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中德生态园被动房建筑科技有限公司——中德·绿色公元被动房小区 2020~2021年供暖季数据分析
时间:2021-05-11 来源: 中德生态园被动房建筑科技有限公司 分享:


2021十大排行最污直播:1. 项目概况

1.1. 项目概况

中德生态园被动房建筑科技有限公司——中德·绿色公元被动房小区占地面积3.7万余平,建筑面积67469.60平,绿化率35%,容积率1.2,由洋房、别墅和底部商业组成。项目完全按照德国被动房标准进行建设,建成后取得PHI被动房认证、中国被动式超低能耗绿色建筑认证,是全国首批超低能耗建筑系统认证项目,也是国家十三五课题示范工程。


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图1. 中德·绿色公元被动房示范小区效果图及实际图

1.2. 节能技术

2021十大排行最污直播:1.2.1. 暖通空调和冷热源系统

项目冷热源采用地源热泵系统,每户安装新风热泵一体机(见下图),实现建筑室内供冷,供热,除湿及生活热水需求。新风机及压缩机均采用无级变频控制,可根据室内温度、湿度及二氧化碳浓度实现变频控制,每个房间可以单独控制温湿度,满足室内最佳舒适度标准。



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图2. 新风热泵一体机

2021十大排行最污直播:1.1.2. 能耗监测系统

被动房小区配套有能耗监测系统,对典型单元、户型的耗电量、冷热量、室内环境等数据进行采集,并通过小区内设置的智能化传输网络传送至园区能源管理平台。平台可以实现对小区住户以及公区电量、冷热量能源分类分项统计分析,CO2、温湿度的实时监测分析。如下图所示,平台分别展示小区的项目概况,能耗概况,以及包括典型户的室内新风机组的动态实时监测以及历史数据。 


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图3. 被动房小区能耗监测概览


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图4. 典型户室内新风机状态及环境参数实时监测


2021十大排行最污直播:2. 供暖季能耗数据分析

小区2020年-2021年采暖季住率较低,不足30%。新风热泵机组采暖能耗受用户入住情况及主观使用行为影响较大,部分用户根据自己的需求延长或缩短供暖时间,部分用户也在短期或长期离家时关闭机组供暖。2020年-2021年采暖季开始后,我们对2#楼150平方米户型部分已入住用户利用新风热泵一体机自采暖的能耗数据及室内温度数据进行监测,下面针对典型户取暖能耗及温度的数据进行分析。

2.1. 中间户采暖能耗及室内温度分析

2021十大排行最污直播:2.1.1. 可达到房间设定温度的机组能耗

下面对能达到房间温度设定值(22℃-23℃)的机组能耗情况进行分析,选择2户代表户,其取暖能耗及室内温度数据如下图所示。

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图5. 2-1-402取暖能耗及温度

如上图所示2-1-402,室内温度设定值为23℃,室内实际温度为23.9℃,而2-1-402四周有2户邻户入。惺被嵋蚴夷谖露却锏缴瓒ㄖ刀路缫惶寤顾趸灯低V乖诵,日取暖能耗平均值在8-10kWh,即使在新风机组关闭的时间段户内室温波动小于1℃,体现了被动房围护结构良好的保温性。


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图6. 2-2-501取暖能耗及室内温度

上图所示2-2-501室内温度设定值仅为21℃~22℃,而四周有3户邻户入。导适夷谖露任23.4℃,通常可达到设定值,但是该户用新风一体机辅助生活热水,在严寒天气要保证供暖和供热水机组压缩机大部分时间仍要保持运行,日能耗比单供暖高,平均日能耗为14kWh-17kWh,当气温升高后,压缩机大部分时间停止运行亦可满足需求,机组能耗大大降低。

2021十大排行最污直播:2.1.2. 未达到房间设定温度机组能耗

下面对未能达到房间温度设定值(25℃-26℃)的机组能耗情况进行分析,选择1户代表户,其取暖能耗及室内温度数据如下图所示。

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图7. 2-2-502户取暖耗电量及室内温度

这个典型户在整个取暖季的室内温度设定值较高为25℃,超过了节能设定温度20℃,且仅有一户邻户入。却枷窒蟊冉涎现,室内实际平均温度为23.5℃,很难达到25℃的设定值,新风一体机一直工频运行状态,日供暖能耗值稳定,一般在10~14kWh之间。此户机组采暖开启总时长仅110~120天,采暖季总耗电不到1400kWh。

2.2. 边户取暖季能耗及温度分析

下面我们选取2户最不利户的能耗及温度数据,对最不利户的取暖季能耗及温度进行分析。

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图8. 无邻户的边户取暖能耗及室内温度趋势

由上图可见,对于无邻户入住的边户2-1-201新风热泵机组取暖日能耗较高,约20kWh,房间设定温度为24℃,室内平均温度为22.4℃,经测未供暖试邻户室内温度为13℃,相邻墙体壁面温度则为18℃-19℃,机组的供热量一直在传导给温度低的邻户。

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图9. 边户开辅热取暖能耗及室内温度趋势

由上图可见,边户2-3-202机组能耗包括自采暖和制取生活热水,日能耗仅为20kWh左右,且室内实际温度可以保持在21.5℃-23.5℃,因有两户邻户入住采暖,大大降低了热传导现象。

2021十大排行最污直播:2.3.墙体热传导的影响

现在小区入住率很低,很多住户的上下左右都空置,墙体的传热导致热量大量传到四周空置屋,而使用户自身的室温很难提升,从而也带来机组能耗较高。我们选取是上下左边邻户均空置的边户2-1-201和左边邻户有入住的边户2-1-401半个月的新风机能耗进行对比,如下图所示,四周均空置的2-1-201日均能耗19.7kWh远高于2-1-401日均能耗13.7kWh。所以入住率进一步提高后,住户的平均新风机取暖能耗将进一步降低。


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图10. 邻户有入住与邻户无入住的能耗对比

 

同时我们专门选取空置户型对墙体热传导现象进行了测试。

(1) 测试条件:

户型一:选取4-6户空置户型,其上下左右户都未入住供暖,红外线测温仪夜间测试墙体温度;

户型二:选取4-6户空置户型,其上下左右户有1-2户入住供暖,红外线测温仪夜间测试其与供暖户相邻墙体温度。

(2) 测试周期:连续测试一周时间,读取平均值。

(3) 测试结果:

由图10可见,相邻住户未供暖墙体平均温度为13.5℃,而相邻住户供暖的墙体平均温度为18℃,可见墙体热传导现象非常明显,供暖住户的热量被未入住相邻户低温墙体大量吸收。


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图11. 墙体传热温度对比

 

2.4.小结

综合上述,150平方米典型户型整个采暖季新风机组开满144天的耗电量范围在2200kWh到2900kWh之间,单位平方米供暖能耗为17kWh/m2.a-23kWh/m2.a,采暖电费在1300~1800元左右,而该户型集中供暖的费用在3400元左右,新风热泵一体机自采暖比集中供暖可节约费用1500-2000元。另外目前小区入住率不高,热传导现象比较严重,实际新风一体机部分能耗给了邻户供热。小区入住率提高后,新风一体机采暖的能耗将会进一步降低。

2021十大排行最污直播:3. 供暖季室内环境参数分析

因为被动式建筑相对于传统建筑特有的高保温性、高气密性,独特的无热桥设计以及高效的新风热回收系统,使得被动式建筑比传统房屋在室内空气质量及人体舒适度方面有了很大的提高。我们对供暖季小区部分典型用户室内的环境参数进行了记录分析。

3.1. 室内相对湿度

新风热泵一体机采用高效全热回收技术,热回收效率达到75%以上,室内空气在于室外干冷空气交换的同时,极大的保留了室内空气的热量与湿量。如下图所示典型户2-2-501采集到一个月的室内相对湿度数据,这期间相对湿度平均值在36%,满足被动房标准30%~60%。


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图12. 典型户2-2-501室内相对湿度日均值监测曲线

3.2. 室内CO2值

被动房新风热回收机组可根据室内CO2浓度来调节进入室内的新风量,保证室内空气的新鲜度。

如下图所记录典型户2-2-501采集一个月室内CO2的监测数据,这期间CO2平均值在500~700ppm的舒适范围内,满足国标低于1000ppm的要求。

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图13. 典型户2-2-501室内CO2日均值监测曲线

3.3. 室内PM2.5值

被动房小区采用高效的新风过滤系统及高效围护结构气密性措施,极大地提升了室内空气质量,改善了室内人员工作生活的环境。如下图所示,被动房小区典型户2-2-501采集一个月室内PM2.5平均值13ug/m?,而远低于室外PM2.5均值55ug/m?。


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图14. 典型户2-2-501室内外PM2.5日均值监测曲线

 

 

2021十大排行最污直播:4. 运营总结

针对被动房小区在供暖季运行中出现的一些问题,我们建议业主在使用时注意以下问题:

1. 进入采暖季前后,当房间温控面板温度低于20℃时应及时开启机组制热,墙体吸热及保温蓄热需要一定时间。

2. 常住户尽量24小时开启机组,机组压缩机达到设定温度会自动降频停机,频繁的开停机不能节约能耗也不能保证室内舒适度。

3. 进入采暖季,向供电局申请执行峰谷电价政策,可以节约谷段电费。

4. 减少开窗带来的热损失。被动房高效的新风系统会提供恒温恒湿的高品质新鲜空气。

5.部分业主对被动房的特点及使用不太了解,建议物业管理人员向用户多宣传被动房节能知识,进行被动房及新风设备使用常识的一些简单培训。

后续我们将结合能源管理平台持续跟踪被动房小区的能耗采集数据,探索被动房住宅的能耗特点以及新风机组的使用状况,为后续被动房住宅的设计和运营累积经验与数据。
















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