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题名近零能耗建筑低碳能源系统的设计及其设备容量优化
被引量：2
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作者
苏佶智
康熙
邢琳
田欢庆
白佳慧
吕燕捷
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机构
国网河北省电力有限公司经济技术研究院
河北省建筑科学研究院有限公司
中国建筑科学研究院有限公司
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出处
《济南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第2期252-262,共11页
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基金
国家重点研发计划项目(2022YFE0134100)
河北省科技成果重点推广计划项目(22284504Z)。
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文摘
为了使作为建筑碳排放主要来源的建筑能源系统向低碳化发展,实现“双碳”目标,以河北省某典型近零能耗建筑为例,设计近零能耗建筑低碳能源系统,从冷、热、电供应的角度建立该系统的运行策略,并分析该系统的设备工作原理;以年度总成本、年度碳排放量和电网交互总电量为单目标设备容量,建立设备容量优化的单目标和多目标函数;综合考虑该系统的经济、环保、独立性,采用优化工具Genopt中的Hooke-Jeeves算法优化设备容量;分析该系统的建筑负荷和电价的敏感性,并利用Trnsys软件模拟该系统的运行工况。结果表明:该系统设备容量优化的多目标函数解集无法使3个单目标设备容量同时最优,只能寻求多目标综合性能最优;该系统的最优设备容量方案是太阳能光伏板个数为81,太阳能集热器铺设面积为10 m^(2),空气源热泵的额定功率为2.78 kW,蓄电池容量为4.1 kW·h,保温水箱容积为3 m^(3);相较于传统的近零能耗建筑能源系统,该系统具有良好的环保性和独立性,年度碳减排率达到77.76%,电网交互减少率达到67.23%;在无蓄电的情况下,该系统的综合性能指标增大6.63%,综合性能仍优于传统的近零能耗建筑能源系统的;相对于下网模式,该系统在上网模式下的电网交互总电量略大;通过单目标设备容量优化,该系统以年度总成本为优化目标时的年度碳排放量在3个单目标设备容量中达到最大值6161 kg,以年度碳排放量为优化目标时的年度总成本、电网交互总电量分别达到最大值29359元、33447 kW·h;相对于电价波动,该系统的建筑负荷对综合性能指标的影响较大;该系统在夏季和过渡季电网用电量为0,基本达到自给自足。
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关键词
近零能耗建筑
低碳能源系统
多目标设备容量优化
可再生能源
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Keywords
near-zero energy building
low carbon energy system
multi-objective equipment capacity optimization
renewable energy
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分类号
TU83
[建筑科学—供热、供燃气、通风及空调工程]
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