天津中新生态城动漫园三联供能源系统优化分析

绿色建筑是在全寿命周期中实现高效率地利用资源的建筑物。发展绿色建筑,节约能源资源、保护环境,是中国建筑的发展方向和必然要求。建筑能耗模拟是建筑节能设计的首要任务和重要技术手段。随着天然气的广泛应用和环保要求的不断提高,冷热电三联产已经成为我国城市不可或缺的能源供应模式之一,其具有能源利用合理、综合效率高、经济性较好、环保性优良、冷热电负荷分配灵活等优势。燃气冷热电联产（CCHP）是一种建立在能量梯级利用概念基础上,以天然气为一次能源,同时产生电能和可用热/冷能的能源系统,目的在于提高系统能源利用效率,减少CO2、SO2等有害气体的排放。 本文通过介绍建筑能耗计算方法并比较分析各种能耗模拟软件,总结能耗模拟国内外现状,提出基于EnergyPlus的新一代建筑能耗模拟软件用户界面DesignBuilder,并简述其性能特点及应用。利用EnergyPlus结合DesignBuilder软件对生态城动漫园环内区域进行能耗模拟,获取较准确的基于实际运行时间的冷热电动态负荷及能耗。 冷、热、电三联供系统只有在合理的配置与运行方式下才能充分发挥其节能、环保、综合效率高的优点。本文在目前存在的单纯以电定热和以热定电配置方式的基础上提出新的思路,即综合考虑系统容量配置和运行策略进行经济性评价。本文以全寿命周期年费用（LCC）最小为主要目标函数建立优化评价模型,并综合考虑净现值最大和（火用）经济系数最小及投资回收期合理等对能源系统配置和运行优化评价,确定最佳系统方案。结果表明:不管实际条件按照传统工程经验的一味“以热定电”及“以冷定电”都是不可取的,应根据项目的负荷情况、当地能源价格、市政条件等来确定经济性最优的三联供方案;天然气价格对三联供系统容量配置有很大影响,天然气价格越高,其经济性和适用性越低;在实际天然气价格2.4元/Nm3时,动漫园最优三联供系统方案是全年运行时以冷定电原则下的的40%;一次能源消耗最小的配置为以电定冷/热配置原则下的30%。 本文提出三种常规分供方案,与最优三联供方案进行比较,结果表明根据优化模型确定的动漫园能源系统方案具有更好的节能性、环保性和经济性。本工作为生态城园区整体能源系统方案选择和优化提供了相关数据及理论基础。