基于极差分析与费用年值法的太阳能-空气源热泵互补供热系统的正交优化

为了研究太阳能-空气源热泵互补供热系统的关键参数,文章基于巴彦淖尔某办公建筑,利用Polysun软件建立太阳能-空气源热泵互补供热系统模型;然后,将供暖季模拟结果与文献实验数据进行对比分析,以验证该模型的正确性;最后,以ACSF为目标参数,采用正交试验法和极差分析法对太阳能-空气源热泵互补供热系统的4个关键参数进行正交优化分析。分析结果表明,对太阳能-空气源热泵互补供热系统进行两步优化后,该系统的年太阳能保证率由64.2%逐渐升高至80.2%,ACSF由550元逐渐降低至403元,降低了26.73%。

基于费用年值法的电热固体蓄能供热系统经济性分析及评价

电热固体蓄能技术可实现较低成本的无污染供热,并缓解夜晚电力负荷低、电网峰谷差加大、机组调峰困难等问题,是一种有效的电力需求侧管理手段。采用费用年值法,对电热固体蓄能供热和其它几种供热方式(燃煤锅炉集中供热、燃油锅炉单体建筑供热、天然气锅炉单体建筑供热、天然气单户供热、电锅炉单体建筑供热)的经济性进行了比较,得到了各供热方式的初投资、经营费用、燃料费、费用年值的相对值及排序。分析表明,电热固体蓄能供热具有灵活、计费方便、无污染、费用年值低等优势,可与多种供热方式并存,从转移电力高峰负荷以推进电力需求侧管理角度,应创造条件积极发展电热固体蓄能供热。

基于动态费用年值法的空气源热泵加热系统能耗评价研究

以志丹采油厂某井原油加热为例,采用动态年值法,从费用年值、等价标煤量、COP值、CO_(2)减排量4个方面对空气源热泵加热系统进行综合能耗分析,并与目前常用的锅炉加热、电磁加热、地源热泵、太阳能电辅等5种加热系统就上述4个方面进行能耗对比。结果表明,空气源热泵能耗的综合效益最好,可以作为未来加热系统的发展方向。

费用年值法在矿山建设项目方案比选中的应用

矿山建设项目方案比选是可行性研究阶段的首要任务。费用年值法是一种动态比较方法,用于互斥型方案经济比选,即根据计算出的成本费用年值较低者为较优方案。通过实例分析费用年值法在矿山建设项目方案比选中的应用表明,在方案比选中,应用费用年值法可以准确、科学、快速地作出判断,为矿山工程又好、又快、又省建设服务。

基于正交试验法的太阳能复合热水系统优化

为降低生活热水能耗,实现空气源热泵辅助太阳能供热水系统的高效节能运行,选取济南市某高校学生宿舍空气源热泵辅助太阳能供热水系统作为研究对象,利用瞬时系统模拟软件搭建了系统仿真模型,并采用无交互作用的正交试验法,分别以全年系统性能系数和太阳能保证率为优化目标,优化了太阳能集热器面积、集热器倾角、热泵制热功率及水箱容积,并分析其结果的经济性和节能性。结果表明:当以系统性能系数为优化目标时,最优组合中集热器面积为390 m^(2)、集热器倾角为42°、热泵制热功率为50 kW、水箱容积为23.94 m3,而动态费用年值为7.38万元,较天然气系统年节省标煤为17.12 tce;当以太阳能保证率为优化目标时,最优组合中集热器面积为342 m^(2)、集热器倾角为44°、热泵制热功率为35.5 kW、水箱容积为20.58 m3,而动态费用年值为6.56万元,较天然气系统年节省标煤为16.63 tce。

基于PSO-MSVR的太阳能耦合土壤源热泵系统优化配置

为了优化太阳能耦合土壤源热泵系统(SGSHPS)的配置,以沈阳地区办公建筑为例,基于TRNSYS平台建立了不同运行模式的SGSHPS模型,对比分析不同模式下系统运行30 a后土壤温度不平衡率和系统总能耗;以并联过渡季蓄热模式为对象,对不同的太阳能集热系统和地埋管换热器组合方式进行模拟;在保证系统稳定的前提下,以动态费用年值最低为目标,优化太阳能集热器面积和地埋管换热器钻孔数的配置方式;引入粒子群优化-多输出支持向量机回归(PSO-MSVR)算法,使用PSO算法生成MSVR模型参数并寻找最优值。结果表明:与采用传统热平衡法确定的配置方式相比,优化后运行30 a的系统能耗降低379522 kW,节能11.2%,费用年值降低61863元,土壤温度仅上升0.73 K;对于不同的太阳能集热器和地埋管换热器造价,优化后费用年值相较优化前仍有不同程度的节省,且土壤温度均未有较大偏移。

建筑生活热水系统碳排放计算方法及环境经济适应性研究

采用理论计算和TRNSYS软件模拟的方式,对燃油、天然气、电力、空气源热泵、太阳能等不同热源的热水碳排放和费用年值进行计算,分析各种热源的环境适应性和经济效益,旨在为我国不同地区以低碳为导向的热水系统的选择和碳排放的预测提供参考。结果表明:以6个典型城市为代表的气候区,空气源热泵与太阳能耦合系统的热水碳排放因子均为最低;以天然气、燃油、电能为热源的热水碳排放因子分别为14.23、19.36、36.20kgCO_(2)e/t;以空气源热泵为热源的热水碳排放因子受所在地区环境温度的影响,以广州为代表的夏热冬暖地区最低,为7.28kgCO_(2)e/t,以沈阳为代表的严寒地区最高,为11.26kgCO_(2)e/t;以电能辅助太阳能为热源的热水碳排放因子受所在地区太阳能富集程度的影响,拉萨最低,为17.49kgCO_(2)e/t,成都最高,为21.67kgCO_(2)e/t;对于以太阳能与空气源热泵耦合系统为热源的热水碳排放因子来说,广州最低,为5.46kgCO_(2)e/t,沈阳最高,为7.78kgCO_(2)e/t。太阳能系统的单位制热成本高于热泵和耦合系统;耦合系统除成都外,单位制热成本低于热泵系统,且在拉萨、沈阳、北京、昆明具有显著的经济效益和低碳收益,而广州地区二者经济效益相似但成本侧重不同,成都地区则空气源热泵系统经济效益显著高于耦合系统。

沈阳市“一镇一网一热源”生物质供热改造效益分析研究

针对沈阳市某集中供热改造项目,分别从热用户和供热企业角度分析资金时间价值的动态指标,并对该清洁取暖方式的长效可持续实施提出建议。研究发现,对热用户来说,增加了约22%的费用年值。但是在清洁取暖和“双碳”战略背景下,集中供热是合理利用当地资源、促进农村能源转型的有效手段,可配合相关优惠政策,降低居民取暖负担。对供热企业来说,生物质供热相较燃煤供热具有明显的运行费优势,有利于快速收回投资。生物质集中供热具有显著的环境效益,作为零碳排放的供热方式,是碳达峰背景下有力的清洁取暖改造方式。

基于费用流的电能替代多主体经济分析模型

为合理分析用户进行电能替代的经济性,构建了基于费用流的电能替代多主体经济分析模型。针对电能替代改造过程中多参与主体进行经济性分析,以用户为主体,构建基于费用年值分析的临界电价测算模型;以政府为主体,构建环保效益分析模型;综合考虑不同主体的经济效益,构建基于财务评价指标的电能替代经济分析模型,并选取具体电能替代案例进行分析。

北方农村建筑中太阳能+生物质供暖系统性能研究

北方农村地区的传统燃煤锅炉供暖模式不仅能源利用效率低且环境污染严重,亟待推行清洁、高效、可持续的农村供暖新模式。太阳能+生物质供暖模式是多种清洁能源协同供暖方式,在太阳能充足、生物质易获得的华北地区有广泛的应用前景。将太阳能+生物质供暖系统用于秦皇岛农村某典型建筑中,并对该系统的运行参数进行长期实时监测。基于实测数据分析该典型建筑供暖房间的热舒适性、系统供热量和太阳能集热器性能,利用费用年值法对系统经济性评价,采用模糊数学法对该系统与传统燃煤锅炉供暖系统在初投资、运行费用、设备寿命、施工维护难易、安全性和环境效益六项指标进行对比分析。结果表明:供暖期室温相对稳定,基本维持在较舒适的13~16℃;供暖期总供热量约为12482 MJ,其中太阳能贡献率68.87%,太阳能集热器效率为33.35%;该系统费用年值较低,每年节省煤燃料1193 kg;模糊数学法综合评价表明该系统综合评判因子较高,其中运行费用、设备寿命、安全性和环境效益均优于燃煤锅炉供暖系统,对北方农村建筑供暖,节能改造具有参考意义。

复合式地铁源热泵系统适用性研究

地铁源热泵系统在单独运行过程中,由于围岩热物性的影响,会导致隧道内热量供应不足的问题,进而影响地铁源热泵系统长期高效运行,甚至无法保障基本热负荷需求。针对这一现象,以哈尔滨某办公建筑为例,在TRNSYS软件中搭建辅助燃气锅炉的复合式地铁源热泵系统模型,并进行时长五年的运行模拟。结果表明,复合式系统热泵部分的平均全年性能系数(APF)比单一式系统高0.23。单一式系统与复合式系统平均隧道空气温度增长率分别为-1.27%,6.34%。复合式系统的平均单位热量费用年值比单一式系统低0.25元/(kW·h)。复合式系统能够满足供暖季的全部热负荷需求,在性能及经济性方面均优于单一式系统。

厂际间减压渣油热料输送经济管径的设计

为解决厂际间减压渣油热进料长距离输送至溶剂脱沥青装置存在的管道压降大、电耗高、管道散热损失大等问题,需要确定能耗低且投资及运行费用低的最优方案。本文通过对比不同规格管道的建设投资及运营期运行费用,求得年均总费用,综合分析提出管道输送工艺流程方案,进而达到节省投资、节能降耗的双重目的。本方法可以适用于厂际间及各类装置间热料输送管道优化设计,对类似项目管道系统工艺流程的确定具有参考和借鉴作用。

基于Trnsys的太阳能-热泵供暖系统集热器面积优化

计算山东济南某典型农宅建筑的负荷,并采用Trnsys软件模拟该农宅冬季的供暖效果,着重考虑供暖系统集热器面积对空调负荷率和供暖效果等方面的影响。结果显示:集热面积比为11%~15%的系统的供暖效果更好,且系统耗电量变化差距不大。根据费用年值法确定最优集热面积比,集热面积比为11.9%的供暖系统最经济。

北京农村地区燃煤供暖替代技术方案实效对比

基于农村生活能源消费调研和测试数据,设计并实施了10种燃煤供暖替代技术方案,并测试了其实际示范工程的运行效果。针对其中9种全天供暖方案以及2种既有供暖方案进行了对比分析。通过建立北京农村典型农宅能耗模型,获得农宅冬季供暖的基准能耗需求,采用设备寿命周期内投资和运行费用综合计算的方法评估各种技术的适用性和可靠性,综合分析得出低环境温度空气源热泵供暖是北京农村地区实现燃煤替换的一条出路。

几种能源供暖方式的技术经济比较

分析了几种能源供暖方式的初投资和经营费用 ,给出了费用年值的计算公式。采用费用年值法对几种能源供暖方式的经济性和使用过程的技术性进行了比较。

空气源热泵辅助建筑一体化太阳能热水系统的经济性分析

太阳能与建筑一体化是太阳能利用的发展方向之一。以兰州地区某10层住宅建筑共20户为研究对象,采用以空气源热泵为辅助热源的太阳能集中热水供应系统,对可供选择的4种辅助热源进行了经济性评价。首先用动态费用年值法对各方案的费用年值进行了计算比较,然后进行了敏感性分析。分析表明,在兰州地区住宅建筑太阳能集中热水供应中,综合考虑经济、管理、环保等因素,空气源热泵为辅助热源的方案会取得更好的效果。

太阳能热泵-地板辐射供热系统实验研究

实验研究了太阳能热泵-地板辐射供热系统的性能,并与燃油、燃气锅炉集中供热系统进行了经济性分析比较。实验结果表明,热管真空管集热器的集热效率为64·4%,U形管真空管集热器的集热效率为59%,热泵机组的能效比为3·08;室内温度变化相对机组供热时间滞后3h,有利于采用间歇运行方式降低运行费用。经济性分析结果表明,在青岛地区为节能型建筑供热时,该系统的单位面积费用年值介于燃气、燃油锅炉集中供热之间。

基于BIM协同设计优化方案的经济性

建筑业信息化水平低和建筑能耗高等问题导致我国建筑业发展缓慢。传统设计模式中以能耗高低作为优化方案的衡量指标,缺乏系统性分析,且方案反复修改耗费时间,无法体现出建筑能耗模拟的优越性。为解决上述问题,本文以五层一梯两户住宅为案例,选用Autodesk Revit和Ecotect Analysis系列软件,研究建筑工程师、暖通工程师、造价工程师如何从建筑外观、能耗分析、成本控制等多方面考虑进行基于BIM的协同设计。选取窗墙比、外墙保温层厚度、外窗传热系数及屋顶保温层厚度等4个影响建筑外围护结构保温性能的因素,利用正交试验法和费用年值法,从全生命周期角度对优化方案进行客观的经济性分析,并得到最终的优化方案,提高了各专业之间的设计效率,为设计人员日后进行优化方案选择时提供新的参考模式。

燃气热泵空调在上海住宅应用的可行性

上海经济近年的飞速增长,已经大大改善了人们的居住条件,加之对居住环境舒适度要求的不断提高,促使上海市的各类空调拥有率不断上升,结果造成了夏季城市高峰期电力的短缺。为此,上海市政府大力鼓励燃气空调的应用。以上海某一别墅为例,分析了燃气热泵空调在上海住宅应用的可行性:采用BIN法计算了别墅全年动态负荷和燃气热泵空调系统全年能耗,并与电空调进行了比较,分析其节能效果和环境效应;应用费用年值法研究了燃气热泵空调的初投资和运行费用,并据此与数种电空调的费用年值进行了比较,分析其经济性和方案优劣性。研究结果表明,燃气热泵空调全年一次能源消耗量和对环境的影响程度都低于电空调;但初投资和年运行费用与电空调相比不具有优势。最后得出:当燃气价格与电价之比小于2.6时,燃气热泵空调的费用年值最小。

分布式燃气调峰供热方式热化系数研究

以供热系统经济费用年值最小为目标,确定最佳热化系数,对分布式燃气调峰供热方式热源的设置进行优化。分析了基础热源形式、气候参数、燃料价格对热化系数的影响。结果显示,基础热源形式和气候参数的影响有限,燃料价格的差异对热化系数影响较大。