学生公寓太阳能热泵热水系统优化控制探讨

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绿色校园节能建设

0、背景

目前我国对能源需求呈刚性增长，能源资源问题仍是制约我国经济社会发展的瓶颈之一。随着建筑总量的不断增加和人民生活质量的改善，我国建筑能耗占全国总能耗的比重逐年上升，建筑节能已经成为我国节约能源的战略目标之一。保护环境、节能降耗已势在必行。2017年1月，国务院印发的《“十三五”节能减排综合性工作方案》明确表示，以提高能源利用效率为目标，强化建筑节能和重点用能设备节能管理。

高校作为社会的特殊社区，居住集中、人口密度大、能源消耗总量大，在肩负人才培养、科研创新和社会服务等职能的同时，也是能源资源消耗大户。自1999年开始实行高校扩招以来，我国大学人数的大幅度激增，高校规模快速扩张，高校学生公寓也进行了大量扩建、增建，而学生公寓生活热水系统作为校园大型用能建筑重点用能设备及系统，生活热水能耗在建筑能耗中占有较大的比例，其能耗主要与热水系统的设计、设备、运行和维护管理有关。但是高校学生公寓在新建、扩建时，过于片面追求时间效率，很少考虑各种节能设备及系统的投入，建筑能源利用率不高，浪费现象严重。因此，以能耗数据为基础，探讨在不同人数、季节、室外温度等条件影响下，学生公寓热水系统的运行效率和动态管理，对提高热水系统能源利用率具有直接的现实意义。

1、学生公寓太阳能热泵热水系统现状

随着节能减排知识的普及，人们节约能源资源的意识逐步提高，各高校学生公寓生活热水系统基本上淘汰原有的高能耗、低效率的燃气和直接电热的热水制备方式，普遍采用空气源热泵辅助太阳能热水系统。但是由于高校学生公寓建筑数量多，单栋学生公寓人均热水用量与入住人数、季节、室外温度等因素有关，而目前各高校生活热水系统普遍采用定时恒温恒压集中供水方式，其主要存在以下问题：

1.2 生活热水系统整体运行效率低，存在能源浪费

（1）生活热水系统采用定时恒温控制，定时启动空气源热泵或电辅助加热，不能根据天气情况及热水使用情况动态调节热水温度，充分利用太阳能集热系统制备热水，造成能源浪费。（2）生活热水系统缺乏能耗能效监测，难以对生活热水系统的运行情

学生公寓太阳能热泵热水系统优化控制探讨

□ 顺德职业技术学院 陈粟宋 陆华龙 高志明 黄健畅

摘要

关键词通过将某高校校园内所有空气源热泵辅助太阳能热水系统联网，根据单栋学生公寓人数、季节、室外温度等因素，对学生公寓生活热水系统各用能设备的运行参数和能耗数据予以采集、处理和分析，计算热水系统运行效率，采用最优能效控制策略实现学生公寓太阳能热泵热水系统优化控制与动态管理。

学生公寓；太阳能热泵热水系统；优化控制；动态管理

况进行科学分析。

1.3 生活热水系统的运行管理技术手段比较落后

（1）目前生活热水系统只能在学生宿舍楼顶进行查看和操作，由于学生宿舍楼顶没有设置值班人员，也未实现远程监控，楼层热水循环泵、太阳能热水循环泵、空气源热水循环泵长期工作，造成能源浪费。（2）缺乏生活热水用量年月日时的统计分析，无法根据需求调节热水储水箱的储水量，往往导致热水储水量过多，造成能源浪费。（3）设备故障无法及时发现，影响生活热水系统的正常运行。

1.4 学生公寓太阳能热泵热水系统优化控制策略

图1 基于能耗监测数据的学生公寓生活热水系统结构示意图

学生公寓太阳能热泵热水系统优化控制由能耗监测系统、学生入住信息管理系统、现场各栋学生公寓热水控制系统和中央监控站四个部分组成，中央监控站通过控制总线将能耗监测系统、

学生入住信息管理系统和现场各栋学生公寓热水控制系统连接起来，并将入住信息、季节温度信息、能耗数据和控制信息传输至中央监控站，实现各系统数据连通，资源共享，从而达到各栋学生公寓热水系统联网控制、按需制备热水的目的。

能耗监测系统实时采集、监测各栋学生公寓热水系统重点

DOI：10.16116/https://www.wendangku.net/doc/2a15452508.html,ki.jskj.2017.12.018