区域能源系统与区域能源规划(张勇)

北京周庄小区节能设计--区域能源系统与区域能源规划姓名：张勇（913108260149）组员：高冀雄余通孙爽杰谭帅许新涛辛佳美教学计划区域能源系统及规划研究现状系统选择条件分析规划方案一、研究现状1、国内：方向一：城市能源规划的模型和软件开发，如LEPA模型，矩阵规格化处理方向二：其他领域的理论和方法进行研究。这两个研究方向本质上都是对城镇内整体或局部建筑群的能源规划研究。研究热点：着眼于建筑能耗的城镇能源规划；强调低碳减排的区域能源规划；区域可再生能源规划；传统意义上的城市能源规划。实例☆江西省景德镇市，建立LEAP模型，预测能源需求和二氧化碳排放变化。☆天津中新生态城，利用综合资源规划方法对生态城的能耗进行了预测。☆广西省柳州市，能源弹性系数法进行能源需求预测，最后采用线性规划方法进行定量优化，最终实现了能源、环境、经济效益三者的协调统一。2、国外☆瑞典，区域供冷技术已经大量推广使用，斯德哥尔摩市采用海水以及热泵蒸发器作为冷源进行区域供冷，区域供冷的供回水温度分别是6℃和16℃，当海水温度低于6℃时，海水首先通过热泵的冷端提供给区域供热系统一部分热量，然后被冷却的海水通过汉钛金属的板式换热器将自身的冷量传递给供冷系统。海水温度在6℃和16℃之间时，投入电驱动制冷，海水温度大于16℃时，把海水作为冷却水来冷却制冷机的冷凝器来提高其COP，然后通过耐腐蚀的太钛金换热器把热量传递给供热系统来预热区域供热系统的回水，区域供冷的冷量完全由电驱动制冷机制造的冷量和储存在蓄水层中的冷量提供[13]。☆希腊，对于区域供热技术比较推崇，，采用区域供热技术的地区一般海拔较高气候条件差,且临近燃烧褐煤电站。褐煤是希腊区域供热机组使用的主要燃料区域供热是一项高效且环保的能源技术,包括供热用热水的生产、输送和分配。区域供热系统的发展以及由此而减少的大气污染排放,使冬季大气环境得到显著改善。区域供热取代燃油中央供热系统,将有助于减少大气污染排放。☆大湄公河次区域国家泰国：太阳能光伏发电，生物燃料（乙醇汽油）和小水电等。越南：清洁电力、风能和沼气推广为主。在清洁电力方面，采取梯级开发，结合建设中小型水利项目，服务当地用电、灌溉和生活用水需求。缅甸、老挝、柬埔寨3国是湄公河次区域经济最欠发达的国家，能源供给主要依赖石油等传统能源，由于3国河流较多，河流落差大，水能资源极为丰富，水力发电潜力巨大，在可再生资源开发上主要是以水利开发利用为主。2.1分布式能源系统原理直接面向用户，按用户的需求就地生产并供应能量，具有多种功能，可满足多重目标的中、小型能量转换利用系统。二、系统选择分布式能源系统的优点：最主要优点是用在冷热电联产中，实现能量的“梯级利用”；没有运输损失。2.2系统燃料---天然气削峰填谷：夏季空调负荷激增，天然气使用处于低谷2.3可再生能源分析太阳能资源较丰富带，太阳能年辐射总量在5600兆焦-6000兆焦/平方米；生物质资源比较丰富、发展潜力大；风力、水力资源较少，分布不均匀；地热资源丰富。考虑采用地源热泵系统3.1能源供应情况北京市属于能源资源短缺地区，能源品种主要是储量较少的煤炭、水电及地热等；对于清洁能源，北京地区近几年的利用稳步上涨，2012年天然气利用占比近17%；小区天然气由北京燃气集团提供，可以满足需求。三、条件分析3.2资源条件地埋管式地源热泵适宜性的因素主要有地质与水文地质条件、地层热物性参数和施工条件；丰台周庄小区附近土壤岩性为多层砂层和地下水，径流条件较好，因此特别适合使用地埋管式地源热泵。4.1负荷需求预测电力负荷预测：规划区供电需求为1600kW设计用量，采用灰色预测方法，利用关联关系进行分析，通过对系统内部因素、因素与因素之间的相异程度、发展趋势的鉴别，并在实现对原始数据进行规律寻找的基础上，成为具有规律性的数据序列，建立相应的方程模型，从而通过方程模型来实现对负荷预测数据的分析。四、能源规划建筑冷热负荷预测：设定几种情景，用小区典型的气候条件、小区内建筑物使用时间表、内部负荷的不同组合，使用DeST软件建立小区建筑模型，并对该模型进行动态冷热负荷模拟预测，用该结果预测小区内这种类型所有建筑的动态负荷。4.2能源系统的构建构建一个复合式能源系统，实现能源的梯级利用与低碳节能化。电力天然气、空气内燃机地源热泵余热吸收式热泵电力负荷4.3中心冷热源周庄小区4号楼东部，北京市农村商业银行北部设置一个中心冷热源，冷热源系统采用以天然气为燃料的内燃机与地源热泵和吸收式热泵相结合的清洁型热电冷联产系统，热电冷联产系统采用“以热定电”的运行方式。能源中心中冷热源设备采用最新型高效率的吸收式热泵和地源热泵。小结：（1）分析了国内外区域能源规划的研究现状；（2）根据对周庄小区的能源供应情况、资源条件进行负荷预测，考虑采用分布式能源系统，运用热电冷联产，回收系统发电的余热；（3）分析比较了小区可再生能源情况，地源热泵空调系统；（4）构建了一个复合式能源系统，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热的系统形式。