沈阳地区典型办公建筑运行阶段碳减排潜力研究

以沈阳某办公建筑为例,将GB 50189—2015《公共建筑节能设计标准》作为节能基准,对比分析多种近零能耗建筑技术情形对建筑碳排放的影响,并对其碳减排潜力进行评估测算。利用模拟软件Design Builder对沈阳市某办公建筑建立典型模型,通过模拟计算得到几种不同技术情形下的能耗强度。碳排放强度由不同类型能源碳排放因子与能耗强度计算得出。结果表明:可再生能源利用技术和暖通空调设备能效提升技术可明显减少碳排放,碳减排率分别可达到44.88%和39.99%;另外,建筑围护结构改造以及自然通风和自然采光结合技术,减排率分别为8.18%、7.22%。按照近零能耗建筑技术要求,综合6种技术情形,办公建筑运行阶段的减排率可达51.08%。

基于需求响应的用户侧柔性用能分级调度策略研究

通过需求响应计划和建筑用能的灵活调度增强电网稳定性和供需平衡。基于一栋小型办公建筑的光伏发电、储能设备及地源热泵系统进行用能调度策略的设计,引入两个参数量化建筑柔性用能潜力,根据最大化光伏利用率、优先满足用户刚需、电价低谷时段储能这3个优先级原则开发一个建筑用能管理模块。在TRNSYS中应用该模块建立有用能调度策略的案例3,并与两个参考案例进行对比分析。结果表明,在一个供暖季节内,系统运行成本分别减少了65.4%、56.7%;地源热泵机组运行COP平均值从3.97提高到4.22;建筑日平均负荷转移率高达51.38%。在峰谷电价的市场机制下,对挖掘建筑柔性用能潜力、激励用户采用需求响应计划和提高电网稳定性具有重大意义。

需求侧管理下带有热泵和储能的混合光伏/热能耦合系统全季节运行优化分析

针对建筑能源消耗过高问题,文章在独栋建筑中构建了带有热泵和热能储存的混合光伏/热能耦合系统,将其与需求侧管理概念相结合,开发了一个动态模拟模型描述其运行性能,进而对需求侧管理进行配置优化,分析了不同配置下的成本和能源使用情况。结果表明,需求侧管理下耦合系统上网电量占总发电量比率相比无储能系统在供暖、供冷季白天分别提升了23.96%,7.07%,索取电量在夜间大幅提升,总体增加了5.07%,104.50%,系统电力负荷调控能力良好,水箱温度设定点在供暖季及供冷季分别为43,24℃,是所有优化配置中总能耗最低的,比没有PVT和水箱的系统,年能耗降低41.77%,比不实施管理策略的节能率提高了7.10%。储能期消耗的电量在供暖、供冷季约占总耗电量的50.9%,72.7%。需求侧管理配置优化能够进一步降低系统能耗,特别是那些具备节能优势的系统,这对节能降耗具有良好的现实意义。

基于室内非均匀环境营造的新型通风模式下人员热舒适性及系统节能潜力

为解决现有通风空调系统无法根据占用区域实现按需供冷造成的热不舒适及能源浪费问题,本研究根据人员占用区域需求实时切换气流模式组合及冷量供给,提出了一种新型通风模式,旨在利用多种气流模式的最优组合控制特定需求场景。采用数值模拟的方法探究了不同占用区域情况下新型通风模式的人员热舒适性和系统的节能潜力,并与混合通风模式和层式通风模式进行了对比。结果表明:新型通风模式在气流组织上具有明显优势;新型通风模式较混合通风模式和层式通风模式具有更高的热舒适性,空气分布特性指数最大;新型通风模式局部冷量利用系数最小,冷量有效利用率最高,所需供冷量最小,因此新型通风模式的节能潜力最大。

用户侧柔性潜力表征与量化方法研究

随着可再生能源比例占建筑能源系统的增加,在智能电网背景下,用户侧用能的灵活性对能源系统越来越重要。在大多数研究中采用控制策略或挖掘建筑自身潜力的方式实现柔性用能,但量化柔性潜力与灵活性程度的指标因控制策略、系统形式、使用范围等因素而异,缺少具有代表性的量化指标。本研究关注单体建筑自身与能源系统中的电与热需求灵活性,对文献中柔性的定义、灵活性来源、量化方法以及量化指标进行归纳讨论;分析各类量化指标的适用范围与其优缺点,提出了一个灵活性量化的基本框架,为用户侧柔性潜力分析提供理论指导。

严寒地区近零能耗建筑围护结构热湿传递对室内舒适性影响的研究

近零能耗建筑围护结构是复合多孔介质,研究水分透过墙体对建筑物内部环境的影响机理。以沈阳市某近零能耗建筑为例,采用WUFI-Plus软件对建筑内环境参数进行模拟,比较了考虑热湿传递与不考虑热湿传递对该建筑室内舒适性的影响。结果表明:建筑围护结构的热湿传递作用对室内相对湿度情况影响明显,应在空调设备、系统选型和环境预测分析时加以考虑,以保证室内舒适性。