永丰基地新能源规划方案(编辑修改稿)

永丰基地新能源规划方案(编辑修改稿)内容摘要：

使用功能和相应面积等，因而，热电冷负荷只能在大量 调 研分析的基础上，根据该建筑类型的基本特征，对最典型的建筑类型进行逐时模拟计算。 在冷热负荷确定的过程中，由于不同类型建筑冷热负荷指标与负荷特性的实际测量存在较大困难，且受气象条件所约束，而建筑能耗模拟软件无疑是获得冷热负荷特性的最有效的工具，如 EQUEST、 DOE EnergyPlus、 ESPr、 DeST等。 本文利用清华大学建筑技术科学系 开发的能耗模拟软件 DeST进行模拟计算，选择多座北京市具有代表性的 学校、科研 办公楼、 住宅混合公建、 写字楼 、商场、酒店、幼儿园、体育馆等 建筑进行详细 DeST 建模模拟，并 计算得到 不同用地 典型建筑冷热负荷需求的逐时动态特性（ 8760h）。 在电力负荷确定过程中，本文依据清华大学建筑节能研究中心对 不同用地典型 建筑电负荷的分项计量方法， 在 对北京多幢 学校、科研 办公楼、 住宅混合公建、写字楼 、商场、酒店、幼儿园、体育馆等 建筑的分项计量 的监测数据基础上 ，得到 不同用地 典型建筑电力负荷需求的逐时动态特性（ 8760h）。 建筑冷热负荷动态模拟 利用 DeSTC（公共建筑版）能耗模拟软件进行建模计算，部分模拟的建筑模型立面图如图 31 所示。 图 31 北京若干典型 建筑 DeST 建筑 模型 北京市气象特点 在 DeST 模拟计算中采用的逐时气象参数均为北京市标准典型气象年参数，其数据来源为中国气象局与清华大学联合开发的《中国建筑热环境分析专用气象数据集》。 北京市室外的逐时干球温度动态变化见图 32。 北京最高气温为℃ ，最低气温为 ℃ ；最热月的平均温度为 ℃ ，最冷月的平均温度为 ℃ ，冬季采暖室外设计温度为 9℃ ，夏季空调室外计算干球温度 ℃ ，夏季空调室外计算湿球温度 ℃。 20 10 0 10 20 30 40 1月1日2月1日3月1日4月1日5月1日6月1日7月1日8月1日9月1日10月1日11月1日12月1日干球温度（℃）逐时干球温度统计 图 32 北京室外逐时干球温度 围护结构热工参数 围护结构主要包括外墙、 内墙、屋顶、外窗等，其参数按照《北京市公共建筑节能设计标准》根据各建筑的建筑类型设定。 其中甲类建筑为单幢建筑面积大于 20200 m且全面设置空气调节设施的建筑；乙类建筑为单幢建筑面积 300～20200 m2，或建筑面积虽大于 20200m2但不全面设置空调设施的建筑。 各类型建筑的围护结构参数如表 3 3 33 所示。 表 31 各类型建筑围护结构热工参数 围护结构名称 传热系数（ W/m2K ） 甲类建筑 乙类建筑 体型系数 ≤ ＜体型系数 ≤ 体型系数 外 墙 屋顶 内墙 表 32 甲类建筑外窗热工参数 外窗类型 传热系数 Kc（ W/m2K ） 遮阳系数 SC 窗墙面积比 ≤ ＜窗墙面积比 ≤ ＜窗墙面积比 ≤ ＜窗墙面积比 ≤ 表 33 乙类建筑外窗热工参数 外窗类型 体型系数 ≤ 体型系数 传热系数 Kc （ W/m2K ） 遮阳系数SC 传热系数 Kc （ W/m2K ） 遮阳系数SC 窗墙面积比 ≤ ＜窗墙面积比 ≤ ＜窗墙面积比 ≤ ＜窗墙面积比 ≤ ＜窗墙面积比 ≤ 各功能房间热扰设 定 同类建筑中相同功能的房间内扰情况设定为一致。 各类房间室内发热量产热指标大小如表 34 所示。 表 34 室内热扰参数 房间类型 人员密度（人 /m2） 人均发热量（ W） 人均产湿量（ kg/h） 照明功率（ W/m2） 设备功率（ W/m2） 电脑机房 81 10 30 会议室 63 15 0 门厅 64 20 0 普通办公室 64 10 20 卫生间 61 10 0 走廊 58 5 0 通风设定 关于渗透风的设定，外层房间加入通风换气次数。 在空调开启时通风换气次数为 0，空调关闭时通风换气次数为。 各房间人员新风量设定参见 “ 室内设计参数 ” 部分。 室内设计参数 室内设计参数包括房间空调设定温度和湿度范围、空调运行方式及人员新风量等。 同类建筑中相同功能的房间设计参数设定为一致。 各功能房间室内设计参数表 35 所示。 表 35 房间设计参数 房间类型 夏季 冬季 新风量 (m3/h人 ) 温度 (℃ ) 相对湿度 (%) 温度 (℃ ) 相对湿度 (%) 电脑机房 2125 65 1822 55 20 会议室 2426 65 2022 50 30 门厅 1828 65 1828 55 20 普通办公室 2426 60 2022 50 30 卫生间 2028 65 2028 55 20 走廊 2028 65 2028 55 20 计算模拟结果 通过对 各类典型 建筑进行全年逐时的建筑热环境模拟分析，计算得到 永丰产业基地（新） 的全年冷热负荷 模拟 结果，如图 33 所示。 0 . 0 0 2 0 0 0 0 . 0 0 4 0 0 0 0 . 0 0 6 0 0 0 0 . 0 0 8 0 0 0 0 . 0 0 1 0 0 0 0 0 . 0 0 1 2 0 0 0 0 . 0 0 1 4 0 0 0 0 . 0 0 1 6 0 0 0 0 . 0 0 1 8 0 0 0 0 . 0 0 1 338 675 1012 1349 1686 2023 2360 2697 3034 3371 3708 4045 4382 4719 5056 5393 5730 6067 6404 6741 7078 7415 7752 8089 8426 负荷(kW)时间 ( h )热负荷冷负荷 图 33 北京 永丰产业基地（新） 的冷热负荷需求动态特性 建筑电力负荷动态特 性 电力负荷是扣除了冷机电耗的建筑办公设备、照明和空调输配能耗等其它所有电耗之和。 依据清华大学建筑节能研究中心 对 北京市具有代表性的 学校、科研 办公楼、 住宅混合公建、 写字楼 、商场、酒店、幼儿园、体育馆等 建筑 的 分项计量方法，得到 永丰产业基地（新）的全年电负荷模拟结果 （ 8760h） ， 如图 34 所示。 0 . 0 0 5 0 0 0 . 0 0 1 0 0 0 0 . 0 0 1 5 0 0 0 . 0 0 2 0 0 0 0 . 0 0 2 5 0 0 0 . 0 0 3 0 0 0 0 . 0 0 3 5 0 0 0 . 0 0 4 0 0 0 0 . 0 0 4 5 0 0 0 . 0 0 1 326 651 976 1301 1626 1951 2276 2601 2926 3251 3576 3901 4226 4551 4876 5201 5526 5851 6176 6501 6826 7151 7476 7801 8126 8451 负荷(kW)时间 ( h )电负荷 图 34 北京 永丰产业基地（新） 的电力负荷需求动态特性（不包括冷机） 计算结果分析 本次能源规划区域的用地性质主要包括 教育科研用地 、 住宅混合公建用地 、其它类多功能用地 、 配套教育用地 、 体育用地 和 规划待研究用地 ，各用地 的负荷指标取值见表 36。 综合整个 永丰产业基地（新） 用地， 其平均负荷指标和设计负荷见表 37。 平均热负荷指标为 ，平均冷负荷指标为 ，平均电负荷指标为，则设计热负荷为 92518kW，设计冷负荷为 153964kW，设计电负荷为38316kW。 年 冬季热需求总量为 万 GJ，夏季冷需求总量为 万 GJ，全年电需求总量为 万 GJ（不包括冷机）。 其动态负荷特性见图 35。 表 36 不同用地性质 负荷指标 取值 用地性质 教育科研用地 住宅混合公建用地 其它类多 功能用地 配套教育用地 体育用地 规划待研究用地 热负荷指标 45 45 50 50 70 50 冷负荷指标 80 80 80 80 100 80 电负荷指标 15 22 25 15 18 25 表 37 平均负荷指标和设计负荷 项目 数值 设计热负荷 (kW) 92518 设计冷负荷 (kW) 153964 设计电负荷 (kW) 38316 平均热负荷指标 (W/m2) 平均冷负荷指标 (W/m2) 平均电负荷指标 (W/m2) 热负荷需求总量 (万 GJ) 冷负荷需求总量 (万 GJ) 电负荷需求总量 (万 GJ) 0 . 0 0 2 0 0 0 0 . 0 0 4 0 0 0 0 . 0 0 6 0 0 0 0 . 0 0 8 0 0 0 0 . 0 0 1 0 0 0 0 0 . 0 0 1 2 0 0 0 0 . 0 0 1 4 0 0 0 0 . 0 0 1 6 0 0 0 0 . 0 0 1 8 0 0 0 0 . 0 0 1 382 763 1144 1525 1906 2287 2668 3049 3430 3811 4192 4573 4954 5335 5716 6097 6478 6859 7240 7621 8002 8383 负荷(kW)时间 ( h )热负荷冷负荷电负荷 图 35 永丰产业基地（新） 冷热电负荷动态特性 4. 能源供应方案与配置 根据规划区域的负荷预测，选取 六 种能源供应方案进行比选 ， 具体方案如下。 常规 模块化 分散供能方案 方案一 ：常规 模块化 分散供能方案。 冬季利用 分散 燃气锅炉承担热负荷，夏季利用 分散 电制冷机承担冷负荷，电负荷由城市电网承担 ， 示意图如图 41 所示。 燃气锅炉电制冷机 图 41 方案一示意图 模块化分散供能是指一个建筑采用一个能源站的模块化供能方式。 特点是无外网，无外网散热损失，动力耗能 少，但燃气锅炉数量多，不易管理和维修。 常规 模块化 分散供能方案 的 系统流程图如图 42 所示 ， 其中 ， 冬季 燃气锅炉效率 按 90%考虑 ， 夏季 电制冷 机 COP 按 5 考虑。 燃 气 锅 炉9 0 %供 热9 2 5 1 8 k W燃 气1 0 2 7 9 8 kW 电 制 冷C O P = 5供 冷1 5 3 9 6 4 kW电3 0 7 9 3 k W 图 42 方案 一流程图 根据负荷模拟结果，并考虑一定的 富裕度 ，增加能源供应的安全性 ， 常规分散 供能方案 的 设备配置如 表 41 所示： 表 41 方案一主要配置 设备配置 设备容量 燃气锅炉 34 电制冷机 70 常规分散集中供能方案 方案二 ： 常规分散 集中 供能方案。 冬季利用 分散集中 燃气锅炉承担热负荷，夏季利用 分散 电制冷机承 担冷负荷，电负荷由城市电网承担 ，示意图如图 43 所示。 分散集中供能是指多个相邻的使用性质相同的建筑使用一个能源站的分散供能方式。 特点是供能半径小，冷热水通过一次网直供，外网规模小，散热损失和动力耗能小，易克服水力失调。 常规分散集中供能方案的系统流程图如图 44 所示。 冬季 燃气锅炉效率 按90%考虑，由于有一次热网，但供热半径较小，考虑 5%的外网散热损失 ； 夏季电制冷 机 COP 按 5 考虑 ， 分散放置。 燃气锅炉房电制冷机 图 43 方案二示意图 燃 气 锅 炉9 0 %供 热9 2 5 1 8 KW燃 气1 0 8 2 0 8 KW9 7 3 8 7K W5 % 热 损失 电 制 冷C O P = 5供 冷1 5 3 9 6 4 kW电3 0 7 9 3 k W 图 44 方案二流程图 根据负荷模拟结果，并考虑一定的 富裕度 ，增加能源供应的 安全性 ， 常规分散 供能方案 的 设备配置如 表 42 所示： 表 42 方案二主要配置 设备配置 设备容量 燃气锅炉 35 电制冷机 70 常规区域供能方案 方案 三 ： 常规区域供能方案。 冬季利用 区域 燃气锅炉 集中 承担热负荷，夏季利用 分散电制冷机承担冷负荷，电负荷由城市电网承担，示意图如图 45 所示。 电制冷机能源中心热力站燃气锅炉 图 45 方案 三 示意图 该方案与常规分散供能方案相比。