满足供暖需求,从分户供暖、楼栋集中供暖、区域集中供暖三个方面分析适合小区的供暖方案。其次,根据不同供暖方案的初投资和不同供暖运行模式及策略,对各供暖方案进行分析,计算不同使用率下各供暖方案的年运行成本,得到使用率小于20%时,燃气壁挂炉分户供暖、风冷热泵楼栋集中供暖、水源热泵分户集中供暖为最优方案;使用率高于20%时,土壤源热泵区域集中供暖、水源热泵区域集中供暖、燃气热水锅炉楼栋集中供暖为最优方案。考虑到使用年限对供暖方案经济性的影响,以全寿命周期、10年投资回收期、5年投资回收期为使用年限,分别统计不同使用年限下各供暖方案的寿命周期成本,从而得到,使用期为20年时,20%使用率以下优先考虑分户供暖方案,20%使用率以上优先考虑区域集中供暖方案;使用期为10年时,50%以下使用率优先考虑分户供暖方案,50%以上使用率优先考虑区域集中供暖方案;使用期为5年时,80%以下使用率优先考虑分户供暖方案,80%以上使用率可选用分户供暖方案或区域集中供暖方案。最后,考虑到重庆地区夏季高温炎热的气候,对供暖方案进行优化,增加了住宅夏季供冷项目,确定供冷时间段,统计优化方案的初投资。计算了各方案的年运行成本,从而得到,使用率小于20%时,燃气壁挂炉分户冷热联供、风冷热泵楼栋集中冷热联供、水源热泵分户集中冷热联供为最优方案;当使用率高于20%时,土壤源热泵区域集中冷热联供、水源热泵区域集中冷热联供、燃气热水锅炉楼栋集中冷热联供为最优方案。以全寿命周期、10年投资回收期、5年投资回收期作为冷热联供项目的使用周期,对不同方案的寿命周期成本进行统计。从而得到,使用期为20、10年时,50%使用率以下优先考虑分户冷热联供方案,50%使用率以上优先考虑土壤源热水泵及水源热泵集中冷热联供方案;使用期为5年时,50%以下使用率优先考虑分户冷热联供方案,50%以上使用率可选用分户冷热联供和水源热泵区域集中冷热联供方案。
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