一、研究对象简述
饭店、45000平方米、VRV空调、光伏。本次设计地点选为济南市。
1. 根据给定建筑面积进行负荷计算,主要包括用电、制冷、供暖及热水四部分;
2. 根据建筑负荷计算一般用能方案,即燃气热水和外部供电;
3. 通过冷热电源设备(分体式空调+燃气热水器;VRV空调;分冷热泵;热电联产)来满足建筑用能,并根据负荷进行设备选型;
4. 基于选定设备的性能特性及给定的设备价格,计算系统的经济性(动态回收期)。
5. 根据屋顶的设计,制定屋顶光伏的导入方案。
二、各负荷计算与分析
1. 饭店各负荷需求分析
根据此计算表格绘得下图:
上图为饭店各项负荷需求在月份中的分布图,从上往下依次为供冷负荷、供暖负荷、热水负荷和电力负荷。从图中可以看出热水负荷在全年各月基本保持不变,电力负荷同样比较稳定,只是夏季略有上升,这主要由于饭店全年稳定运营的特性决定;夏季的供冷量较大,其中8月份为最大,达到1296104.65KWh;该饭店从11月开始供暖,5月结束供暖,其中12月、1月、2月供暖负荷较大,最大供暖量出现在1月,为859813.95KWh。
2. 饭店夏季各负荷单日分时变化分析
由于8月份为夏季各负荷均较高的一个月份,具有一定代表性,因此取饭店8月15日负荷随时刻的变化绘图。从图中可以看到夏季没有供暖。其次,热水负荷在一天中比较平稳,无较大变化,电力负荷虽有一定程度上的变化,但变化
幅度并不是很大。与之对应的是供负荷,从早上7时开始上升,在11时急剧上升,13时又有小幅度剧增,14时达到峰值,之后趋于稳定,20时开始急剧下降,至第二日5时一直稳定在低负荷状态。出现此种变化是由于作为酒店而言,很多设备都需要24小时全天运行,因此电力负荷较为稳定;而白天,特别是11时至20时是客人最多的时段,此时应满足舒适性的要求进行大量制冷。
3. 饭店冬季各负荷单日分时变化分析
此处取饭店1月15日负荷随时刻的变化绘图。从图中可以看出冬季各负荷在0时至5时均较低,5时开始,各负荷开始上升,热水负荷剧增。分项来看,从8时开始到23时仍然没有停止供冷,这主要是用于饭店食品保鲜等工作的需求;电力负荷的变化比较平缓,白天高,夜里低;热水负荷从5点开始增加,白天基本保持在较高水平不变,18点开始增加,21点达到峰值,之后逐步下降;供暖负荷是冬季的主要负荷,早上6点开始上升,9点到14点基本稳定,16时达到峰值,19时开始剧降,之后逐渐减小,到22时变为零。
4. 饭店过度季各负荷单日分时变化分析
上为某饭店4月15日负荷随时刻的趋势变化图。由图可以看出与前两季不同的是,此季的变化在夜晚幅度较大,尤其是供热负荷与供冷负荷。电力负荷各时刻变化比较平缓,没有剧变,趋势是早上5时开始上升,之11时达到最大且至19时为止基本保持稳定不变,19时开始下降;热水负荷从4时开始上升,6时达到小高峰并趋于稳定,至17时有大幅度上升,到21时达到峰值,之后急剧减小,到3时减小为零;供暖负荷波动较大,早上4点开始逐步上升,在8点到9点有一个小幅度下降过程,之后又逐渐上升,到17时达到峰值,之后开始剧降,21时减小到零,之后又开始急剧上升,0时达到小高峰并立即下降;供冷负荷在23时至7时为零,从7点开始逐步上升,13点达到峰值,之后稍有下降,15至20时基本保持稳定不变,20时又有小幅度上升,22时出现并在23时减小为零。
三、方案设计、设备选型及系统运行能耗计算
方案一
分体式空调+燃气热水器+电网供电 1. 基本负荷情况
2. 分体式空调选型与投资计算
3. 燃气热水器投资计算
4. 设备总投资费用
5. 年运行费用计算
方案二
VRV中央空调+燃气热水器+电网供电
1. 基本负荷情况
2.VRV中央空调投资
3. 燃气热水器投资计算 同方案一燃气热水器投资计算;
4. 设备总投资费用
5. 年运行费用计算
方案三
燃气发电机组+烟气直燃复合型机组+电网补电(冷热电三联供) 本系统根据以下原则设计:
以热定电,燃气发电机组所产生的余热供给烟气直燃复合型机组,烟气直燃复合型机组可实现供冷、供暖、供热水。在燃气发电机组提供的余热不足以满足冷、暖负荷的需求时,向烟气直燃复合型机组中通入天然气进行补燃。当满足热负荷的电能不足以满足电力负荷,此时实行并网不上网,不足电能向电网购买。
根据此原则,可以得出下面系统设计示意图:
1. 基本负荷情况
2. 燃气发电机组选型与投资计算
3. 烟气直燃复合型机组选型与投资计算
4. 其他投资
5. 补燃及选型与投资计算
6. 设备总投资费用
7. 年电费、天然气费用计算
8. 其他费用
9. 年总运行费用计算
四、各方案经济性、能耗分析对比
1. 三种方案投资、运行费用汇总比较
通过图表的分析比较,可以直观的看出在初投资上,方案一的投资费最少,方案二较方案一稍有增加,但方案三的`投资费用最高,高出近四倍。但是在运行成本方面,方案三的却是最少的,较方案一、二少了近一倍。
2. 节能环保计算分析
从图表分析可以看出方案三在各排放物方面都是量最少的,特别是二氧化碳和粉尘的排放,与前两种方案相比而言有大幅度减少,在雾霾如此严重的当前,采用此种方案可以有效减少雾霾程度,值得推广。
3. 动态回收期计算
五、光伏发电导入方案
1. 设计原则
光伏发电方案主要包括确定最佳倾角、光伏板的选择与分布布置、汇流箱、逆变器、交流配电箱、蓄电池的选择。
2. 设计背景
此处以济南市为例,济南市位于北纬36°39′45〃,东经117°1′37〃,地处中纬度,属于暖温带大陆性季风气候区,四季分明,日照充分,年平均气温13.6℃,1月最冷,平均气温-1.9℃,7月气温最高,平均气温27℃。年平均降雨量614毫米。
3. 基本参数
4. 光伏板的选型
5. 光伏板分布布置、数量确定及投资间距布置如图所示:
分布布置如图所示:(留白部分为管线通道,考虑到碉堡顶上装配光伏板的施工困难,因此碉堡顶不设光伏板)
6. 汇流箱的选型及投资
7. 逆变器的选型及投资
8. 交流配电箱的选型及投资
9. 蓄电池的选型及投资
10. 支架组件的选型及投资
11. 光伏发电设备总投资
12. 光伏年发电量
13. 动态回收期计算
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