区域建筑能源规划专题.pdf

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1、专题5能源总线系统与能源互联网2015/11/301主要内容•能源总线系统•能源互联网2015/11/302一、能源总线系统2015/11/303何谓总线系统？系统总线存储总线IOPCPU主存I/O总线三总线结构设备设备适配器适配器2015/11/304能源总线系统基本原理•能源总线系统是一种集成化、规模化应用区域内的可再生能源及未利用能源的低碳区域能源系统，它是指将来自于可再生能源或未利用能源的热源/热汇水，通过作为基础设施的管网，输送到用户。在用户端，从总线来的水作为水源热泵的热源/热汇，经换热后回到源头，或排放（地表

2、水）、或循环再次换热（通过换热器与各种“源”和“汇”藕合）、或回灌（地行水）。•能源总线系统既不同于传统大能源“1对N”的模式，也不同于全分散能源“1对1”的模式，而是一种“M对N（即M个源对N个用户，或M种源对N个用户）”的分布式或分散式供能、集总式或集中式少用能的“集散式”系统模式。•能源总线系统送往末端用户的冷媒不是区域供冷系统的冷冻水，而是从天然冷源（热源）得到的冷（热）媒水，可以是多个源，也可以是单个源。各个能源中心内仅配备热交换设备和循环动力设备（见图6-1）。各未端用户单独配置水源冷水机组/热泵机组，利用集中

3、管网送来的冷(热)媒水，制取冷或热，满足用户改善室内环境的需求。2015/11/305能源总线系统的特点•规模化使用天然冷（热）源，提高可再生能源使用的经济效益；•由于建筑群同时使用系数的存在，集中的冷却水系统总流量比分散式少；•在末端设备为水源热泵机组的时候，能够实现同时供冷和供热，此时可以回收建筑物内的余热；•集中的排热，可有效缓解城市局部热排放造成的热岛效应；•因冷却水温度常高于土壤温度，因此集中式管网的管道可直埋，减少保温成本；•避免了冷却塔带来的军团病等问题，减少了冷却塔维护费用，节约水资源；•计费方便，公共分摊

4、部分仅为冷却水泵，冷热源循环水泵运行费、水泵与换热器的初投资费用；•能源总线系统适用于空调负荷错峰型的综合社区，附近有大量天然冷源可以利用，降低供水温度，利于提高机组的COP，也利于拉大供回水温差，减少输送能耗。2015/11/306能源总线系统的设计原则•当区域供热/供冷系统采用能源总线系统（EnergyBusSystem）形式时，冷（热）媒水热量宜来自于天然冷热源（地表水、地下水、或与土壤的换热等等）；•当采用能源总线系统时，为保证3~5℃换热温差，天然冷源（地下水、地表水）的温度夏季不得高于28℃，冬季不得低于8℃；

5、若为土壤源热泵系统，经与土壤换热后得到的冷却水温度夏季不得高于30℃，冬季不得低于6℃（长江口江水温度夏季（8月）最高在27.8~28.6℃，冬季（2月）最低在5.6~6.4℃。）因此，夏季可采用以地下水、地表水或江水为冷源的能源总线系统；在冬季，则需要进行补热；•当能源总线系统有多个冷、热源来源时，应考虑冷热源温度匹配，避免冷热抵消；•能源总线系统的管网拓扑结构采用总线型配置，该系统形式结构简单，但水泵控制复杂；也可采用星型配置，水泵控制简单，但管网投资较大；•能源总线系统的末端是冷水机/热泵机组，为确保这些机组的正常运

6、行，自然冷源侧流量必须保证在一定的范围内，宜在每台机组回水管设置自动流量平衡阀和电动调节阀，系统干管，立管，支管均安装电动平衡阀；•慎重选用加压泵可以减小循环泵的扬程，减少循环泵的能耗。2015/11/307多源环状能源总线系统2015/11/3082015/11/308多源枝状能源总线系统2015/11/3092015/11/309能源总线系统的配置2015/11/3010能源总线系统的配置1、源侧换热器——地埋管换热器夏季供冷冬季供暖单U型W型并联双U型2015/11/3011能源总线系统的配置地源热泵机组系统原理图2

7、015/11/3012单一式土壤源热泵宜性评价层次结构图单一性土壤源热泵适宜性岩土体资源条件土壤源热泵系统性条件节能性经济性环保性平衡性土壤的土壤的系统能系统能投资回投资回标煤替标煤替吸排热吸排热平均温平均温效比效比收期收期代量代量量不平量不平度度衡率衡率((碳减排碳减排))2015/11/3013土壤源热泵适宜性分级◇根据我国土壤源热泵的应用现状及发展趋势，确定其分区级别和综合指数值划分标准。见表：勉强适宜不适宜分区级别适宜区较适宜区区区综合指数值0.70-10.45-0.700.25-0.450-0.252015/11

8、/3014定兴-黄骅剖面土壤源热泵适宜性分区图2015/11/3015土壤源热泵适宜性评价结论办公建筑单一式土壤源热泵系统严寒A气候区：不适宜区－土壤温度低、吸排热量不平衡率高严寒B气候区：较适宜区－土壤温度偏低，冬季热负荷峰值时段系统运行效率低寒冷气候区：适宜区－各项指标均适宜夏热冬冷气候区：一般适宜