JAGA案例|上海交大智能电网大楼节能示范项目
国家能源智能电网(上海)研发中心
为响应“双碳”国家战略,助力国家达成2030“碳达峰”与2060年“碳中和”目标”,上海交通大学国家能源智能电网(上海)研发中心希望能够通过对其大楼进行局部改造,以针对能源的科学利用进行示范性展示,同时兼顾教学、科研、实验和实践相结合的使用功能。
其初步计划已有光伏发电、智慧小屋、充电桩等能源措施,JAGA又经由和校方进行深入沟通,提供了暖通方面的专业建议,JAGA地源+空气热源的综合能源解决方案,通过JAGA云平台介入国家能源互联网监控平台。该项目于2020年底通过验收,目前正稳步运行与不断优化中。
平面示意图
本次实验验证性改造,集中在一楼共四个相邻区域采用新型暖通节能系统,其中包括90平米的控制中心、180平米的实验教室1#、150平米的实验教室2#、100平米的公共区域含走廊。改造旨在根据示范用途和建筑特点设计暖通系统,以达到节能和示范的效果。
负荷估算
针对项目的情况,在进行具体的项目方案设计前,JAGA团队作了一系列的专业分析。
首先,教室为高大空间,层高普遍达到4.5m以上。常规风机盘管对流型末端系统在制冷时能够发挥较好的效果,但是在制热时效果较差,难将热空气从高处吹下来。因此采用地暖和辐射版等辐射型末端,会更加适合该高大空间。
其次,实验教室由于使用时常常是短时间使用,带来的变动负荷比较大,因此采用单台大机组(空气源/地源)的话运行上会难以实现节能的目标。
再次,一些品牌的纯地源热泵系统的源侧水泵和室内侧水泵长期运转,这会带来运行能耗的增加。JAGA地源热泵只有室内侧循环泵在主机开机状态下长转,如果室内末端接入联动控制,就可以使室内末端在没有冷暖使用需求的时候停止工作。
最后,实验室人员密集,设备发热量大,所以冷负荷明显大于热负荷,如果全部采用地源方式需要考虑冬夏热平衡问题。
设计要点归纳
*考虑到装修问题等,最终取消先进新型对流末端,留作下一个验证性项目实施,比如冷梁和地板对流器、辐射型末端(地面调温和顶棚辐射版)。
本次项目确定为“冷热源主机系统节能验证示范”,于是最终的方案集中在了主机的选型计算上。末端采用了标准的对流型风机盘管系统,但采用了内置冷凝水提升泵的高静压机型。
实际系统图
在设计方案中,我们思考了这样几个问题。
1、为什么选择地源热泵和空气源热泵组合系统?
第一,本案例方案地源热泵选择容量较小,具有鲜明的实际使用需求特征。基本负荷选择更节能的地源热泵系统以承担主要运转负荷;第二,变动负荷采用空气源热泵系统作为联动输出,当地源热泵输出负荷达到80%以上时,自动联动启动空气源热泵;第三,该配置也较好的实现了地源热泵的冬夏热平衡,类属于大型项目中采用部分闭式冷却塔来做夏季调峰作用的做法。这种做法在高端住宅领域也有很好的应用场景,这套系统已成功应用到1800m2别墅项目中。
2、采用JAGA的优势是什么?
第一,JAGA地源热泵和空气源热泵均采用变频控制,适应全年的负荷变化波动,提高运行效率;第二,全数字化控制能更好的体现智能物联带来的优越性。第三,产品20%~120%的宽动态变频已达到国内一级能效和欧洲A级能效,实现了主机的极致节能。
3、本项目还有什么特色?
一是采用集装箱机房。
二是采用了远程设备管理,方便实时监测主机运行工况;室内末端同样可以用APP控制,方便学校老师的设备管理。
APP控制界面
三是采用了智能电表远传,结合主机管理,实现了能效监控,并实时大屏显示。该屏显系统设备由上海交大开发。
上海交通大学是我国高等教育院校中的佼佼者,在本次项目中,JAGA与交大一起在能源科学利用领域进行领先探索。未来,JAGA与交大的老师们将一同持续跟进该项目,不断进行完善与发展,引领行业内探索能源科学利用方式的发展,为“双碳”国家战略的进一步实施添砖加瓦。