07 区域能源中综合能源系统的模拟计算平台开发
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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
计算案例
模拟计算平台的案例演示
计算案例
综合能源系统分项能耗
综合能源系统各子系统承担比例
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。 • 模拟计算平台使用简便，能够大幅简化综合型区 域能源系统的设计计算过程，减少工作量，提高 计算效率。 • 模拟计算平台将进行更多能源形式系统的研究， 可以为今后的区域能源设计和研究工作提供工具。
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 3
4
模拟计算平台功能需求分析
综合能源系统的模拟方法研究
模拟计算平台的案例演示
目 录
1 研究背景
2 3
4
模拟计算平台功能需求分析
综合能源系统的模拟方法研究
模拟计算平台的案例演示
研究背景
早期区域能源技术 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
5
6
冷水机组 系统部分负荷性能文件
7
冷却塔
8
9
燃气锅炉
10
目 录
1 研究背景
2 3
4
模拟计算平台功能需求分析
综合能源系统的模拟方法研究
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
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。
目 录
1 研究背景
2 3
4
模拟计算平台功能需求分析
综合能源系统的模拟方法研究
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： 应用模式：
三联供系统
地源热泵系统
辅助冷热源
各系统灵活组合
综合能源系统的模拟方法研究
功能介绍 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
PLR FFLP 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 不同PLR下的 FFLP
综合能源系统的模拟方法研究
计算模型
冷冻水进水 温度℃ 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 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 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
综合能源系统的模拟方法研究
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 适用范围广
常规设计参数 （容量、效率等）
典型能源系统形式
计算分析准确全面
输出各设备逐时能耗和 工况参数
模拟计算平台功能需求分析
典型系统
三联供系统
冷热电三联供系统
地源热泵系统 电制冷
地源热泵系统
燃气锅炉
常规辅助冷热源
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 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
各系统存在耦合关系
管网输配系统
北方区域供热、热电联产
技术和形式多样化
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 系统能耗计算
Leabharlann Baidu
难度高
仿真优化设计
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
模拟计算平台的开发 的必要性
目 录
1 研究背景
2 3
4
模拟计算平台功能需求分析
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
综合能源系统模拟计算平台
综合能源系统的模拟方法研究
计算模型 变频泵输配系统
G/G 1 100% 0 1
逐时负荷
Gmin/G
2 3
得到流量G后，根据 系统阻力特性曲线 求出扬程H
区域内 住宅+商业 建筑
模拟计算平台的案例演示
计算案例 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
系统建模
模拟仿真
设备动态曲线
冷、热、电逐时负荷
逐时模拟结果
模拟计算平台的案例演示
PLR 100%
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 等效率法计算逐时相似工况 的综合效率 变频泵模型 逐时能耗
Q
综合能源系统的模拟方法研究
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
额定制冷量、制热量、COP
系统性能文件
表 FFLP与PLR关系表
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
计算案例
模拟计算平台的案例演示
计算案例
综合能源系统分项能耗
综合能源系统各子系统承担比例
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。 • 模拟计算平台使用简便，能够大幅简化综合型区 域能源系统的设计计算过程，减少工作量，提高 计算效率。 • 模拟计算平台将进行更多能源形式系统的研究， 可以为今后的区域能源设计和研究工作提供工具。
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 3
4
模拟计算平台功能需求分析
综合能源系统的模拟方法研究
模拟计算平台的案例演示
目 录
1 研究背景
2 3
4
模拟计算平台功能需求分析
综合能源系统的模拟方法研究
模拟计算平台的案例演示
研究背景
早期区域能源技术 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
5
6
冷水机组 系统部分负荷性能文件
7
冷却塔
8
9
燃气锅炉
10
目 录
1 研究背景
2 3
4
模拟计算平台功能需求分析
综合能源系统的模拟方法研究
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
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。
目 录
1 研究背景
2 3
4
模拟计算平台功能需求分析
综合能源系统的模拟方法研究
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： 应用模式：
三联供系统
地源热泵系统
辅助冷热源
各系统灵活组合
综合能源系统的模拟方法研究
功能介绍 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
PLR FFLP 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 不同PLR下的 FFLP
综合能源系统的模拟方法研究
计算模型
冷冻水进水 温度℃ 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 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 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
综合能源系统的模拟方法研究
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 适用范围广
常规设计参数 （容量、效率等）
典型能源系统形式
计算分析准确全面
输出各设备逐时能耗和 工况参数
模拟计算平台功能需求分析
典型系统
三联供系统
冷热电三联供系统
地源热泵系统 电制冷
地源热泵系统
燃气锅炉
常规辅助冷热源
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 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
各系统存在耦合关系
管网输配系统
北方区域供热、热电联产
技术和形式多样化
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 系统能耗计算
Leabharlann Baidu
难度高
仿真优化设计
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
模拟计算平台的开发 的必要性
目 录
1 研究背景
2 3
4
模拟计算平台功能需求分析
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
综合能源系统模拟计算平台
综合能源系统的模拟方法研究
计算模型 变频泵输配系统
G/G 1 100% 0 1
逐时负荷
Gmin/G
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得到流量G后，根据 系统阻力特性曲线 求出扬程H
区域内 住宅+商业 建筑
模拟计算平台的案例演示
计算案例 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
系统建模
模拟仿真
设备动态曲线
冷、热、电逐时负荷
逐时模拟结果
模拟计算平台的案例演示
PLR 100%
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 等效率法计算逐时相似工况 的综合效率 变频泵模型 逐时能耗
Q
综合能源系统的模拟方法研究
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
额定制冷量、制热量、COP
系统性能文件
表 FFLP与PLR关系表