基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设.pptx

1、天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设基于能源转型视角的区域能源规划及基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理能耗管理平台建设平台建设 绿色建筑技术研究院，绿色建筑机电技术研发中心绿色建筑技术研究院，绿色建筑机电技术研发中心20192019年年8 8月月2727日日天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 目 录一、城市能源转型与区域能源规划二、基于可再生能源的区域能源规划设计案例分享三、城市精细化管理下的建筑用能管理信息平台建设天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设大加速 45亿年 独一无二 爆炸式 人口增长 经济发

2、展来源：世界自然基金会，地球生命力报告2018我们所处的时代、我们所面临的形势天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 2016年全球城市化率约为51%，一次能源消费占比约达67%，贡献了70%与能源相关的碳排放量。城市能源利用水平是城市发展和社会进步的重要标志，城市已成为能源转型的主战场，能源变革是城市高质量发展、可持续发展的强引擎。 城市能源转型需要努力实现“以较少的能源消耗实现更多的城市经济增长和更少的污染物排放”。从能源转型的视角来看，消费侧的节约高效、生产侧的清洁低碳，同等重要。p 城市与能源天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 目

3、标 构建高效、绿色、低碳的能源消费体系，实现能源消费总量、排放总量的双控制，能耗强度持续下降，助力绿色城市建设。 路径 构建清洁低碳、多能互补、智能互动的城市能源供给格局、全面提升能源系统供应效率和质量。改革城市能源管理体系，提升城市能源规划、建设、运行的协调管理能力。p 城市能源转型天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设过去，作为城市能源的三大规划，电力规划、燃气规划和热力规划是分别制定的。这是从能源供应的角度上来考虑，主要思路是加大供给，保障需求。但是用户侧在使用一种能源满足需求的时候，自然会减少对另一种能源的需求。城市能源转型，将从需求侧出发，需要在城市规划伊始

4、就有一个综合规划，统筹电力、燃气、热力、传统能源和可再生能源等。p 城市能源转型区域能源规划天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设p 区域能源规划 来源：伍小亭，王砚，宋晨等，基于暖通专业视角的区域能源系统：概念、规划、设计，暖通空调J，2019,49（1）：2-14,24 在区域城市规划的约束下，以保证区域内能源供应安全可靠、提高一次能源利用效率、实现节能减排为目标，基于能源资源条件与用户端需求（主要为冷、热、电）特征的能源系统布局与利用。天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设为什么需要区域能源规划？联合国环境规划署2015年发布的城市区域

5、能源：充分激发能源效率和可再生能源潜力报告中指出：到2050年，现代化的区域能源体系将贡献全球能源领域减排需求的60%，并减少一次能源消耗达50%。基于区域内特定的终端用能需求，通过对平行运行的能源体系的优化集成，实现品位对应，温度对口，梯级利用，多能互补的能源生产、供应与利用，节能潜力远大于单个对象节能改造所具有的节能效果。p 区域能源规划的重要性天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设起到承上启下的作用我国城市规划和能效提升中缺少的中观环节 可再生能源和低品位能源区域层面进行统筹； 区域范围内使碳减排量达到规模化，实施PCDM； 采用IRP，节约资源作为一种替代资源

6、区域能源规划在城市规划中的地位 上承城市能源战略规划， 下启建筑能源系统设计， 与控制性规划并重。基于需求侧的区域能源规划p 区域能源规划在城市规划中的作用天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设区域能源系统不能简单理解为某种或某几种形式能源由一个“站点”向一个区域的供应，而是一个区域内在特定外部环境下各种形式能源在形式、供应、品位、分布以及利用方式的整合与优化，实现能源的接收、传输、转化和供应。 应该回答好以下问题能源生产 分别，还是联产？ 供应形式 集中？还是分散？ 能源品位 就高？还是就低？ 系统规模 多大为好？负荷需求 强度？总量？p 区域能源规划及综合能源站设

7、计 区域能源系统规划集中能源站天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设1. 充分利用所在地资源条件，合理利用可再生能源，避免市政资源浪费；2. 技术方案符合建筑规划特点，成熟、可靠，体现可持续发展理念；3. 通过集约化、专业化降低系统初投资与运行费用，基于LCC评价技术方案优劣；4. 统筹考虑二次能源（冷热源）生产、输配与末端用户，实现各种能源资源的综合合理配置（能源总线）；5. 实现区内预期的节能与环境目标。p 区域能源规划及综合能源站设计 区域能源规划与设计的原则天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设1. 末端用能需求研究（负荷、品位）2.

8、 关键问题的早期研究（排放热、设备）3. 调峰与蓄能的优化（经济性，形式与容量）4. 性能化方法伴随设计方案形成的全过程 方案比选、参数设计、技术经济分析。5. 系统方案，为不同地块、不同建筑配置能源、规定能源供应形式与技术方案、规划能源站点、布局能源网络6. 财务评价（动态投资）目标：可靠、成熟、高效、经济。蓄热率p 区域能源规划及综合能源站设计 综合能源站设计要点天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设约束资源条件约束技术水平约束区域定位约束投资规模约束比选能源利用等级参数适应性经济性客观环境影响城市景观影响性某项目冷热源多方案多因素比选汇总表p 区域能源规划及综合

9、能源站设计 多重约束条件下多方案比选天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 准确的负荷预测 提高能源站效率的关键所在 能源形式 优先充分利用高效、经济的能源形式，并优化利用方式； 优化配置 主机、水泵的配置考虑部分负荷运行策略； 参数优化 源侧参数、用户侧参数、地热梯级利用各级参数等 高效设备 主机、水泵、调峰热源设备 基于负荷预测与自适应的能源系统智能运行p 区域能源规划及综合能源站设计天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 目 录一、城市能源转型与区域能源规划二、基于可再生能源的区域能源规划设计案例分享三、城市精细化管理下的用能管理信息平

10、台建设天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 目前建成投运十几处，面积约400万平方米； 截止到2017-2018采暖期，供热办在册的地热供热 2300万平米。p 天津市区域能源规划及设计的发展天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设地下水地源热泵系统适应性分区 埋管地源热泵系统适应性分区 天津市处于属于断陷盆地型中低温地热资源，具有热储类型全、热储分布广、资源潜力大的特征； 处于适宜采用浅层地能开采方式区域，是全国地热能利用的先行示范城市。深层地热异常区分布图p 天津市的能源与资源条件天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平

11、台建设 业主自建自营 自建他营 特许经营 意义：作为项目投资商的能源公司全过程服务，通过高效的专业化节能服务，真正实现区域内的节能减排，同时向用户收取相应的能源使用费，实现公司的投资回报。 投融资模式特许经营：由一家能源公司独立承担投资、建设、运营的全过程服务。建设-经营-移交（BOT） 公私合营制（PPP）p 能源站运作模式 天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设能源站建设意向编制建设方案特许经营招标委托设计 建设运营能源站选址运营期满移交政府作为区域能源规划及设计单位，建议设计及咨询单位从头到尾参与，实施全过程咨询服务。p 能源站运作模式 特许经营天津市建筑设计院

12、基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 收费模式一 特许经营单位向用户收取建设费： 供冷：125元/m2 、供热：160元/m2 的 供热费按照市政供热标准收取：40元/m2 投标标的为供冷价格收费模式二 特许经营单位向用户收取供冷建设费： 125元/m2 供热费按照市政供热标准收取：40元/m2 供冷费为31元/m2 投标标的为供热建设费的收取标准p 能源站运作模式 特许经营 招标模式 天津市滨海新区文化中心（一期）能源站特许经营项目，主要建设一处集中能源站，负责为特许经营范围内的建筑提供供冷和供热服务。本项目采用建设-运营-移交模式，通过公开招标方式选择投资人，由投资人组建项目公

13、司负责项目的投资、建设和运营，并在特许经营期满后无偿将项目设施移交给市政府指定单位。特许经营期为30年（含建设期）天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设1. 有冷、热调峰的土壤源热泵系统 地源热泵+冷却塔+燃气锅炉2. 有调峰的地源热泵冰蓄冷系统 地源热泵+冰蓄冷+冷却塔+热网3. 有调峰的地源热泵水蓄能系统 地源热泵+水蓄能+ 冷却塔+燃气锅炉4. 有冷、热调峰的地热复合地源热泵蓄能系统 地热梯级利用+地源热泵+冰/水蓄能+冷却塔+燃气锅炉5. 污水源热泵系统 水源热泵 主要技术形式p 技术形式 热泵、多源复合、蓄能、调峰天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规

14、划及能耗管理平台建设代表项目： 天津大学新校区A、C能源站 公共教学区：绿色建筑二星 南开大学新校区能源站 图书馆、体育馆+办公楼，绿建二星p 有冷、热调峰的土壤源热泵系统 地源热泵+冷却塔+燃气锅炉天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 南开大学新校，总占地面积约3700亩，新校区内设置一座区域能源站，为体育馆、公共教学楼、综合实验楼、图书馆等七座建筑提供冷热源，总供冷、供热面积为21.9万平方米，总供热负荷为16.4MW，供冷负荷为20.6MW。能源站采用设有调峰冷、热源的地源热泵系统，埋管设于南开湖底及周边区域及能源站所在区域，总计埋管数量为1810孔，系统采用

15、分区二级泵系统，通过两管制室外管网直接向单体建筑供冷、供热。本项目采用了BIM技术进行全过程系统设计，目前，本项目已正式投入使用三年，供冷供热效果良好。 天津大学新校区，又称天津大学北洋园校区，位于天津海河中游天津海河教育园区，占地3650亩。校区设有A、B、C、D四个能源站，其中A、C站为集中供冷、供热能源站，系统形式为带有冷热调峰的地源热泵系统，埋管数量约为12600孔；B、D站为集中供热锅炉房。校区总冷负荷35891kW，总热负荷71009kW。四个能源站通过室外能源管网为学校所有一期建筑及部分二期建筑提供冷、热源，总供冷、供热面积105万平米。系统自2015年投入运行，至今效果良好。p

16、 有冷、热调峰的土壤源热泵系统 地源热泵+冷却塔+燃气锅炉天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设系统型式：有冷、热调峰的土壤源热泵系统 热泵机组： 离心机，6台 Ql,3200kW；Qr,3400kW调峰热源：冷凝式燃气真空热水机组，3台，4200kW服务建筑面积：228725地源热泵室外埋管 1325口系统能效机组能效室外温度测试时间9:4010:03 10:28 10:53 11:15 11:44 14:15 14:43 15:20 15:50 17:50系统COP4.73.63.13.33.73.73.33.43.33.43.4平均COP4.73.42机组COP

17、5.44.54.34.44.74.64.44.54.24.54.4平均COP5.44.45 系统COP 3.42 机组COP 4.45p 天津大学新校区C能源站测试 机组及系统能效天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设地源侧用户侧供水回水温差供水回水温差设计工况58345405实测工况4.57.22.742.338.14.2p 天津大学新校区C能源站测试 机组及系统能效天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设代表项目： 天津文化中心能源站，100万平米 天津滨海文化中心能源站，30万平方米p 有调峰的地源热泵复合冰蓄冷系统 地源热泵+冰蓄冷+冷

18、却塔+热网/燃气锅炉天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设p 天津市文化中心天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 天津市文化中心综合能源站技术方案路线p 天津市文化中心综合能源站天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 天津市文化中心项目 地源侧温度变化 2014.52014.102014.11.122015.3.252015.5.202015.10.82015.11.122016.3.252016.5.5南区14.71917.712.414.219.217.712.213.7北区14.720.32015.116.2

19、21.319.615.516.5101214161820222014.52014.12014.11.122015.3.252015.5.202015.10.82015.11.122016.3.252016.5.5地源侧温度（）南区北区 安全、高效、低碳、经济，7年； 经独立第三方研究，供冷/热季系统综合能效3.0（含一次泵）； 测试时间段 平均供冷EER=3.18、平均供热EER=3.187。p 天津市文化中心综合能源站天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 天津市文化中心项目 地温场监测数据 天津市文化中心综合能源站2011-2019年换热孔温度变化曲线地温场监测，

20、对系统正常、高效运行十分重要、对地源热泵系统可持续发展尤为重要。p 天津市文化中心综合能源站天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 能源站服务对象为滨海文化中心“五馆一廊”，服务面积约19.5万平米。系统采用带有冷、热调峰耦合冰蓄冷的三工况土壤源热泵系统，其中冷调峰为下沉式安装的冷却塔，热调峰为冷凝式燃气真空热水机组，最大冷负荷18.5MW，最大热负荷14.1MW，蓄冰量为21120RTh。地源热泵系统土壤埋管共计2200孔，敷设于文化公园内。与传统的能源形式相比，每年可节约标准煤1155.7吨，减少CO2排放3028吨、减少SO2排放9.8吨、减少NOX排放8.6吨

21、。p 滨海文化中心能源站天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设代表项目： 黑牛城道1#、2#能源站 商业、办公，绿色建筑二星 p 有调峰的地源热泵水蓄能系统 地源热泵+水蓄能+ 冷却塔+燃气锅炉天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 黑牛城道1#、2#能源站位于新八大里规划区域内，系统形式为带有冷热调峰的土壤源热泵耦合水蓄冷、蓄热系统，服务对象为办公、商业等公共建筑，服务面积约50万平米。 系统总冷负荷39976kW，总热负荷33306kW，蓄能水箱容积4800m3，地源热泵系统土壤埋管共计3600孔，敷设于复兴河公园及周边绿地。 能源站所采

22、用的能源形式与传统的能源形式相比，每年可节约标准煤3439吨，减少CO2排放9013吨、减少SO2排放82吨、减少NOX排放31吨。p 黑牛城道1#、2#能源站天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设代表项目： 解放南路1#、2#能源站 零能耗文体中心，绿建二星住宅p 有冷/热调峰的地热复合地源热泵系统 - 地热梯级利用+地源热泵+冷却塔+燃气锅炉天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 解放南路1号能源站，为解放南路周边的酒店、文体中心、社区公建、住宅及附属建筑提供集中区域供冷、供热，服务面积为39.8万m2，能源站最大冷、热负荷分别为11.2

23、MW和18.9MW。 项目冷热源采用深层地热能换热供热及尾水梯级利用的设有冷、热调峰的复合土壤源热泵系统。深层地热水首先通过直接换热供热，其尾水经两级水源热泵机组取热后为住宅区域供热。地源热泵系统配置地源热泵机组四台，冬季峰值负荷时四台机组并联运行，夏季峰值负荷时四台地源热泵机组并联深层部分二级水源热泵机组实现联合供冷。 为保证系统长期稳定运行，系统分别配置了冷、热调峰系统，其中调峰冷源为冷却塔，调峰热源为深层地热。本项目前已正式投入使用。p 解放南路1号能源站天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 代表项目：天津市建筑设计院新建业务用房及附属综合楼 地源热泵+太阳能

24、+导热油溴化锂吸收式冷温水机组+热水溴化锂吸收式冷温水机组+导热油氨吸收式空气源热泵p 土壤源热泵耦合太阳能供冷供热系统 地源热泵+太阳能+冷却塔+补燃型溴机天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设代表项目： 河北师范大学新校区原生污水源热泵，56万 邯郸西污水热泵能源站（60万）p 城市污水处理厂（水质一级A）污水源热泵系统 水源热泵天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 项目位于陕西省西安市临潼区陕鼓厂区内。将原有厂区内锅炉房通过绿色化改造，使其成为为体现绿色技术和能源高效利用的以清洁能源展示和办公为一体的综合能源站，为厂区11万m2建筑实

25、现供冷供热。本项目还将作为陕鼓分布式能源培训教育基地，同时也是陕鼓清洁能源利用的示范窗口。 项目冷、热源技术方案为：冷热电三联供系统+带冷调峰的垂直埋管土壤源+污水源+空压机废热的水源热泵系统+水蓄能系统+燃气锅炉系统。燃气发电机2台，烟气-热水换热器1台，带补燃的烟气溴化锂机组1台设置室外土壤换热器240孔，利用新建污水处理站再生水12.5t/h，空压机废热日间200kW，夜间100kW螺杆式水源热泵机组，地源侧介质水夏季与再生水通过板式换热器串联，冬季与再生水及空压机废热两级串联作为水源热泵机组的排、取热源蓄能装置为蓄能水罐，由螺杆式水源热泵机组夏季夜间蓄冷，冬季夜间蓄热燃气锅炉：利用厂区

26、原有设备，Qr=4.2MW，共2台分区域二级泵，直接供冷供热能源统筹冷热电三联供土壤源污水源空压机废热水源热泵水蓄能光伏发电系统p 陕鼓分布式能源智能综合利用示范项目天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 目 录一、城市能源转型与区域能源规划二、基于可再生能源的区域能源规划设计案例分享三、城市精细化管理下的用能管理信息平台建设天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设 可再生能源利用布局规划管理信息系统l ArcGIS平台l 数据集成l 可视化查询l 便于管理p 天津市可再生能源建筑应用图则（一张图）天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设p 天津市公共建筑用能监管和信息服务系统天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设p 绿色城市的能流图天津市建筑设计院基于能源转型视角的区域能源规划及能耗管理平台建设以研究的态度对待设计，据设计的需求进行研究。