区域能源中综合能源系统的模拟计算平台开发

套缸水泵耗电量（kWh） 冷却塔耗电量（kWh） 源侧水泵耗电量（kWh） 电制冷耗电量（kWh) 二级水泵能耗（kWh)
1.55%
11.77%
16.85%
69.82%
CHP 等效耗电量（kWh)
地源热泵（kWh)
燃气锅炉耗热量折合电（kWh) 电制冷耗电量（kWh)
综合能源系统分项能耗
综合能源系统各子系统承担比例
制冷量比率
1.0514 1.0078 0.9746 0.9303 0.9089 1.0905 1.0449 1.0104 0.9648 0.9421 1.1302 1.0827 1.0475 1.0000 0.9759 1.1712 1.1217 1.0853 1.0358 1.0111 1.2129 1.1621 1.1237 1.0729 1.0469 1.2559 1.2031 1.1634 1.1107 1.0840
计算案例
模拟计算平台的案例演示
计算案例
模拟计算平台的案例演示
模拟计算平台的案例演示
计算案例
3% 2% 1%
5% 12% 5%
42%
29%
0% 1%
0%
CHP 等效耗电量（kWh) 溴化锂泵耗电量（kWh） 地源热泵（kWh) 燃气锅炉耗热量折合电（kWh) 负荷侧一级水泵总能耗
输送损失能耗耗电（kWh)
计算分析准确全面
输出各设备逐时能耗和 工况参数
典型系统
模拟计算平台功能需求分析
三联供系统
地源热泵系统
电制冷
燃气锅炉
各系统存在耦合关系
冷热电三联供系统 地源热泵系统
常规辅助冷热源 管网输配系统
内燃机 中温、缸套水泵
溴化锂冷却泵 溴化锂冷却塔 溴化锂机组负荷侧循环泵
地源热泵 热泵地源侧水泵 热泵负荷侧水泵
目录
1
研究背景
2 模拟计算平台功能需求分析
3 综合能源系统的模拟方法研究
4
模拟计算平台的案例演示
计算案例
模拟计算平台的案例演示
选取北京地区某项目区域，包含居住 建筑和商业建筑，总供能建筑面积为20万 ㎡，其中居住建筑不采用集中供冷。
区域采用由 冷热电三联供+地源热泵+ 燃气锅炉+冷水机组 组成的复合式能源系 统。
➢ 不同PLR下的
FFLP
计算模型
冷却塔 Type700 燃气锅炉
综合能源系统的模拟方法研究
Type666
冷水机组 系统部分负荷性能文件
冷冻水进水 温度℃ 5 6 7 8来自百度文库9 10
冷却水进水 温度℃
19 23 26 30 32 19 23 26 30 32 19 23 26 30 32 19 23 26 30 32 19 23 26 30 32 19 23 26 30 32
技术和形式多样化
区域能源技术的发展
➢ 可再生能源技术、余 热利用、三联供技术、 蓄能技术的区域级利 用
➢ 满足供冷供热需求
研究背景
综合能源系统
➢ 系统形式复杂 ➢ 各系统存在耦合关系
模拟计算方法
相关模拟方法研 究较少
计算工作量大
对专业人员技术 水平要求高
简化计算准确度 低
系统能耗计算 难度高
仿真优化设计
综合能源系统模拟计算平台
计算模型
综合能源系统的模拟方法研究
变频泵输配系统
逐时负荷
G/G 1 100%
0
1
2 3
Gmin/G
PLR 100%
得到流量G后，根据
系统阻力特性曲线 求出扬程H
P
水泵曲线
工作点
系统阻力曲线
求出相似曲线特征值K，然
后根据工频特性曲线，采用
Q
等效率法计算逐时相似工况
的综合效率
区域能源中综合能源系统的 模拟计算平台开发
乔镖 中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院
目录
1
研究背景
2 模拟计算平台功能需求分析
3 综合能源系统的模拟方法研究
4
模拟计算平台的案例演示
目录
1
研究背景
2 模拟计算平台功能需求分析
3 综合能源系统的模拟方法研究
4
模拟计算平台的案例演示
研究背景
早期区域能源技术 北方区域供热、热电联产
总结
• 对燃气冷热电三联供+地源热泵+锅炉+冷水机组的综合区 域能源系统的能耗数学模型和模拟计算方法进行研究。
区域内 住宅+商业 建筑
计算案例
模拟计算平台的案例演示
输入模拟计算平台： ➢ 北京地区气象文件 ➢ 区域全年逐时负荷 ➢ 各系统设备的额定参数（容量、效率、流量、扬
程） ➢ 典型设备性能曲线
综合能源系统模拟计算平台
模拟仿真
设备动态曲线
冷、热、电逐时负荷
系统建模 逐时模拟结果
计算案例
模拟计算平台的案例演示
变频泵模型
逐时能耗
计算模型 三联供系统
综合能源系统的模拟方法研究
计算模型 地源热泵
综合能源系统的模拟方法研究
额定制冷量、制热量、COP
系统性能文件
PLR FFLP
表 FFLP与PLR关系表
0% 0.00%
25%
24.97 %
50%
49.56 %
75%
69.02 %
100%
100.0 0%
➢ 不同水温下的 机组COP
电制冷
燃气锅炉 电制冷冷冻泵
电制冷冷却泵 电制冷冷却塔
二级网变频水泵
目录
1
研究背景
2 模拟计算平台功能需求分析
3 综合能源系统的模拟方法研究
4
模拟计算平台的案例演示
综合能源系统模拟计算平台
运行策略：
三联供系统
地源热泵系统
应用模式： ➢ 各系统灵活组合
辅助冷热源
功能介绍
综合能源系统的模拟方法研究
输入参数：
➢ 区域逐时冷热电负荷 ➢ 气象数据信息 ➢ 机组运行时间控制 ➢ 机组额定容量（制热量、额定制冷量、额
定发电量）
➢ 机组额定效率 ➢ 机组设计水温 ➢ 机组性能曲线
计算结果：
➢ 各设备逐时能耗（耗电 量、耗煤量）
➢ 各设备逐时进出流量、水 温
➢ 各设备逐时能效 ➢ 水泵逐时流量、扬程 ➢ 系统全生命周期成本
模拟计算平台的开发 的必要性
目录
1
研究背景
2 模拟计算平台功能需求分析
3 综合能源系统的模拟方法研究
4
模拟计算平台的案例演示
模拟计算平台功能需求分析
目标
➢ 完成系统中各用能设备的逐时能耗准确 计算和运行工况分析
➢ 操作方便快捷 ➢ 适用范围广
使用方便快捷
常规设计参数 （容量、效率等）
适用范围广
典型能源系统形式
COP 比率
1.3517 1.1968 1.0890 0.9513 0.8882 1.3884 1.2299 1.1149 0.9753 0.9105 1.4253 1.2576 1.1463 0.9993 0.9330 1.4631 1.2916 1.1731 1.0235 0.9529 1.5010 1.3209 1.1999 1.0446 0.9728 1.5327 1.3501 1.2226 1.0657 0.9899