基于EQUEST的某校区分时分区控制供热能耗模拟分析

摘要：本文通过能耗模拟软件EQUEST对北京某校区在连续供热和分时分区控制供热两种工况下的能耗进行了模拟计算。根据模拟数据分析了在两种供暖模式下模拟建筑的耗气量。实例模拟分析显示，校园建筑采取分时分区控制技术供热，能实现按需供热，节能效果显著。

关键词:连续供暖、分时分区控制、节能、能耗分析

中图分类号：TE44 文献标识码： A

前言

北京市有近200所高等院校,根据统计,高等院校供热系统能耗占学校综合能源消耗量的比例平均在60%～70%左右[1],是北京市供热能耗大户。某种程度上高校供热系统的巨大能耗已经阻碍了高等院校建设节约型校园的发展步伐，必须引起广大供热研究学者的高度重视。

目前的集中供热系统大都覆盖各类建筑实行全天不间断供暖。如果集中供热系统仅采用一种统一的运行方式，必然会造成不必要的能源浪费。采用分区分时控制供热，目的是为了达到在整个供暖季大幅度节能、节电，提高能源利用率，以获取更大的经济效益、社会效益和环境效益。分时分区控制供热可使用于用热时间比较集中、使用时间阶段性较强、负荷变化比较大的公共建筑。学校类建筑有放寒假的特点，分时分区控制供热具有更大的优越性[2]。因此本文就采用EQUEST能耗模拟软件对北京市某校区采用分时分区控制供热的能耗进行模拟分析。

1.工程概况

校区位于北京市大兴区黄村卫生城高教园区，总建筑面积为36万㎡。校区建筑主要包含办公楼、教学楼、实验楼、图书馆、宿舍、公寓、食堂及其他辅助建筑。该高校校区内设有锅炉房集中供热系统，负责整个新校区的冬季采暖。

1.1 典型建筑负荷模拟计算

准确、有效地确定热负荷,是决定热源和供热管网规模的主要依据。因此我们首先对校区内典型建筑进行能耗模拟，分析负荷变化特点。

按校区建筑实际情况及各规范要求设定软件相关参数，运行模拟软件，模拟结果见图

图1宿舍楼逐日能耗变化规律

图2采暖期办公楼逐日能耗变化规律

图3教学楼逐日耗热量变化规律

1.2 模拟结果分析

从模拟的数据中分析得出宿舍楼的采暖热负荷指标为44.7W/㎡,办公楼热指标达到60.8 W/㎡，教学楼热负荷指标为53.07 W/㎡。因此不同类型、不同使用功能的建筑物，其负荷变化情况具有很大的差异性。

2．对整个校区的分时分区控制能耗模拟分析

根据校区内典型建筑的负荷特点可知，对校区供热系统采用分时分区控制供热具有很好的适用性。下面对校区建立模型，分析采用分时分区控制供热的节能性。模拟分两个工况，工况1为传统连续供热，工况2为分时分区控制供热，供热时间段位5:00-22:00。

室内温度设置:学生宿舍、教学楼室内温度为18℃；图书馆、硕博公寓室内温度设置为20℃。

模拟时间段设置:方案一整个小区供热系统按全天24小时连续供暖；方案二根据上述分区时间设定；供暖周期按北京市冬季供热时间设置：即每年11月15日至次年3月15日。

模拟中设置的其他建筑相关参数，如人员密度、设备负荷密度、照明负荷密度、通风换气次数等依据规范[3-4]要求设定。

图4校区建筑模拟3D效果图

2.1 传统连续供热方式能耗模拟

根据设定的参数，模拟连续供热的逐月耗气量。结果如图5所示：

图5连续供热逐月耗气耗变化情况

2.2分时分区控制供热的能耗模拟

根据设定的参数，模拟连续供热的逐月耗气量。结果如图6所示：

图6分时分区控制时逐月耗气耗变化情况

2.3 两种不同供热方式下的能耗对比

根据两种不同供热方式下的能耗模拟结果，对传统连续供热和分时分区控制供热进行整个采暖季的耗气量进行对比分析，如表1和图7所示。

表1不同供热方式下的逐月采暖能耗（单位：BUT×000 000 000）

1月 2月 3月 11月 12月 合计

分时分区供热 48.15 34.52 28.07 36.85 53.7 201.29

连续供热 63.23 45.49 38.05 47.05 61.18 255.01

图7两种供热方式采暖期逐月能耗对比图

根据柱状图显示，在整个采暖期内，两种供热方式下的逐月能耗差距十分明显，分时分区控制供热逐月能耗比连续供热逐月能耗低，一月份能耗差距尤其明显，由表1可知一月份不同供热方式下月能耗相差15.08×109BTU，相当于4.42×106KWH。由此可见分时分区控制供热节能十分明显，且室外温度越低节能量越大，节能越显著。

根据模拟的能耗数据计算分时分区控制供热相较于连续供热的节能率。连续供热能耗记为,分时分区控制供热总能耗记为则节能率为：21.06%

3．结论

通过模拟分析可知，采用分时分区控制供热想较于传统连续供热具有很大的节能性，文中对整个校区的模拟节能率达到了21.06%。分时分区控制供热既能保证建筑在正常运行时间内的温度要求，又能在建筑非正常时间减少热量供应，能真正的实现按需供热。此项技术在高校中运用具有很大的节能潜力。

参考文献

[1]王旭,李红兵.高校供热系统能耗现状与节能潜力分析.[J]低碳论坛，2012,7：（53-55）

[2]王林福.供热系统分时供暖方法可行性研究[J].应用技术。2010, 17.

[3]民用建筑供暖通风与空气调节设计规范。GB50736-2012[S]; 北京：中国建筑工业出版社，2012

[4]中华人民共和国建设部.《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005[S];北京：中国建筑工业出版社，2005

作者简介：马长明，男，主要研究方向：建筑节能