基于西安实测的某集中供热系统动态分析及调控策略

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我国冬季采暖能耗巨大,雾霾严重,因此降低能耗,提高能源利用率至关重要。本文就西安市某住宅建筑热负荷做了相关模拟计算同时对该供热系统运行工况进行实地测试计算,通过对比分析为热源中心以及换热站提出合理化的运行调控策略。本文利用DeST软件对实测建筑建模,该建筑总面积11758.25m~2,整栋建筑设计总热负荷Q=385KW。经过热负荷模拟计算,同时分别模拟改变保温层厚度、外窗玻璃类型、窗墙比、朝向时,模型建筑热负荷及室内自然温度的变化情况,根据模拟结果分析研究,得出结论有:西安地区住宅建筑在采用低传热系数墙体的同时取经济保温层厚度;窗体的保温隔热性能与窗墙比的耦合因素之间彼此耦合比较强烈,在彼此影响的因素过程中,窗体的保温性能相比于窗墙比更容易对建筑能耗产生影响;本建筑在只考虑热负荷前提下南偏西15°应该是西安市住宅设计的最优朝向。对实测室外温度下的模拟热负荷与实测热负荷数据进行对比、差异原因进行了分析,得出实际供热量大于模拟需热量,主要由于该供热系统并未采用合适的调控策略导致建筑过量供热。为进一步印证这个结论的正确性对西安采暖季气象参数,该住宅建筑室内温度、二次管网供、回水温度、流量数据之间的关系分析研究得出:楼内不均、楼栋之间不均、时间分布上供暖系统调节不当、以及室温偏高造成的过量供热都是由于供热系统未采用合理的调控策略,造成部分时段局部或全部用户室温偏高。就集中供热管网做了具体分析,对管网的热损失以及耗电量作了具体分析,提出了降低回水温度的串级技术,对新增供暖面积150万㎡的B小区实行供暖进行经济能耗分析,该项目使用降低回水温度的串级技术后可节省电能68179045kW·h,按照西安市工业用电为1.2元/kW·h计算,可节省818.15万元/年。同时采暖季可节约总耗气量为23915m3,按照西安市工业用气为2.3元/m3计算,可节省5500.52万元/年通过DesT模拟出的建筑热负荷与实测供耗热量的对比研究,更换75/50℃设计供热调节计算方法,采用二次网实际供回水温度对质调节、质量-流量调节、分阶段改变流量的质调节、热量调节、前馈动态调节五种调节方式的耗气量和循环水泵耗电量进行计算,并与质调节的耗气量与耗电量对比,分阶段改变流量的质调节节气率-2.07%,节电率达18.34%,运行电耗减少;质量-流量调节节气率为20.61%,节电率为10.72%,适用于自控设备完善且供暖季室外温度-3℃以上温度较多的的地区;热量调节节气率可达20.38%,在大中型热源在满负荷运行率低时采用热量调节方式可较准确预测耗气量,此调节相对质量-流量调节水力工况相对稳定;前馈动态调节相对于质调节耗气量节约26.6%,调控时主要针对室内温度出现波峰以及波谷时间段进行调控,到达削波峰去波谷,同时保证管网水力工况及室内温度相对稳定,在节能的同时提高居民的生活品质。
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