分布式能源系统二次侧设计初探

分布式能源系统二次侧设计初探

罗天池1  ,张诚业2

重庆市设计院有限公司   重庆   400015

 引言

  工业化以来生活生产对能源的依赖愈发严重，传统能源形式的利用不仅会加剧环境问题的恶化同时也带来了资源短缺、生态破坏等问题。分布式能源成为传统能源形式的一种代替，如何高效的利用分布式能源成为新的问题。

1 分布式能源的特点

  和传统能源方式相比，分布式能源系统具有以下的优点：（1）能有效的提高能源利用的效率：通过对冷、热、电能等多种形式的能源进行梯级利用，减少能源的损耗，同时对多余能源进行回收，更有效的提高能源的利用效率。（2）有利于对环境的保护：综合分布式能源系统通过对多种清洁能源形式的有效利用，特别是使用风能、太阳能的分布式能源系统能有效减少传统能源燃烧所产生的污染物。（3）创造良好的经济效益，分布式能源站靠近用户侧，极大减少线损、降低大型管网和输配电的建设和运行费用。（4）能源站靠近用户侧具有大温差、大流量、集中供应的特性。

  目前分布式能源相对于传统能源具有更加可观的前景，但其发展仍受到制约。相对于传统能源，分布式能源需要考虑多余的电量并入电网并获得相应补偿但国家在此方面的相应政策较为缺乏；其次我国的分布式能源系统的容量利用率较低，同时缺乏相应的人才和经验，需要有效的管理系统。如何有效利用分布式能源成为关键。

2 能源站的负荷计算及末端设备的选择

  前文提到我国的分布式能源系统的容量利用率较低，造成实际上的浪费。在设计初期，需要明确实际需求容量，首先需要对用户的实际需求进行准确计算，保证负荷计算的准确性。其次分析用户的用能需求，对其负荷特性进行分析，并结合类似项目进行运行策略的比较，必要时进行负荷的仿真模拟，最终进行设备选型提高其容量利用率。

  常规空调系统的冷冻水的设计供回水温度为7/12℃。采用集中能源站的设计方案后，由于规模较大，输送距离较长，再采用7/12℃的供回水温度已并非最优选择。对于规模较大，输送距离较长的空调系统，大温差供冷具有显著优势。然而，冷水供回水温度的变化，会影响制冷主机的性能系数以及末端制冷设备的实际供冷能力。如何确定最优供回水温度，以减少制冷主机和末端设备的制冷能力衰减，不增加设备投资，以及最大程度的降低输送能耗和减少输送管道和保温材料投资，需要针对具体工程优化比选。当确定供回水温度后需对根据供回水温度修正末端的制冷（热）量来进行末端的选型。由文献知：1.对于同一供水温度而言，随着供水温差的加大，空调末端的全热、显热、潜热冷量均呈现降低趋势。2.冷冻水供水温度降低，供水温差对空调末端冷量影响会随之减小但冷水机组能耗会相应增加。3.随着冷冻水温差的增大，冷冻水流量降低，且当降低到某值时，冷冻水泵型号会发生变化，从而节省输送能耗与设备投资。4.随着冷冻水入口温度的降低，若假定制冷量不变，将导致制冷机耗电量增加，效率（COP）降低。通过以上信息来对供回水温度进行比选，最后选出节省投资和节约能源的方案。

3 系统分区

   采用换热器加热或冷却的二次空调水系统的循环水泵宜采用变速调节。对供冷（热）负荷和规模较大工程，当各区域管路阻力相差较大或需要对二次水系统分别管理时，可按区域分别设置换热器和二次循环泵。系统分区宜按负荷特性进行，对具有相同负荷特性的区域使用同一板式换热器进行供给。从系统效率方面来看，对负荷分区越准确，系统效率越高但同时投资成本也会增加，需对系统分区进行经济考虑。  以某项目为例，设计初期通过对负荷特性进行分析，对裙房商业、独栋小商业、塔楼办公高低区、酒店高低区、影院进行分区，同时分区又分为冬夏负荷分区，影院、酒店考虑到有夜晚负荷但较小单独设置值班水泵，最后总共分为11个分区。向建设方报告方案后通过对成本测算，初投资过大对分区进行简化。最后为满足经济性，系统分为裙房商业、独栋小商业、塔楼三个系统。对分区系统中的冬夏水泵设置，当冬夏负荷过于悬殊，宜设置单独冬季值班水泵来满足冬季负荷。

4 总结

  通过以上分析，当暖通专业在设计分布式能源系统时，需要对系统进行负荷计算和特性分析，并确定分区和供回水温度，最后通过供回水温度选择末端设备。