本期《区域能源摘要》重点介绍与建筑物空间供暖相关的能源储存,特别是热能储存(TES – 热水或加热固体)和电力储存(电池)。还有许多其他类型的能源储存,包括化石燃料储存(例如天然气 – 见下文)。储存的一个原因是在极寒天气期间提供足够的供暖能源,即使平均气温上升,这种情况也可能持续数十年。如果 1 月份室外温度通常平均为 -5⁰C,几天内降至 -25⁰C,那么在寒冷天气期间每小时供暖所需的能源几乎可以翻倍。3 GTHA 几乎所有的空间供暖都使用天然气。供应商通过使用夏季注入大型地下设施的天然气来可靠地满足高需求。(满足高需求的一种可能不太可靠且肯定更昂贵的方法是提供从源头到安大略省市场的足够管道容量。)满足需求峰值是储存的一个重要原因,因为如果不能满足寒冷天气的供暖需求,人们可能会死亡。储能可以适应间歇性供电。太阳能可以在白天储存起来,供晚上或冬天使用。储能可以平衡风力发电的变化。储能可以帮助利用价格差异。可以在非高峰时段储存能源,以便在高峰需求时段提供低成本供应。本文摘的关键信息是,在可以使用 TES 的地方,它通常是空间供暖的更好选择,而不是储存以后用于产生热能的电力。与将电能储存在电池中相比,TES 更实惠、更环保。此外,TES 更适合季节性储存,即在夏季收集热量供冬季使用。单个建筑物可以拥有自己的 TES,但 TES 通常是区域能源系统 2 的一部分,以便从大规模经济中受益。4 下文还涉及空间冷却的储存,但关注较少,因为在安大略省,也许在 GTHA,空间供暖涉及的能源使用量是空间冷却的 14 倍,并且可能占温室气体排放量的很大一部分。 5 到 2050 年,随着全球变暖加剧,供暖所需的能源仍可能比制冷多很多倍。
乍一看,加拿大郊区两条街道两旁整齐排列的两层房屋与周围成千上万的房屋很相似;但是,一个区域供热系统储存了夏季丰富的太阳能,以便在冬季为房屋供暖,这使得这个社区成为住宅空间供暖储热技术的全球先驱。德雷克登陆太阳能社区证明,这样的系统可以在寒冷气候下利用太阳能提供大部分(超过 90%)的空间供暖。建筑商设计了 52 栋独立的单户住宅,以吸引那些想要节能而不牺牲美感的主流购房者。
资料来源:BSRIA:美国的迷你分体式空调和 VRF。2018 年,美国能源部,《小型、大型和超大型组合式空调和供暖设备、家用中央空调和热泵以及商用供暖、空调和热水设备的节能标准》。
到目前为止,没有记录在美国通过HVAC系统将小颗粒的房间传播的案例。有关这种新型冠状病毒的科学正在不断发展,我们正在不断监视围绕空气中较小颗粒的悬浮液并相应地调整我们的操作的数据。CDC确实提供了与室内空气质量有关的建议,包括新鲜空气通风和空气过滤。大学正在采用分层的保护方法,并具有物理距离,面罩要求和增强清洁协议是主要防御能力,但还将解决校园HVAC系统,以确保它们按设计运行。校园的主题专家继续监视新闻中的报告,联邦和州机构的指导(例如疾病控制中心和环境保护署),贸易协会的程序(美国供暖,冷水和空调工程师学会以及美国国家标准研究所)以及医疗>/div>>>/div>>>/div>>>/div>>>/div>>
本文介绍了实施生物量燃料的区域供暖系统(DHS),这是深度能量翻新演习的一部分,以实现具有最低二氧化碳排放碳的气候溶解校园。该案例研究是为西班牙普通大小的大学的瓦拉多利德大学进行的,具有大陆天气的气氛。在翻新之前,不同的构件具有广泛的化石燃料消耗水平,用于供暖和家庭热水在60至430 kWh/m2Å年之间。该集中式供暖系统的应用允许根据西班牙标准达到100 - 120 kWh/m 2的接近零能量建筑物(NZEB)的最低阈值。这些值对应于在大陆天气条件下的办公室中的最大欧洲。这项全面研究的结果表明,由于拟议的策略,这19座建筑物中有15座达到了NZEB目标。与原始的化石燃料动力锅炉相比,总体二氧化碳排放量下降了92.69%,从而使二氧化碳EMIS sions降低至1.57 kgco 2 /m2Å。因此,可以证明,通过可再生能源DHS的深度能量翻新策略具有在大陆天气条件下为大学实现NZEB的努力。
具有分散热量生产的地区供暖网络非常适合包括在空间有限的城市地区的可再生能源份额。一个新概念是一个基于生产的地区供暖网络,其中一些甚至所有建筑物都配备了分散的建筑物水平的热量储藏和热量产生植物。为了利用相互连接的加热网络的全部潜力,带有剩余热量的建筑物旨在将热量转移到有加热需求的建筑物中,以防止中央供暖厂的激活。这项工作提出了一项关于使用模型预测控制策略来管理区域供暖网络中建筑物之间双向传热的初步可行性研究。我们将此问题提出为最佳控制问题,并为每个潜在的传热连接结合了二进制决策变量。这会导致难以解决的混合企业非线性优化问题。该问题通过基于快速的基于梯度的优化算法与组合积分近似策略相结合解决。进行了一个有关使用建筑级太阳能热收集器和储罐的住宅供暖网络的案例研究。优化操作与从一个月的测量中获得的实际操作进行了比较。结果表明,具有双向传热的优化策略可以利用整个网络中产生的总热量。在案例研究中,这导致了中央热供应商所需的热能的近75%。仅当所有建筑物产生或储存的热量不足以满足网络内的总热量需求时,才需要中央供暖提供商。
针对能源互联网的重要组成部分综合能源微网,本文构建了独立模式下综合能源微网多储能系统优化配置模型,提出了包含储能系统和储热系统额定功率及容量的配置方法。储能系统模型包括供暖期和非供暖期蓄电池寿命估算。模型以经济性为指标,考虑热电机组热电耦合相关约束,包括热电平衡、机组爬升、储能系统及自给概率等,并采用基于机组出力和储能系统功率分配策略的菌落趋化性(BCC)算法模型进行求解。讨论了搭载储能系统的热电联产机组的运行特性。结果表明,提出的多储能系统配置方法无论在供暖期还是非供暖期均具有显著的经济效益和环境效益,并促进了风电的消纳。
• 系统类型 — 吸收式、内燃机驱动/蒸汽式、吸附式、热压缩式 • 制冷剂/工作流体 — 水、氨、R410a、R134a、二氧化碳、氦气、其他 • 目标应用(所有适用应用) — 住宅、商业、空间供暖、热水、制冷 • 热量排放或接受 — 空气、水、地热 • 供暖能力 (kBtu/h)(47°F 空气干球温度和 95°F 回水温度下) • 输入调制范围 (MBH) • 最大供水输出温度(供暖 °F) • 制冷能力(吨) • COP 气体 HHV(17°F 空气干球温度和 95°F 回水温度下) • COP 制冷(根据 ANSI Z21.40.4,95°F 空气干球温度和 55°F 回水温度下) • 年用电量(kWh) • 额定供暖能力百分比(17°F 空气干球温度和95°F 回水温度)• 可互连的最大单元数• 噪音 (dBA) – 注意所用的标准或方法
2 “ASHRAE” 是指美国采暖、制冷和空调工程师协会。根据 EPCA,“ASHRAE 设备”是指小型商用组合式空调和供暖设备、大型商用组合式空调和供暖设备、超大型商用组合式空调和供暖设备、组合式终端空调、组合式终端热泵、暖风炉、组合式锅炉、储水式热水器、即热式热水器和非燃烧式热水储水箱,ASHRAE 在 ASHRAE 标准 90.1(低层住宅建筑除外的建筑物能源标准)中对此进行了说明。(参见 42 USC 6313(a)(6))