本項目位于杭州市濱江區(qū)海創(chuàng)園基地,該園區(qū)于2004年建成,園區(qū)占地304畝,主體建筑面積24萬平米,成為當時亞洲最大的單體建筑,2015年出租率達到82%。該建筑為全玻璃幕墻設計,側(cè)重了建筑美觀,而未考慮節(jié)能效益,導致其投用后高能耗運行。因此,在2016年進行了基于地源熱泵的可再生能源整體綜合節(jié)能改造。該項目由浙江陸特能源科技股份有限公司實施建設。
本項目具有良好的社會、環(huán)境和經(jīng)濟效益,采用合同能源管理模式,每年將為園區(qū)節(jié)省電耗53.89萬kWh,光伏發(fā)電替代電量300萬kWh,節(jié)省燃氣33.7萬立方,折合標煤共計1420噸/年,二氧化碳減排3480噸/年;地源熱泵系統(tǒng)綜合能效比達到3.5,空調(diào)系統(tǒng)綜合節(jié)能37%。
項目主要創(chuàng)新點如下:
1. 基于地源熱泵技術(shù)綜合利用太陽能光熱、光伏、儲能及輻射末端技術(shù),實現(xiàn)多能互補。
該項目整體利用淺層地源熱泵與冷卻塔復合為空調(diào)系統(tǒng)制冷和供熱,光伏發(fā)電為地源熱泵系統(tǒng)提供電力來源;局部利用太陽集熱器和太陽儲能為地源熱泵系統(tǒng)提供除濕及冬季負荷的熱源,該系統(tǒng)顯著地提高了地源熱泵系統(tǒng)運行能效。有機融合多種綠色建筑節(jié)能先進技術(shù),打造了多能互補零能耗舒適性辦公示范區(qū)。
該示范區(qū)采用超節(jié)能的溶液除濕機組+地板/頂板輻射供能的舒適性空調(diào)系統(tǒng)。夏季,無需啟動熱泵主機,僅利用太陽能光熱反向利用技術(shù)和地源熱泵地下埋管系統(tǒng)進行直供制冷;冬季利用太陽能源光熱正向集熱,通過輻射吊頂進行供熱,使整個空調(diào)系統(tǒng)僅需要消耗少量的能耗,通過示范區(qū)獨立的光伏系統(tǒng)即可實現(xiàn)示范區(qū)的零能耗。
2. 提出冬冷夏熱地區(qū)大型復合式地源熱泵系統(tǒng)平衡指數(shù)控制算法,實現(xiàn)土壤溫度場平衡。
在設計階段采用全周期動態(tài)負荷設計,減小了埋管數(shù)量以及運行過程中冷熱負荷差異對土壤熱平衡的影響;在系統(tǒng)運行監(jiān)控階段,提出了大型復合式地源熱泵平衡指數(shù)算法,該算法綜合考慮了土壤溫度、主機地源側(cè)的進出水溫度和流量、末端負荷及氣候變化情況,實現(xiàn)了不同區(qū)域的地源熱泵及輔助冷熱源的分布式優(yōu)化控制。該技術(shù)突破了傳統(tǒng)空調(diào)指標不利于現(xiàn)場動態(tài)控制的局限,解決了傳統(tǒng)地下土壤熱堆積問題,使地源熱泵系統(tǒng)常年保持在高能效的工作狀態(tài)。
3. 建設了基于建筑信息模型的智慧能源管理監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)能源大數(shù)據(jù)的資產(chǎn)管理價值。
從專業(yè)范圍上兼容和提升園區(qū)已有的中央空調(diào)監(jiān)控子系統(tǒng)、消防報警子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、停車管理子系統(tǒng)、電力計量計費子系統(tǒng),以及兼容新建的太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控子系統(tǒng)、照明控制系統(tǒng),搭建了園區(qū)智慧能源管理平臺。平臺依托BIM三維模型,通過大數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測分析、云端儲存計算、遠程控制,實現(xiàn)能效最優(yōu)化與設備系統(tǒng)資產(chǎn)報警預警管理。
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