区域供冷系统能源效率080217

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区域供冷系统的能源效率

同济大学马宏权1龙惟定

摘要分析了区域供冷系统目前应用中出现的突出问题,讨论了区域供冷所能达到的能源效率,并分析了其主要的影响因素,提出区域供冷系统装机容量应设置一定的不保证率,以提高系统整体能源效率和改善运行工况。

关键词区域供冷 能源效率 COP

Energy Performance of District cooling system

By Ma Hongquan★ Long Weiding

Abstract This paper analyses energy performance of District Cooling Systems and it’s influence factors. Bring forward that capacity of District Cooling Systems should consider a guarantee rate so that enhance energy performance.

Keywords District Cooling, Energy Performance, COP

★Tongji University , Shanghai, China

一、引言

区域供热供冷供热(District Heating and Cooling,简称DHC)是指对一定区域内的建筑群,由一个或多个能源站集中制取热水,冷水或蒸汽等冷热媒,通过区域管网输配到各单体建筑内换热器,换热供给最终用户,实现用户制冷或制热要求的系统。在我国区域供热实施的年代已久,对其作用的认识已取得共识,但对于以供冷为主的区域供冷系统(District Cooling System,简称DCS)其是否能实现运行中而不只是理论上的节能尚有争议。支持者的意见认为我国城市中心区的供冷和供热一样,必将逐步由分散走向集中,从福利供冷走向商业供冷。其理由主要包括:1)区域供冷可以利用空调同时使用系数降低冷热源和配电系统容量;2)可以集中配置高能效比环保制冷剂的大型设备;3)可以通过专业化的管理逐步实现供冷的产业化、商业化和市场化,利用市场手段调节需求和配置资源,避免了传统福利供冷造成的浪费。反对者的主要原因包括:1)区域供冷管网的冷冻水供回水温差小于集中供热,输送功耗和冷量损失相对升高,而大型设备的效率提升有限,不足以弥补输配管网能耗的增加;2)供冷的部分时段的比例多于供暖,特别是南方以供冷为主的系统更为明显,

马宏权,男,1979年1月生,在读博士研究生。上海市曹安公路4800号同济大学嘉定校区13-306信箱 201804(021)69584901 E-mail: mhqtj@https://www.360docs.net/doc/a815776900.html,

本文得到国家科技部、上海市政府部市合作2005年世博科技专项课题《城市清洁能源高效利用系统技术研究与示范》(课题编号05dz05807,2005BA908B07)的资助

系统COP会随负荷率降低而下降; 3)水泵功耗造成的温升减少了有效输冷量。因而区域供冷系统运行效率甚至要低于分体空调,国内部分已建成项目运行的情况较差,也说明了该技术不宜在国内推广。

两种观点都存在一定的科学根据,因此可以说国内对于区域供冷技术是否节能没有形成统一的认识。但由于我国目前迅速发展的城市化进程,各种产业园区、大型建筑群和小城镇的建设标准和规划日益先进,区域供冷作为一种新型的能源基础设施思路,在一些大型项目中被多次提出并获得部分实施。对于以供冷为主的DHC系统如何定性评价,急需统一认识,而其中的前提和关键,是分析清楚在我国实施区域供冷所可以实现的能源效率。

二、区域供冷的能源效率

2.1 能源效率在区域供冷系统性能评价中的地位

日本的区域供冷最早是为应对城市区域的公害问题为主要目的发展起来的,近年来更转向与活用未利用能相结合,早稻田大学还在研究将东京多个区域供冷系统及排热设施互联成能源总线(Energy Bus),以期进一步将城市中的各类低品位能源加以统一规划和利用。欧洲的区域供冷大多基于热电冷联产,也有象斯德哥尔摩这样依托城市热网和天然冷源增加了供冷功能的实例。在英国、丹麦、挪威等国,也不乏将DHC作为利用稻壳、木屑、沼气等生物质能的平台。而在美国除了城市CBD地区,DHC主要应用于大学校园、医院、工业园区和军队建筑,则主要是将其作为一种方便集中管理和降低维护成本的区域能源供应形式。在07年12月布什政府最新签署的《The Energy Independence and Security Act of 2007》中也采取措施鼓励包括使用废热回用和联产系统在内的区域能源系统。这样看来,欧美日等国家利用区域供冷技术的主要目的不仅仅是为了提高能源利用效率,也是着眼于改善城市空间环境、优化能源结构、防止大气污染,对这一技术的权衡研究和规划利用建立在更广阔和可持续发展的层面上。

因此采用能源效率作为区域供冷系统性能评价的唯一标准是不全面的,而且也是有失公允的。例如从表1所示,日本2004年在运行的DHC系统中只有16%单纯以电力作为投入能源,而81%的项目中使用了天然气,58%的项目中结合了废热回收或可再生能源利用。这对缓解夏季电力供应高峰和天然气夏季填谷起到很大作用。在燃煤电厂为主的中国,削减电力负荷高峰就是削减温室气体排量。在日本以电力为主要投入能源的大型DHC系统中则较为普遍的应用了冰(水)蓄冷技术,尽管制冰时制冷效率降低,还增加了蓄冷时的散热损失和乙二醇溶液泵功耗,但其同样有益于夏季电力的削峰填谷、提高电网的安全性和系统的经济性。

表1 日本区域供热供冷项目燃料分布(2002年数据,有重复统计)[1]

DCS燃料种类 天然气 废热 电力 下水 垃圾焚烧 总计

DCS项目数量 116 24 23 18 41 143 因此区域供冷系统的性能评价应体现能源、环境、管理和经济等多方面内容,分析其能

源利用效率也应该兼顾温室气体减排、电力削峰填谷和系统运营的经济性等其它方面的性能。为简化分析,本文只限于对非蓄冰工况的区域供冷系统能源效率进行分析,包括蓄冰工况在内的系统综合性能评价将另文陈述。

2.2 日本的区域供冷发展与能源效率统计

由于欧美的区域供冷基于热电冷联供和吸收式制冷的比例较高,而中国目前电力不能上网、天然气又供应不足导致了这一方式在中国的可行性降低,故本文选用与中国位置和气候相近的日本来进行对比分析。

日本国土狭长,纵贯热带、温带和寒带3个气候带,1月份北部的扎幌平均气温在零度以下,而南部的那霸平均气温则在15度以上,位于中部的东京与上海气候接近。日本的供冷供暖的商业化最早可以追溯至1970年供热事业法的制定,其规定适用于向对多于2栋建筑物供热且规模超过21GJ/hr(加热能力总和,或冷冻能力总和)的商业行为。20世纪90年代后,一些主要城市相继制定了区域供热供冷指导纲要,对其规划和管理做出了详细规定。比如《东京都地域冷暖房实施指导标准》规定建筑面积在5万平方米(2005年修订前为2万)以上的新建项目或改建项目,以及供热规模在21GJ/h以上的事业开发者,需要对是否需要配备区域供热供冷设施进行研究,且在制定计划方案时,要尽最大努力减少对环境的压力并有效利用各种能源,尤其是未利用能和可再生能源,而政府将帮助具备可行性的项目立案并确保设备用地,和优先提供低息贷款和减税优惠。

按照日本热供给事业协会的统计数据,截止2005年数据日本共有DHC系统151个,总服务建筑面积4500万平米,这些建筑占地基地面积约4700万平米,服务建筑的平均容积率小于1。2005年这些DHC系统共向居住建筑售能1316TJ(主要用于供暖和生活热水),占总售能量的5.3%,向非居住建筑售能23586TJ,其中供冷15108 TJ,占64%。这151个DHC项目四岛均有分布,东京及附近的大阪、福冈等中部地区较多,其气候类似于我国的冬冷夏热地区。根据文献2中所提供2002年日本全国调研数据统计,DHC一次能效率平均值为0.67,按照目前日本和中国电网扣除损耗后的平均发电效率38%和33%,区域供冷系统COP在日本和中国分别相当于电力驱动制冷时的1.76和2.03。那么是不是据此就可以证明区域供冷技术的能源利用效率较低呢?笔者认为这是不够充分的。首先日本区域供冷和集中供冷多以吸收式制冷为主的制冷方式导致其能源利用效率注定不高,但这是为了空调投入能源符合其国家能源结构所引起的,并不是利用区域供热供冷技术后所引起的效率下降。其次这一统计值是用年总有效供冷供热量(表计值)除以年总供能量计算得到的,而总供能量中包括了低能源利用效率时的蓄冷蓄热过程和冬季锅炉燃烧过程。再次日本的区域供冷主要服务于密集的商业建筑,而其热供给事业法属于国家法律范畴,依法确保室内环境品质的要求使得空调系统全年运行时间较长,东京市区的办公楼许多冬季内区也要供冷,这样系统在低效率时的运行时间延长了。

表2为2003年对日本108个非住宅建筑区域供冷项目和36个独立建筑冷热源的能源效

率对比调查,分析显示DHC系统的一次能利用效率平均值约在0.7左右,但利用了“未利用能”的5个DHC项目接近1.0,甚至压缩式制冷加锅炉的方式一次能利用率也超过了0.8,而各种类型的DHC系统相对独立冷热源均具有较高的一次能效率。该统计显示和单体建筑设置冷热源相比,区域供热供冷系统平均可以节约12%的一次能源,结合了未利用能的HDC系统则可以节约15~22%的一次能源。

表2 2003年日本DHC项目与独立冷热源项目一次能利用效率的对比统计[3]

2.3 中国的区域供冷现状与能源效率算例

中国目前缺乏详细的研究和统计,但不缺乏失败的项目。所以在一片怀疑声中大家就似乎默认了以供冷为主的DHC技术在中国是不适用的。但仔细分析可见,中国失败的项目大多并不是真正实现了商业供冷的DHC系统,而是规模扩大化了福利供冷。

由于法规、制度、税收和认知程度等多方面原因,在目前的中国要实现一个真正意义上的DHC系统尚有多方面的非技术不利因素,但并不意味着该技术不适用于中国。北京某区域供冷系统是我国第一个较为真正意义上的商业化运行DHC系统,采用带蓄冰的电力压缩式制冷机组作为冷源,经计算该项目的名义满负荷系统COP为4.08(系统设备信息可见文献3)。如果按照供冷水泵80%的功耗转换为循环水温升,并扣除5%的输配管道温升,则系统满负荷COP为3.78,折算一次能利用效率为1.15。这与日本的晴海DHC系统1.19的全年统计值较为接近。晴海DHC也采用压缩式制冷(冬季冷却塔采用盐水循环液为工质转换为取热塔,系统带有蓄热蓄冷槽)。

然而区域供热供冷系统的发展方向应该是结合未利用能和可再生能源利用。例如正在设计中的南京某区域供热供冷系统,通过引取附近的长江水到3个集中能源站,利用江水源热泵并集成冰蓄冷、大温差输冷技术为接近200万平米园区内的建筑提供全年供冷供热。长江

南京段的检测水温和该DHC系统预期效果如表3、表4所见。由于最大小时取水量不足长江平均径流量的万分之一,对长江的水温影响极小,如果设计达到预期目的,整个空调冷热源系统可以彻底告别冷却塔和锅炉房,可以实现能源、环境、经济性的均衡发展。

表3 长江南京监测站历年月平均水温表 单位:oC

月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年

水温 7.9 8.0 11.7 16.6 20.7 25.428.428.025.221.016.010.5 18.3

表4 南京某DHC的预期效果

项目 配电容量 机房面积 机房人员 天然气消耗 区域供冷 35031KVA 5500 34人 296m3/hr 传统方案 76154KVA 18400 230人 9338m3/hr 节省比例 46% 70% 85% 97% 项目 满负荷系统COP 年运行费用 年冷却水损耗C02 排量 区域供冷 4.09 8951万元 0 45616t/yr 传统方案 3.63 11009万元 54万m3/年40142t/yr 节省比例 12.7% 23% 100% 5474t/yr

三、区域供冷的能源效率的影响因素

DHC系统是高度集中的冷热源,其能源方面的优势在于可选用高效率的设备和设置完善的自控、以及利用未利用能和可再生能源时的便利性;而不利在于区域供冷比常规的集中空调多出了输配外网和单体建筑内的换热器。因此简单的看,区域供冷相对传统空调能源效率的消长取决于区域供冷大型设备的相对效率提升与输配管网相对能耗增加的抵消结果。 3.1 冷水机组的效率影响

表5给出了国内最新的《冷水机组能效限定值及能源效率等级》(GB19577-2004),该分级标准测试值不允许出现负偏差,目前国内冷水机组生产水平多在3~4级,2级属于节能型,1级是厂家的技术改进目标值。可见大型水冷制冷机组的COP普遍要比小型机组高一些,能效级别越高差别越明显,按照常规采用较多三台机组的配法,1万5千平米的建筑所能选用的制冷机组约是528KW的螺杆制冷机组,可见对于1万平米左右的规模,分散设置小型机组和集中设置大型机组的COP差距可以在0.9,也就是说大型制冷机组侧的能源效率可以相对提高19.1%。对于更大建筑面积的系统选用的设备型号变大,从国标GB19577-2004的规定上直接无法分析差别,但可以简单的从螺杆制冷机组和离心制冷机组的效率来做一些分析。参考表6 给出的ASHRAE90.1-2001规定的美国水冷式制冷机组的最低能效比要求,可见制冷量大于1055KW的离心和螺杆机组最低COP差距为0.6,IPLV差距为0.8,相当于离心机组COP可以比螺杆机组提升10.9%,而大的离心机组相对制冷量小于528KW的螺杆机组则可以提升37%。虽然ASHRAE标准冷冻水进出水温度和污垢系数设定与国内不同,

只能作为定性参考,但其数据至少可以说明一个问题,那就是先进的设备制造技术可以保证大型离心制冷机组COP 比螺杆制冷机组约高出10%。大型机组由于可以采用磁悬浮轴承压缩机、变频控制和台数优化控制等先进技术,可以在一定程度上提高设备侧制冷效率。

表5 GB19577-2004规定的制冷机组能源效率等级指标

能效等级(COP)/ (W/W) 类型 额定制冷量(CC)

KW

1 2 3 4 5 CC≤528

5.0 4.7 4.4 4.1 3.8 528

5.5 5.1 4.7 4.3 4.0 水冷式冷水机

组 1163

表6 ASHRAE90.1-2001对冷水机组的最低能效要求

水冷机类型

冷量范围 COP IPLV 往复式

全范围 4.2 5.05 <528KW

4.45

5.20 ≥528Kw 且<1055KW

4.9

5.6 螺杆式及涡旋式 ≥1055KW

5.5

6.5 <528KW

5 5.25 ≥528Kw 且<1055KW

5.55 5.90 离心式 ≥1055KW

6.1 6.4

3.2 输配系统的损耗影响

传统的集中空调系统按照节能设计标准其供冷的水输送系数应该在30以上,供冷的阻力包括了冷水机组、楼内管网和空调末端的阻力损失。而区域供冷的冷冻水系统分为室外和室内两部分,相对传统集中空调水系统阻力增加主要在于外网的阻力和换热器阻力损失,其中管网的沿程阻力损失是主要变动量。由于水泵功率与其扬程和流量的乘积成正比,则可以认为此额外增加的功耗随供冷半径成线性关系,而与流量成反比关系。这样容积率高的建筑群和供冷温差较大的项目可以具有较高的能源效率。这也是国外区域供冷大多建在高容积率CBD 地区和较多采用大温差供冷技术的原因。作为降低输配能耗的有效途径美国能源部一直在资助在研究冰浆输冷,瑞典也有学者在研究利用盐水获得低温输冷,而日本则已经在东京成田机场DHC 中实现了相变微晶浆输冷。

区域供冷输配管网中的冷量损耗主要是管道散热损失和水泵功耗转换成的冷冻水温升。如果假定管道变流量过程采用变频控制且管道散热损失只受管道外表面温度影响,管道满负荷时散热损失率5%,变频水泵功耗的80%转变为冷冻水温升,则北京某区域供冷项目输冷量损失比例如表7所示。可见在大温差变流量输冷的水系统里,水泵温升造成的损失可以控制在3%以内,但是管道散热的冷量损失比例将随部分负荷率不断升高,在空调部分负荷率低于50%时输冷量的相对损失会变的较大,以至于对系统经济性造成严重影响。可见输配

管网的保温性能还是比较重要的,尤其是有较长输配管网的系统,保温不良将导致在部分负荷时输冷损失严重。

表7 区域供冷输配系统冷量损失比率

仍然以该区域供冷系统为例,对管网损失进行修正后的系统COP见表8,可见系统负荷率在40%以上时系统COP可以保持在3.5以上,按照供冷季运行负荷比率加权平均值为3.30。而集成了冰蓄冷技术、江水源热泵和大温差输冷技术的鼓楼DHC项目部分负荷率在45%以上时系统COP可保持在4.0以上,供冷季加权平均值为3.72。

COP

表8 修正输冷损失后的区域供冷系统

导致国内部分区域供冷项目能源效率和经济性低下的一个主要原因是系统装机容量普遍偏大,部分项目长期运行于30%负荷下,最不利时甚至低于5%,其无效的输送功耗和经济性可想而知。造成这一问题的原因一方面是区域建筑群有较长开发和投入使用时间,其空调负荷是逐渐增加的,但更为主要的原因则是按照传统设计思维确定区域供冷系统的规模不当,造成了区域供冷过渡投资和过早投资,长期运行于大马拉小车的景况,不但增加了系统

的初投资,而且使运行费用居高不下,只能陷入提高收费和使用率降低的恶性循环中去。

我国空调冷热源的设计一贯粗放,设计师习惯于按照面积指标经验值乘以层层加码的安全系数,这种偏于安全的传统设计方法在小型项目中即使容量有所偏大,也只是运行中少开几台设备,容量偏大的事实可以遮掩过去。但在商业化实施的区域供冷项目中却会对系统的能源效率和经济性造成严重影响,并可以直接导致一个大型项目骑虎难下。

表9是利用DOE-2模拟得到我国空调供冷部分负荷率分布,可见无论是夏热冬冷地区还是夏热冬暖地区,出现80%负荷以上的时间比率都低于10%。在日本已运行了6年的晴海DHC目前也只发挥了70%的供冷能力,在能源危机和经济萧条时期,区域供冷系统的运行都不同程度的受到了影响。

表9 我国空调供冷的部分负荷率

那么如何来控制DHC系统的规模呢?笔者认为可以引进供冷不保证率的概念。区域供冷不能只追求越来越大的规模,也不能照搬日本或欧美的设计经验。如果系统规模按照尖峰负荷的80%设计,那么管网和设备投资可以节省20%,能源效率和经济性都可以得到提高。假设运行5年后系统达到了满负荷,则最不利的后果只是比例小于10%的时间段的高温天气时室内温度将升高不到1℃,而现在一般公共建筑的空调设定温度为24℃,1℃的温升还是在国家对公共建筑空调温度26℃的限额之下,也并不会对舒适感带来明显差异 合理的控制系统规模还包括了适当减小单个冷冻站的服务范围,对我国大多数容积率在1-2之间的城市区域建筑群,50万左右的建筑面积意味着300米左右的供冷半径,是一个较为合理的值,更大的供冷半径其输配能耗和冷量损失将急剧升高,系统的水力平衡和调节也将更为困难。

3.4 各种DHC系统与传统空调方式能源效率的对比

几种常见的DHC供冷方式与传统空调的能源效率对比见表10,可见设计得当的区域供冷系统COP仍然要高于分体空调和VRV系统。在表10中要注意到,尽管采用螺杆制冷机组

的单体建筑集中供冷的能源利用效率高于区域供冷方式,但对于一个有多幢建筑的建筑群或

区域来说,由于存在同时使用系数和负荷参差率,其总体平均能耗也可能低于单幢建筑能耗。

表10也说明,如不具备应用可行性、没有对负荷特性和分布进行详尽分析而盲目采用DHC

系统是不能实现节能的。

表10 几种DHC供冷方式与传统空调的能源效率对比

分项效率 区域供冷方式 传统空调方式

系统选择 离心机 吸收式 水源热泵分体空调VRV 螺杆机 设备制冷效率 5.2-6.0 1.2-1.3 5.0-6.4 2.3-3.0 2.5-3.2 4.0-5.2 冷冻和冷却水输送效率 9-10 7-8 7-11 / / 16-17 辅助设备效率 120-130 41-42 240-250 / / 160-170 冷冻水温升及管道损耗 10-12% 9-10% 10-11% 0 0 0 夏季一次能总效率 1.01-1.130.85-0.890.91-1.240.76-1.01 0.88-1.06 1.05-1.27系统COP 3.06-3.42 2.58-2.70 2.76-3.76 2.3-3.0 2.5-3.2 3.18-3.85 附注:辅助设备效率指系统中辅助设备总功率与系统总制冷(热)量的比率

四、住宅建筑采用区域供冷的风险分析

我国南方住宅的空调供冷需求不如北方的供暖需求稳定,分体空调方便的启停控制和简

单的计量收费可以使业主对空调消费有较大的自主空间和灵活性,因此在南方实施集中供冷

的住宅建筑并不多见。20世纪90年代以来,随着生活水平的提高,出现过一些打着提高住

宅舒适度水平的住宅集中供冷项目,试图将一些高档定位的城市住宅区从分体空调和所谓的

“户式中央空调”中解放出来,但同样由于过大的设计负荷严重偏离实际需求,大多住宅小

区区域供冷项目的实施效果并不理想。

中国正处于迅速和长期的城市化进程中,多户数的住宅建筑或区域住宅建筑群不可避免

的存在销售率、实际居住率、空调使用率三个复杂因素的影响,实际需求的冷负荷具有较大

的不可预测性。目前我国城市商品住宅市场处于极不正常状态,住宅的居住功能减弱而资本

化属性增强,即住宅不是用来住人的而是用来投资的。对新建城市住宅小区可以归结成三个

“一半”,即新建小区有一半住宅由于房产商捂盘惜售等原因而没有卖掉;在卖掉的住宅中

又有一半是无人居住的,即用来“炒”的;在有人居住的住宅中还有一半是业主有多套房并

不常住的,或者是出租的。如果住宅小区用区域(集中)空调,其最大负荷率就只有16%~17%,再加上真正住人的,一家人都住在一套住宅中的业主往往经济上并不宽裕,空调同时

使用系数很小,负荷率就会降到10%以下。此时的区域供冷变成一个大“分体”空调,能

源利用效率极不合理。因此,在我国目前城市住宅形势下,不适于采用区域供冷(其实也不

适于采用区域供热,我国供热体制改革举步维艰也正是源于此)。

中国正处于迅速和长期的城市化进程中,住宅建筑群不可避免的存在销售率、实际居住

率、空调使用率三个复杂因素的影响,实际需求的冷负荷具有较大的不可预测性。住宅建筑的总体特点是容积率低于办公建筑,同时使用系数随气温变化明显,负荷率波动大但全年的总需求量不高,平均只有办公建筑的1/3甚至更少。住宅区一般没有分时电价,按照尖峰负荷配置的设备和管网势必在大多数时间不能充分利用,实施商业化供冷存在较大风险。

如果我国城市商品住宅市场能够回归理性,住宅产业化得到发展,夏热冬冷地区住宅空调最终的发展趋势还是要走上按楼集中或按区域集中的道路。因为只有集中,才有可能规模化利用可再生能源和未利用能源、才有可能平抑高峰负荷、尽量采用各类热回收技术,获得较高的能源效率和设备利用率,提高舒适水平和生活质量。

五.结论

1、区域供冷因为系统的复杂性,应该全面、客观、公正的看待其能源效率和其它效益,而不应孤立地、片面地和绝对化地进行单一评价。对区域供冷系统的评价应综合能源、环境、管理、经济性等多方面的内容,能源利用效率应该兼顾减排、电力移峰填谷和经济性等其它方面的性能。

2、设计合理的常规电力驱动型区域供冷系统,在非蓄冰工况修正部分负荷率影响、输配系统功耗、损耗后供冷季节平均系统COP仍可达到3.3,利用江水源热泵等可再生能源的区域供冷还可以有10%左右的提高。

3、区域供冷并不能完全取代分体空调和集中供冷,三者均有独有的特点及适用场合。优化能源结构和净化区域环境是区域供冷在条件适合时可以表现出来的独特优势,但是也对区域供冷系统的设计提出了更高的要求。利用合理设定的不保证率控制系统规模可以有效的提高区域供冷系统的经济性和能源效率,同时并不会对建筑物内的舒适性造成实质性影响。

4、在我国当前房产市场发展严重扭曲的情况下,城市住宅小区无论从技术还是从商业的角度来看,采用区域供冷均具有较大风险。

5、区域供冷系统的性能提升方向在于尽量利用大温差供冷,并搭建因地制宜利用当地各种能源的平台。具备初步条件的地区应该将DHC作为优化城市能源结构、净化区域空间环境、提升服务管理品质的一项城市基础设施来分析综合可行性。

6、政府部门应该转变以往对单一技术的支持或鼓励,而转移到制定平衡能源供应、环境保护、管理维护等多方面需求的长期发展规划,构建不同技术和能源形式公平竞争的平台,以实现在市场竞争中完成各种能源的合理配置和结构优化。

参考文献

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[4] 许文发、赵建成、蔺洁,区域供冷系统在中关村西区的实际应用. 建筑科学 2004年

能源效率和节能(一)

能源效率和节能(一) 【摘要】能源是中国崛起的动力。我国正处在工业化过程中,经济社会发展对能源的依赖比发达国家大得多。2001年,全国终端用户支出的能源费用达1.25万亿元,占GDP的13%,而美国仅占7%。一、结论(一)厉行节能对全面建设小康社会至关重要。 能源是中国崛起的动力。我国正处在工业化过程中,经济社会发展对能源的依赖比发达国家大得多。2001年,全国终端用户支出的能源费用达1.25万亿元,占GDP的13%,而美国仅占7%。 首先从20世纪90年代开始,我国经济的发展进入重化工业阶段,重工业占工业总产值的比重,从1990年的50.6%上升到2003年的64.3%.重工业单位产值能耗约为轻工业的4倍。本项目对未来能源需求的情景分析表明,到2020年,高耗能工业占工业总产值的比重将大致保持在2000年的水平上。其次,城市化步伐加快会使人均能源需求大幅增加,因为城镇人均能耗为农村的3.5倍(包括薪柴和秸秆)。再次,消费结构升级拉动能源需求增加,特别是私人汽车迅猛增加使未来石油需求大大超过先前的预计。因此,未来能源需求的大幅增长是不可避免的。预测表明,如果按目前趋势发展,到2020年,_次能源需求将达35亿吨标准煤(其中水电、核电和新能源发电按火力发电煤耗计算,按热功当量计算的一次能源为33亿吨标准煤)。其中煤炭需求高达29亿吨,石油6.1亿吨。如此巨大的需求,在煤炭供应、石油安全和环境等方面都会带来极其严重的问题。(1)煤炭需求将超过国内供应能力的极限(27亿吨);(2)石油进口依存度将达70%,使能源安全面临巨大的风险;(3)使用化石燃料排放的二氧化碳可能在21世纪20年代初超过美国居世界首位。如果强化节能,2020年一次能源需求可减到26亿吨标准煤,其中煤炭减至21亿吨,石油减至4.8亿吨。这样,上述问题都将大大缓解,从而保证经济社会发展目标顺利实现。 2000-2020年,强化节能可减少能源需求9亿吨标准煤,其中产业部门占65%,民用和商业占20%,交通运输占15%。这对保障经济增长,减少对进口石油的依赖、改善环境质量、增强高耗能产品的国际竞争力将起重要作用。节约和少用9亿吨标准煤的能源,价值8510亿元,相当于减排二氧化硫1630万吨,二氧化碳5.4亿吨碳;节能可以创造大量就业机会,单位节能投资创造的就业岗位至少比油气开采和发电多1倍;节能有助于形成高品质小康生活的人居环境和节俭的社会公德。 (二)我国已成为世界第二大能源消费国,人均能耗远低于世界平均水平。 2002年,我国一次能源产量为13.87亿吨标准煤。其中煤炭产量13.8亿吨,原油1.67亿吨,分别居世界第1位和第5位;发电量达16540亿千瓦时,居世界第2位。 2002年,全国一次商品能源消费量为14.8亿吨标准煤,居世界第2位。其中煤炭占66.1%,石油占23.4%,天然气占2.7%,水电占7.1%,核电占0.7%。另外,全国农村消耗的秸秆和薪柴达2.8亿吨标准煤。 2000年,我国一次商品能源人均消费量为1050公斤标准煤,相当于美国的9%,经济合作与发展组织国家平均值的16%,世界平均值的50%,全国城乡居民生活人均年用电量为132千瓦时,仅为美国的3.1%。 (三)节能成效显著。 1.保障经济快速增长。1980-2000年,我国国内生产总值年均增长9.7%,而一次能源平均增长仅4.6%。 2.单位产值能耗大幅下降。1980-2000年,单位产值能耗下降64%,年均节能率达4.6%,同期内经合组织国家单位产值能耗平均下降20%,全世界平均下降19%。 3.节能取得巨大经济效益。1981-2000年,累计节约和少用能源11.45亿吨标准煤,价值10825亿元(1997年能源价格)。按平均年节能量和新增能源供应的综合投资计算,节省能源供应系统投资3270亿元。

区域供冷系统的优点

区域供冷系统的优点 标签: 区域供冷系统制冷机组 节约能源 区域供冷系统是非常节能的冷冻设备,因为此系统能善用资源、照顾不同大厦在不同时段的冷气需要以及享有高质素机组操作及维修服务。尽管区域供冷系统所节约的能源会随著系统的不同配置(例如冷冻水分配管道的长度、散热方法和其他机组效能改善设施装置等)而异,但是区域供冷系统与传统的中央气冷式空调系统比较,一般可节约大约35%的能源。 减少温室气体的排放 提高能源效益能令能源消耗量减少,用于发电的化石燃料消耗量亦因而下降。这样便可减少导致全球变暖的温室气体(例如二氧化碳)的排放。 减少噪音污染 由于大厦不用装设制冷机和散热冷凝器,可大大减少噪音、振动、热卷流和废热污染。放置于区域供冷系统中央机组的设备可用较佳的隔声、防震和废热控制设备,减少上述问题的出现。 减少雪种的使用 空调设备内所用的雪种是环境污染的另一来源。由于能配合不同时段的冷冻量需求和减少备用制冷机的数目,区域供冷系统的整体机组体积较小,因此这种系统用以为全区域提供空调所需的雪种数量比各个中央空调系统所需的总雪种量为少。此外,区域供冷系统机组的雪种由专责的维修队伍处理,因此可大大减少意外泄漏的机会。 改善市区天台景观 天台无须装设制冷装置,使建筑师在设计大厦的外观时有较大弹性。由于无须装设制冷装置,大厦天台的设计可以加入较多美化元素,例如康乐设施和天台花园。这样可以改善市区的景观。 更善用大厦空间 使用区域供冷系统的大厦可以节省不少机房空间,因为这些大厦无须装设制冷装置。一般估计,与传统的空调机组比较,区域供冷系统平均可节省75%的机房空间。这还未把因无须装设制冷装置而节省的电力公司变压器房的空间计算在内。 系统更可靠和更灵活 区域供冷系统使大厦业主/管理公司得以精简大厦管理队伍,因为大厦无须操作及维修制冷机机组。大厦亦无须预留款项更换制冷机,在增加冷冻量方面所受限制较少,而所需贮存的

燃气空调系统的能耗分析及经济性分析

燃气空调系统的能耗分析及经济性分析 2004-11-24 摘要:本文先简述了我国目前电力供应、燃气供应现状,集中讨论了燃气空调的原理、形式和应用发展,对对各种燃气空调系统进行了能耗分析,最后选取了某建筑进行了三种空调冷热源的方案分析比较,分析了使用燃气空调的经济性。 关键词:燃气空调能耗分析经济性燃气热泵机组燃气冷水机组电力峰谷燃气调峰 0 引言 在过去20年,我国的发电量以每年8%至9%的速率增长,2003年底装机容量和发电量分别为3.8亿千瓦和1.9万亿度,仅次于美国。但近两年电力缺口仍在不断的增大,且用电峰谷差亦增大。其原因在于近几年夏季高温使得大量空调设备使用,且目前的空调设备中有70%为电力空调。2004年我国电力的缺口将达到600亿度。近4年上海地区用电情况如表1所示: 另一方面,由于西气东输工程的实施,使得上海地区燃气供应量剧增,而上海地区的燃气消费结构中民用燃气占据大部分半壁江山,民用燃气的一个最大特点就是用气量有季节性,夏季为低谷冬季为高峰,正好与电力相反,也成为城市燃气发展的一大难题。由于夏季的燃气用量处于低谷,冬季电力处于低谷,因而发展燃气空调促进城市能源结构调整,缓解城市夏季供电紧张,提高燃气管网利用率成为一种双赢的选择。 1 燃气作为热源的空调系统的特点 燃气空调是以天然气、液化石油气、人工煤气为能源进行发电、制冷、供热、供生活热水等的设备,具有四大优点:经济、环保、高效、节能。 1.1经济 燃气空调运行费用低,运行稳定性高,使用寿命长。 1.2环保

燃气空调以天然气、液化石油气、人工煤气等环保能源为热源,不会产生二氧化硫、粉尘等有害物质污染环境。 1.3高效、节能 燃气空调能够同时或单独提供空调、制冷、采暖、卫生热水等,能源利用效率高,经济效益和社会效益高。 2 以燃气作为热源的空调系统原理以及能耗分析 2.1燃气锅炉+蒸汽型单(双)效吸收式制冷机 原理如下:

能源站区域供冷供热系统与单体独立空调系统的方案对比

能源站区域供冷供热系统与单体独立空调系统的方案对比 ——王伟欢 一、项目概述: 长沙明发商业广场项目位于湖南省长沙市,北纬28°00’,东经113°08’,属夏热冬冷地区。总商业面积40万平米,酒店/写字楼/公寓占60%,约24万平米,纯商业占40%(其中:商业销售部分/持有部为64500㎡/95500㎡,即4:6),约16万平米。各建筑位置相对集中。 二、方案简述: 1、单体独立空调系统方案:各单体独立的冷水机组+热水锅炉。 2、能源站区域供冷供热系统方案:地源热泵+水源热泵+水蓄冷+水蓄热+区域供冷供热。 三、方案对比: 1、各栋单体空调运行状况表 名称面积(㎡)总冷负荷(kW)使用时间 酒店40000 5707.82 0:00~24:00 办公楼32000 4431.64 8:00~18:00 SOHO+LOFT 办公 88000 10026.39 8:00~20:00 百货+超市+电 器城+运动用 品 61000 8594.04 10:00~21:00 主题街区52000 7395.27 10:00~23:00 休闲美食娱乐35000 5598.4 10:00~2:00 家庭服务14500 1829.25 8:00~20:00 2、方案经济性对比表 2.1.1 单体独立空调系统方案主要设备概算表: 单体名称冷源热源冷热源主要设备价格 酒店冷水离心650RT×2台+冷 水螺杆325.5RT×1台;冷 却水泵4台(备1台)+ 冷冻水泵4台(备1台)+ 冷却塔2台+自控设备。总 功率约1814kW。燃油锅炉 1800kW ×1台。 107×2+57+2×8+18 ×2+18+86=427(万 元) 办公楼冷水离心500RT×2台+冷 水螺杆244.2RT×1台;冷 却水泵4台(备1台)+ 冷冻水泵4台(备1台)+ 冷却塔2台+自控设备。总 功率约1255kW。燃气锅炉 1400kW ×2台。 85×2+43+2×8+17× 2+16+70×2=403(万 元) SOHO+LOFT 办公冷水离心1200RT×2台+ 冷水离心600RT×1台; 燃油锅炉 2400kW 197×2+99+2×10+22 ×3+21+112×3=936

暖通空调系统运行能耗的影响因素分析 韩钧

暖通空调系统运行能耗的影响因素分析韩钧 摘要:空调系统的运行能耗主要取决于运行方式和机组调节水平,要加大新技术的投入使用,采用先进的自控工艺和运行策略,实现空调系统运行的动态调节策略,最大限度节约能耗。 关键词:暖通空调系统;运行能耗;影响因素 引言 在建筑过程中应当更加注重空调系统的节能作用,这对其之后的实际运行有着重要意义。在设计过程中应当注重系统在节能方面的表现,并合理地使用节能技术。在选择节能技术时应当确保其适合当前的需求,并且设计中每一个环节都能够被合理地控制。在系统运行中也应当注意操作人员的综合素质,防止由于人为因素而造成的资源的浪费。节能问题的解决可以减少资源的不必要消耗,也可以节省人们在这方面的花费,同时对经济的发展也有着重要意义。 1提升暖通空调节能技术的现实意义 在经济全球化的基础上,我国的社会形态不断完善。由于人们长时间生活在建筑环境内开展办公或生活,建筑环境内的室内温度或空气湿度与人们的健康密切相关,因此对其办公和居住的环境具有严格的要求。在城市化进程中,越来越多的人涌入大城市,城市内的高大建筑物不断增加。受建筑物、汽车、等因素影响,使得人们所生活的环境质量逐渐下降,很大程度上威胁了人们的健康。通过暖通空调的节能技术,可以对室内环境的温度和湿度进行有效的改善和调节,降低室内空气中对人体有害的物质,满足人们的健康需求,可以为用户提供一个舒适、健康的生活与办公环境。但是,暖通空调在使用过程中,为我国的能耗问题带来了巨大压力,能源的使用量不断增加,为可持续发展带来阻碍,同时暖通空调在实际运行的过程中,会消耗大量的能源。所以,相关的研究人员要针对暖通空调的节能问题制定行之有效的解决措施,将节能技术高效地融入暖通空调系统中,在确保人们室内生活环境的同时,还能有效地改善能耗问题。 2暖通空调系统节能方面存在的问题 2.1在设计中缺乏对节能技术的评价标准 关于暖通空调的节能设计有很多,同时技术之间存在着较大的差异,但是都能从不同的方向起到一定的节能作用。随着目前人们对各种设施的节能方面越来越重视,相关技术也在不断地被开发出来,每种技术都存在着自身独有的有点与缺陷,并且以自身的技术特点为基础不断地发展。大量的技术也就是设计方案有了更多的选择,由于每个设计者的眼光都是不同的,所以他们对自身设计中应用的技术进行选择时,也存在着很大差异。每一项技术都会受到许多人的推崇,但是同样也会被许多人所质疑,这样就导致了设计者在选择时存在着一定的困难,很难通过一项技术受到的评价来对其进行判定。这主要是由于目前缺少一套合理的评价标准,从技术的各个方面来对其进行衡量,使设计者无法快速地从众多技术中选择自身需要的节能技术,或者在选择过程中出现错误。如果选择的技术不满足当前的设计需求,在日后的系统使用过程中就很可能出现许多问题与故障,不但起不到良好的节能效果,反而会浪费许多的资源在维持其运行上,并且由于技术不匹配的原因,使运行过程中会有故障频发的现象。 2.2在运行管理方面存在的问题

vb区域供冷(DCS)系统及区域供冷供热(DHC)系统评介和探讨

vb区域供冷(DCS)系统及区域供冷供热(DHC)系统评介和探讨 摘要:本文主要介绍了区域供冷系统和区域供热供冷系统的特点、运行影响因素及在国内的主要研究现状和在发展区域供冷供热中需要解决的一切实际问题。 关键词:区域供冷;区域供冷供热; Abstract: This paper mainly introduces the area the refrigeration system and regional heating and cooling the characteristics of the system, operation effect factors and the main research status in China and in the development of regional cooling heating in all the practical problems need to be solved. Key Words: district cooling system; regional cooling heating; 区域供冷(district cooling system ,DCS)是指由集中机房生产并向各类建筑提供空调冷水的系统。冷水由连接集中机房和各建筑的管网输送。 区域供冷供热(district heating and cooling ,DHC)是指由集中机房生产并向各类建筑提供空调冷水,热水的系统。 区域供冷或区域供热供冷系统可以归纳为两种主要的类型:一是在中央制冷站制取冷水,而后将冷水沿一条双管系统输送到用户。此种系统类似于区域供热系统。二是在用户或靠近用户的房屋内使用区域供热热能来驱动制冷机制取冷水。 1.区域供冷的优点 (1)区域供冷的环保效益 区域供冷的环保效益主要表现在三个方面:(1)使用氨制冷剂(2)LiBr吸收式制冷机的使用,减少了对环境无公害的物质(3)可以减少城市中心区由于空调冷凝热而产生的热岛效应。 (2)区域供冷的社会效益 ①区域供冷可使用户在较低的一次性投资下,享受集中空调的效果 ②区域供冷可与冰蓄冷结合起来,从而减轻电网峰值负荷,削峰填谷 (3).区域供冷的节能效益

中央空调能耗分析办法

文件号:NYG10062911A 拟文单位: 运营管理部 中央空调能耗分析办法 类别:纲领及流程(红) 可阅范围: 运营人员 编制: 审核: 批准: 页数:11 熟读:运营人员 日期: 日期: 日期: 生效日:2011.1.1 默写:无 前提 1机房统一的水、电、主能源、冷热量、卫生热水计量器具;冷却水泵电表、冷温水泵电表,冷却水补水表、排污表。 2单一建筑功能区。 每日能耗分析 1每班由值班运营人员作能耗分析,具体数据填入《运行日志》的“节能笔记”栏 1.1平均气温:取《值班记录表》中数个室外气温的平均值(℃)。 1.2机房系统空调能耗:分为机房系统主能源耗量Qp、输配系统电耗Np(冷温水泵电耗Nhp、冷却水泵电耗Ncp)、机房 系统水耗Wp(冷却水补水量Wc、冷却水排污量Wcw),分别取计量器具的实时数据。 其中,Np=Nhp+Ncp+Nfp式中Nhp-指冷温水泵电耗,取电表的实时数据, Ncp-指冷却水泵电耗,取电表的实时数据, Nfp-指风机电耗(kwh),取电表的实时数据,如未独立计量,则根据风机功率(运行电流)、使用时间及运行方式(台数或频率)计算。 当空调附带卫生热水情形时,应扣除卫生热水能耗: Qp=Qt-Qh式中Qt-指所有运行机组的主能源输入量,取计量器具的实时数据, Qh-指卫生热水主能源耗量,计算方法参照第3条。 Np=Nj-Nh式中Nj-指机房总电耗(kwh),取计量器具的实时数据,机房如有其它大功率用电设备,则相应扣除, Nh-指卫生热水一次泵电耗(kwh),计算方法参照第3条。 1.3机房系统卫生热水能耗:分为卫生热水主能源耗量Qh、卫生热水一次泵电耗Nh。 Qh的计算分两种情形: 第一情形:单独卫生热水,Qh等于输入机组的主能源耗量,取计量器具的实时数据。 第二情形:空调附带卫生热水。 Qh的计算办法: a.依据《值班记录表I》中计量器具的实时数据,分别计算每2小时的卫生热水主能源耗量Qh2, Qh2=(Th2-补水水温)×补水量×1.368+(Th2-Ta2)×保有水量×1.368(kwh) 式中Th2-指本次记录的保有水温(卫生热水罐水温)℃, Ta2-指上次记录的保有水温(卫生热水罐水温)℃, 当Th2-Ta2≤5℃时,Th2-Ta2约等于0, 保有水量=(DN/1000)2×L×0.785+V (m3),其中,DN-指卫生热水主管管径(mm),L-指卫生热水主管长度(m), V-指卫生热水罐容积(m3)。 b.(本班)累计Qh=数个Qh2的累加值 Nh(kwh)取电表的实时数据,如未独立计量,则根据卫生热水泵功率(运行电流)、使用时间及运行方式(台数或频率)计算。 1.4末端及新风电耗:末端电耗Nm(kwh),新风电耗Nx(kwh),一般根据末端及新风设备功率、使用时间及运行方式(档位 或频率)计算。 1.5运行面积与时间统计: 分两种情形: 第一情形:运行面积固定,运行时间变化,统计运行面积S(㎡)、运行时间t(h)。 第二情形:运行面积与时间都变化,统计白班运行面积Sa(㎡)、时间ta(h)或晚班运行面积Sb(㎡)、时间tb(h)。 1.6冷热量:系统提供的冷热量Qq(kwh),取热量表的实时数据。 1.7卫生热水计量Wh(T):取水表的实时数据。 1.8平均负荷: CCA=Qq×1000÷(S×t)或CCA=Qq×1000÷(Sa×ta)或CCA=Qq×1000÷(Sb×tb)(w/㎡) 式中S、Sa、Sb-指运行面积(㎡),t、ta、tb-指对应的运行时间(h),Qq-指系统提供或建筑消耗的冷热量(kwh)。 1.9机组效率:COP=Q q÷Q p 式中Qq-指系统提供或建筑消耗的冷热量(kwh),Qp-指机房系统的主能源耗量(kwh)。 注:多台机组统一计算。 1.10系统效率:EER S=Q q÷(Q p +N p)

区域供冷和分散供冷的经济比较

区域供冷与分散供冷的经济比较 区域供冷的概念 区域供冷系统 ( District cooling system, DCS)是指为满足某一特定区域内多个建筑物的集中空调冷热源需求, 由专门的大型冷冻站 集中制造冷水 (冷却水或冷冻水 ), 通过区域管道供给的 1个或多个需冷单位的中央空调冷热源系统。区域供冷系统由冷源、制冷站、输配管网和末端用户4部分组成(见图1)。 区域供冷的优点 (1)节能:区域供冷以大型制冷机组代替家庭安装的分散式空调, 提高了制冷效率、能耗比。(大型制冷机组的能效比高达4.0 , 甚至可达5.0以上。现有的分散式空调平均能效比还达不到2.2。)同时, 同一区域供冷系统给不同功能的建筑供冷,减小了各用冷单位的同时使用系数, 制冷机组的装机容量比传统制冷系统低20%左右。通过对不同功能建筑的组合, 使系统负荷保持在相对稳定的水平。

(2)缓解电网压力:区域供冷技术与蓄冷技术相结合, 减少制冷机主机容量, 降低制冷设备初投资。制冷装置,利用夜间用电低谷时段制冰,白天用冷高峰时段融冰供冷,从而极大地降低高峰用电量,有效地调整用电结构,减少电网负荷,用户还利用峰谷电价差节约运行费用。 (3)保护环境:区域供冷系统的使用可有效地降低氟利昂和温室气体排放,减少分散式空调系统造成的城市热岛效应。 (4)改善建筑物外观、降噪 实例分析: 以某个小区为模型, 对分散式空调系统和区域供冷系统进行综合比较。该小区内的建筑类型包括办公楼、酒店及住宅, 总建筑面积约为4 m ,分布较为集中且满足区域供冷的条件。该地区冬暖夏热供10 2 10 冷时间为5个月。按现行《采暖通风空气调节设计规范》的规定, 夏季空调室外设计干球温度采用历年平均不保证 50 h的干球温度, 结合该地气象参数进行逐时冷负荷计算,计算得出夏季空调冷负荷指标为36W /2m。 从两者初投资、运行费用、使用年限整体综合比较,预期如下: 此表不含空调系统在使用年限内产生的其他空调费用。因而总的来说,区域供冷系统初投资略大于分散式空调,但是其运行费用、使用

前海区域供冷单元设计技术导则

深圳前海深港合作区二单元区域供冷设计技术导则 2016年9月

目录 一、编制目的及依据 (1) 二、项目概述 (2) 三、区域供冷用户接入 (3) 四、区域供冷技术要求 (5) 五、自动控制及计量 (11) 附件一编制说明 (14) (1)区域供冷用户接入 (14) (2)区域供冷技术要求 (15)

一、编制目的及依据 区域供冷系统是前海深港合作区二单元建设的一项基础设施,该系统向新区的各类建筑提供空调系统的冷源,向各单体设计单位提供统一的供冷冷源的参数、区域供冷系统与单体用户的联接方式、控制方式、调节方式、计量方式等。为保障各用户的利益及各方工程建设的顺利进行,编制了本导则作为单体设计的设计依据。本导则编制的依据如下: 1. 《民用建筑采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2012) 2. 《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005) 3. 《公共建筑节能设计标准广东省实施细则》(DBJ15-51-2007) 4. 《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003 (2009年版) 5. 《建筑工程设计文件编制深度规定》 6. 《全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力》 7. 《前海深港合作区区域供冷规划布局和系统可行性研究报告》 8. 《前海深港合作区区域集中供冷技术标准和设计导则》 9. 《前海二单元区域集中供冷项目可行性研究报告》 10.其他与本工程有关的国家、地方规范、规程及标准

二、项目概述 为推进前海深港合作区的建设发展,保障区域供冷用户的设计工作顺利进行,特制定本技术导则供各用户设计时参照执行。 前海深港现代服务业合作区是由“三区两带”的城市规划结构构建起来的,“三区”指的是桂湾片区、铲湾片区和妈湾片区,“两带”指的是滨海休闲带以及综合功能发展带。由单元规划确定的单元开发用地规模大概为30-50万平方米,该规划共划定了22个开发单元。每个开发单元均安排办公、商业、公寓等多种业态。 根据《前海综合规划》、《前海深港现代服务业合作区综合规划图集》以及前期相关单位的可研资料,二开发单元的用地面积为42.1万平方米,总建筑面积约为175万平方米,主要用地性质为商业性办公用地、服务业用地以及商业用地等。二单元内主要建筑功能类型为办公、商业、酒店、商务公寓等。 五开发单元用地面积为56.5万平方米,总建筑面积为141.2万平方米,主要用地性质为居住用地。五单元内主要建筑功能类型为办公、商业、居住。

能效研究方法和中国各地区能源效率的比较

[收稿日期] 2007-12-20 [基金项目] 国家自然科学基金项目“我国能源利用效率及其影响因素分析”(50556002) [作者简介] 杨红亮(1974— ),男,河南周口人,亚洲开发银行东亚局能源处职员,经济学博士;史 丹(1961— ),女,天津市人,中国社会科学院工业经济研究所能源经济研究中心主任,研究员,管理学博士,博士生导师; 感谢匿名评审人提出的意见,笔者已作了相应的修改,本文文责自负。 能效研究方法和中国各地区 能源效率的比较 杨红亮1,史 丹2 (11亚洲开发银行东亚局能源处,菲律宾马尼拉; 21中国社会科学院工业经济研究所能源经济研究中心,北京 100836) [摘 要] 如何科学地评价各地区能源效率(E E )的现状是中国实现“十一五”节能降耗 战略目标的重要的科学前提和保证。使用一种单要素方法和三种全要素方法对以2005年数据为 基础的中国各地区的能源效率的比较研究表明:(1)全要素方法在揭示一个地区要素禀赋结构对其能效的影响方面有着传统的单要素方法替代不了的优势。(2)即使以国内的先进能效水平做参照,中国的总体能效水平也还很低。如果各地区可以达到上海等先进地区的能效水平,中国大约可以节约30%左右的能源消耗。(3)东西部之间巨大的能效差距表明了在现阶段实现地区间节能合作、推动先进生产技术在东西部之间扩散的现实必要性。 [关键词] 能效分析方法;单要素能源效率;全要素能源效率;地区差异[中图分类号]F40712[文献标识码]A [文章编号]1000—596X (2008)03—0012—09 能源效率(以下简称能效)问题在很多国家的 公共政策的制定中都占据着重要位置。中国提出“十一五”期间GDP 能耗降低20%的目标,科学地评价能效变得格外重要。本文评价分析了相关的研究和各种能效的分析方法。然后运用多种方法对我国各地能效进行了分析比较,最后对结果进行讨 论并提出政策建议。 [1] 一、有关的能效研究 目前国内国外关于能效的研究有很多。根据不同的产出和投入的度量方法,能效有不同的变种形 式。[2]为了避免混淆,本文中根据能效指标考察的生产要素的多寡把它粗分为单要素能源效率和全要素能源效率(或称多要素能源效率)。 2 1

GB19577-2004《冷水机组能效限定值及能源效率等级》..

GB19577-2004《冷水机组能效限定值及能效效率等级》 2.《能效标准》主要内容摘录 (1)标准的范围 本标准规定了冷水机组的能效限定值、能源效率等级、节能评价值、试验方法和检验规则。 本标准适用于采用电机驱动压缩机的蒸汽压缩循环冷水(热泵)机组(以下简称:冷水机组)。 (2)基本的术语和定义 a) 能源效率限定值(the maximum allowable value of energy consumption)冷水机组在额定的制冷工况和规定条件下,能效比的最小值,简称能效限定值。 b) 节能评价值(the evaluating values of energy conservation)在额定的制冷工况和规定条件下,节能型冷水机组应达到的能效比最小值。 c) 能源效率等级(energy efficiency grade)能源效率等级(简称能效等级)是表示产品能源效率高低差别的一种分级方法,依据能效比的大小确定,分成1、2、3、4和5 五个等级,其中1级表示能源效率最高,五级表示能源效率最低。 d) 额定能源效率等级(rated energy efficiency grade)

额定能源效率等级是指由生产厂家在产品上规定的冷水机组的能源效率等级。 (3)能效限定值 水冷冷水机组的能效比实测值应大于等于表1的实测值。 表1 能源效率限定值 (4)能源效率评定方法 a) 能源效率等级评定方法 根据机组的性能系数测试结果,依据表2,判定该机组的额定能源效率等级。产品的性能系数测试值和标注值应不小于其表2中额定能源效率等级所对应的指标规定值。 表2 能源效率等级指标

117冷冻水供水温度对区域供冷系统总能耗的影响

冷冻水供水温度对区域供冷系统总能耗的影响 同济大学/广东海洋大学蒋小强龙惟定 摘要:区域供冷系统的一个特点是输送系统能耗较大,其输送系统能耗取决于输送水流量,而水流量取决于供水温度和供回水温差。本文从理论上比较分析了区域供冷系统中,制冷机能耗随制冷剂蒸发温度变化而变化的情况和水泵能耗随冷冻水供水温度变化而变化的情况,并得出了不同制冷剂蒸发温度情况对系统总能耗影响的公式。结果表明,对于无蓄冷的区域供冷系统,将存在一个最佳制冷剂蒸发温度和冷冻水供水温度使系统总能耗达到最小。 关键词:区域供冷供水温度能耗 1 引言 随着全球经济的快速发展,人民生活水平得到了不断提高,城市化建设不断加速,工业化发展趋势不断深入,能源与资源消耗屡创新高。特别是以建筑业为代表的行业及其相关行业的高速发展,如供热通风与空调行业很大程度上反映着高经济发展速度的现状和趋势,但也带来了一些不利的因素。根据相关数据统计,建筑能耗已占了全球总能耗的30%-40%,其中大部分能耗来自采暖供冷。因此,发展既节能、环保又经济可行的制冷技术将成为全球可持续发展伟大目标中的重要一环,区域供冷为我们提供了一种安全、节能且环保的绿色供冷方案[1]。 区域供冷是指对一定区域内的建筑群,由一个或多个功能站制得冷水等冷媒,通过区域管网提供最终用户,实现用户制冷要求的系统,由于冷量规模生产,因此冷量生产成本得以降低,实现节能。最早将区域供冷技术商业化的是美国的hartford工程,6年后欧洲国家如法国、瑞典也开始建立一些大型区域供冷工程,法国的La Defense 的区域供冷能力达到220 MW。我国在2000年开始引入区域供冷概念及技术,并先后建成了北京中关村、广州大学城等一批区域供冷工程[2-3]。然而,尽管区域供冷具有非常明显的节能优势,但至今有些问题一直未能很好地解决,首先是负荷变化范围大时,能效比如何保证居高不降;其次有输冷过程中,冷量损失和水泵能源消耗的控制问题;最后还存在计量收费管理上的问题[4]。本文主要针对第二个方面的问题,提出三种输冷方式,并对三种方式的能耗进行比较分析。 区域供冷系统主要由三部分组成:中心冷冻水制造工厂、冷冻水输送系统、用户末端系统。根据有关文献分析,系统总能耗主要集中在冷冻站和输送系统的输送过程中,值得注意的是,与常规中央空调系统相比,输送系统能耗即水泵能耗所占总能耗的比例更大。本文主要从降低整个区域供冷系统总能耗出发,采用理论分析的方法,从理论模型上对冷冻站中的制冷机能耗和水泵能耗进行分析。为了简单起见,这里认为区域供冷系统的能耗仅由制冷机和输送能耗能耗组成,且分别约占总能耗的2/3和1/3。 2 冷冻水三种送水温度的确定 现在区域供冷系统多采用冰蓄冷或水蓄冷系统,但这些附加系统实际上并不节能,且只适于电力供应不足。考虑到人民生活水平在不断提高,空调的使用可能将是持续24h;电力技术的发展如核电,电力供求不再是问题时,冰蓄冷系统将失去意义。因此,本文分析基于无蓄冷的区域供冷,并设制冷机中的压缩机是在标准空调工况(蒸发温度为5℃,冷凝温度为35℃)下工作。考虑到蒸发器或冷凝器传热温差一般为5-10℃,因此这里,取常规冷冻水供水温度为12℃,回水温度为17℃;同时假设低温送冷温度为2℃,高温送冷温度为14.5℃,回水温度不变,均为17℃。值得注意的是,低温送冷技术可以和低温送风技术结合起来,而高温送冷技术可以和冷辐射吊顶结合起来。 3 三种送冷温度下区域系统能耗分析

GB2021454-2008多联式空调(热泵)机组能效限定值及能源效率等级

GB 21454-2008 多联式空调(热泵)机组能效限定值及能源效率等级 (摘要) 该标准规定了多联式空调(热泵)机组的制冷综合性能系数(IPLV(C))限定值、节能评价值、能源效率等级的判定方法、试验方法及检验规则,适用于气候类型为T1的多联式空调(热泵)机组,不适用于双制冷循环系统和多制冷循环系统的机组。 能效限定值 多联式空调(热泵)机组的制冷综合性能系数(IPLV(C))实测值应大于等于表1的规定值。 表1 多联式空调(热泵)机组能效限定值 名义制冷量(CC) W 制冷综合性能系数(IPLV(C)) W/W CC ≤ 28000 2.80 28000<CC≤84000 2.75 C C> 84000 2.70 能源效率等级的判定方法 根据产品的实测制冷综合性能系数(IPLV(C)),查表2,判定该产品的能源效率等级,此能效等级不应低于该产品的额定能源效率等级。

表2 能源效率等级对应的制冷综合性能系数指标(W/W) 能效等级 名义制冷量(CC) W 5 4 3 2 1 CC ≤28 000 2.80 3.00 3.20 3.40 3.60 28 000

中国能源问题现状与展望—能源利用效率分析

80年代以来建立了较完善的节 ,将节能工作 60多种工 1981~2000年,我国以较低 GDP年均增长速度达到9.7%, 4.6%,能源消费弹性系数平均为0.47,经 20年累 10亿吨标准煤,年均节能率达5.1%。

中国政府在指导全国节能工作的要紧做法是: 1.编制规划将节能纳入国民经济和社会进展中长期规划和年度打算中,对地区和部门的节能工作进行宏观指导。 2.制定节能政策和法规《中华人民共和国节约能源法》(以下简称《节能法》)从1998年1月1日起施行,节能工作已逐步纳入法制化轨道。依据《节能法》颁布了《重点用能单位节能治理方法》、《节能产品认证治理方法》、《节约用电治理方法》等一系列配套法规;在我国实施了中国节能产品认证制度,逐步引导和规范节能产品市场。 3.推广节能新技术和节能产品 循环流化床锅炉、水煤浆等洁净煤技术以及交流电机调速技术、高效电光源、干法熄焦、高炉炉顶压差发电等一批重大节能技术的开发利用取得明显经济成效。重点研究推广了风机、水泵、变压器、电炉钢、铁合金、合成氨以及资源综合利用、煤代油、生活用能和建筑物用能的节能新技术。到1998年底,已公布了18批1068项节能机电产品名目和17批610项剔除机电产品名目,有力地促进了节能新产品、新技术的推广应用。 4.加大节能宣传教育和信息服务 要紧是加大了信息交流和节能培训工作,每年举办全国节能宣传周活动,通过节能宣传,进一步提升企业和公众的节能意识。1998年1月,国家经贸委成立了节能信息传播中心,该中心作为一种基于市场机制的节能信息传播体系,选择那些因信息渠道不畅或信息的不完整而导致没有得到充分广泛推广的领域,致力于向工业企业、投资机构等各界提供经济信息。 5.实施节能技术项目 据统计,1981~1998年国家用于节能基建和节能技改项目共投资371亿元,引导地点政府和企业投资438亿元,形成年节能量9042万吨标准煤。节能基建项目建成热电机组950万千瓦,采暖集中供热2亿平方米,改造小水泥628万吨,改造小化肥130万吨,进展都市燃气和回收放散可燃气1 393万立方米/日,增加民用型煤1780万吨,增加煤炭洗选、配煤能力596 9万吨,风机、水泵改造年节电4亿kWh;节能技改项目建成余热、余压

暖通空调系统运行能耗的影响因素分析 韩钧

暖通空调系统运行能耗的影响因素分析韩钧 发表时间:2019-06-19T14:50:52.570Z 来源:《建筑学研究前沿》2019年3期作者:韩钧 [导读] 空调系统的运行能耗主要取决于运行方式和机组调节水平,要加大新技术的投入使用,采用先进的自控工艺和运行策略,实现空调系统运行的动态调节策略,最大限度节约能耗。 中冶京诚工程技术有限公司北京 100176 摘要:空调系统的运行能耗主要取决于运行方式和机组调节水平,要加大新技术的投入使用,采用先进的自控工艺和运行策略,实现空调系统运行的动态调节策略,最大限度节约能耗。 关键词:暖通空调系统;运行能耗;影响因素 引言 在建筑过程中应当更加注重空调系统的节能作用,这对其之后的实际运行有着重要意义。在设计过程中应当注重系统在节能方面的表现,并合理地使用节能技术。在选择节能技术时应当确保其适合当前的需求,并且设计中每一个环节都能够被合理地控制。在系统运行中也应当注意操作人员的综合素质,防止由于人为因素而造成的资源的浪费。节能问题的解决可以减少资源的不必要消耗,也可以节省人们在这方面的花费,同时对经济的发展也有着重要意义。 1提升暖通空调节能技术的现实意义 在经济全球化的基础上,我国的社会形态不断完善。由于人们长时间生活在建筑环境内开展办公或生活,建筑环境内的室内温度或空气湿度与人们的健康密切相关,因此对其办公和居住的环境具有严格的要求。在城市化进程中,越来越多的人涌入大城市,城市内的高大建筑物不断增加。受建筑物、汽车、等因素影响,使得人们所生活的环境质量逐渐下降,很大程度上威胁了人们的健康。通过暖通空调的节能技术,可以对室内环境的温度和湿度进行有效的改善和调节,降低室内空气中对人体有害的物质,满足人们的健康需求,可以为用户提供一个舒适、健康的生活与办公环境。但是,暖通空调在使用过程中,为我国的能耗问题带来了巨大压力,能源的使用量不断增加,为可持续发展带来阻碍,同时暖通空调在实际运行的过程中,会消耗大量的能源。所以,相关的研究人员要针对暖通空调的节能问题制定行之有效的解决措施,将节能技术高效地融入暖通空调系统中,在确保人们室内生活环境的同时,还能有效地改善能耗问题。 2暖通空调系统节能方面存在的问题 2.1在设计中缺乏对节能技术的评价标准 关于暖通空调的节能设计有很多,同时技术之间存在着较大的差异,但是都能从不同的方向起到一定的节能作用。随着目前人们对各种设施的节能方面越来越重视,相关技术也在不断地被开发出来,每种技术都存在着自身独有的有点与缺陷,并且以自身的技术特点为基础不断地发展。大量的技术也就是设计方案有了更多的选择,由于每个设计者的眼光都是不同的,所以他们对自身设计中应用的技术进行选择时,也存在着很大差异。每一项技术都会受到许多人的推崇,但是同样也会被许多人所质疑,这样就导致了设计者在选择时存在着一定的困难,很难通过一项技术受到的评价来对其进行判定。这主要是由于目前缺少一套合理的评价标准,从技术的各个方面来对其进行衡量,使设计者无法快速地从众多技术中选择自身需要的节能技术,或者在选择过程中出现错误。如果选择的技术不满足当前的设计需求,在日后的系统使用过程中就很可能出现许多问题与故障,不但起不到良好的节能效果,反而会浪费许多的资源在维持其运行上,并且由于技术不匹配的原因,使运行过程中会有故障频发的现象。 2.2在运行管理方面存在的问题 对暖通空调系统的设计是十分重要的,但是设计良好地完成并不能直接决定节能的效果,在系统运行中对其的管理也十分重要。一些单位将重点放在设计上,同时施工也按照具体的要求完成,认为这样就可以达到预期的节能效果,然而却在运行过程中出现了许多没有预料到的问题。这主要是由于他们忽略了对操作人员的素质进行严格地控制,一些人根本就没有相关专业的知识以及经验,这也就决定了在维持系统的过程中无法通过对建筑内人数、室外温度等变量来对系统进行合理地管理。或者在管理过程中不严谨或者不及时,这就导致了许多能源在这过程中被消耗,并且没有创造任何的价值。甚至一些单位会外聘一些临时工来担任这项工作,这不仅使节能得不到保障,也是建筑内的人员安全以及生活质量受到了一定的影响,是一种不负责任的表现。据统计,由本身综合素质存在缺陷的操作人员来进行系统的运行管理工作,最严重的可能会使耗能增加一倍以上。所以有关单位应当注意对操作人员的培养以及任用,不能将专业知识不合格的人员安排在这种相对重要的位置上。 3建筑暖通空调节能降耗技术应用举措 3.1科学设计暖通空调系统 主要是从技术运用层面来看,建筑暖通空调系统运行系统较为复杂,因此针对暖通空调系统设计是否科学合理对其整体性能的影响非常明显。而要想保障暖通空调实现最大的节能降耗目标,就要求应当科学设计空调系统。暖通空调系统的设计要求必须严格依据最高标准来完成,所以在实际的设计工作当中,需要以各个运行部分达到满负荷运行状态为标准来进行设计,由此才能促使各部运行荷载真正符合暖通空调低能耗运行的要求。 3.2切实提升暖通空调控制系统水平 空调控制系统的控制水平对暖通空调的整体运行功能造成影响,甚至在此基础上提高空调系统能源消耗情况及热能输出情况等。因此这就必须大力提升暖通空调控制系统的运行效率,这样不仅能够有效降低空调碳排放,同时还要求其应当在符合要求的基础上尽可能的降低和控制水泵耗电情况,由此才能最终达成其节能降耗的目标。近年来,我国建筑暖通空调的发展水平随之不断攀升,其运行当中的温湿度、冷热量等也将变得更为准确和到位,其可靠稳定性最终将获得持续攀升。这就需要采取针对性的举措,对建筑暖通空调设备实施相应的维护管理工作,促使建筑暖通空调系统始终处于最佳的运行状态,由此达成节能降耗的目标。 3.3结合建筑情况规划布局 通常建筑暖通空调节能降耗目标的实现,往往伴随着对太阳能、风能等自然资源的利用。而要想更加有效的利用此类资源,就必须结

国外区域供冷的发展情况

国外区域供冷的发展情况 由于能源和环境问题日益突出,区域供冷技术因其高效率的运行和对环境影响小的主要特点,在近几十年里逐渐受到各个国家的重视。自上世纪八十年代开始,日本一些大城市的商业建筑群,美国许多大学校园,都采用这种区域供冷的方式。典型的案例是日本东京新宿新都心,日本名古屋新机场以及美国许多大学校园。我国广州大学城,北京中关村科技园也采用了区域供冷方式,并已投入运行。但到目前为止这项技术的研究和应用主要集中在国外,比如:北美、日本、北欧等一些国家。我国对于这项新技术的研究和应用还处于刚刚起步的状态。下面就总结一下国外在区域供冷这一块的发展。 北美 北美区域供冷发展情况 北美的区域供冷项目最早出现在20世纪60年代,出发点是希望利用城市蒸汽管网的夏季富余能力驱动吸收式制冷机来提高蒸汽利用率,但因为当时单效吸收制冷机效率较低经济性差而没有得到广泛应用。70年代双效吸收式制冷机的出现以及城市化进程中商业建筑供冷需求的增长使区域供冷技术再次受到重视,其间建设的纽约世界贸易中心吸收式制冷区域供冷系统供冷量达到172MW,成为当时世界上规模最大的DHC系统,随后在美国芝加哥等大城市的商业中心还相继出现了电力压缩式制冷的区域供冷项目。北美采用区域供冷技术的主要着眼于方便管理和维护,因此在统一规划建设的单一业主单位如大学、医院和军队等建筑中应用较为广泛,例如到1980年数据,美国2000所大学中采用了区域供热供冷技术,输配管道长度已经超过3479Km,九十年代后分布式能源系统和冷热电联产技术日益成熟,结合冷热电联产的DHC系统也逐渐成为区域供冷的重要技术路线之一。 近些年来,北美加强了在湖水供冷这一块的研究和应用。这主要是因为北美

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