清华大学刘晓华：量化集中式空调系统的能源灵活性潜力：枢纽机场的现场测试研究
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Quantifying the energy flexibility potential of a centralized air-conditioning system: A field test study of hub airports
Xu R.; Liu X.; Liu X.; Zhang T.
Published：2024-07-01
DOI：10.1016/j.energy.2024.131313
研究背景
在当今社会，空调系统被广泛认为是能源消耗大、能量灵活性高的重要设备，有助于可再生能源渗透和电力系统调节。然而，对于它们的系统组件能力的缺乏了解限制了其全部潜力的利用。这项研究以两个空港的中央空调系统为典型例子，通过实地测试量化了它们的能量灵活性潜力。
研究内容
该研究主要通过冷却负荷减少潜力（q<sub>max</sub>）、冷却能量存储容量（Q）来量化中央空调系统的能量灵活性潜力。研究发现，冷却设备的潜力最高（q<sub>max</sub> = 70–110 W<sub>c</sub>/m<sup>2</sup>; Q = 500∼1500 Wh<sub>c</sub>/m<sup>2</sup>），其次是带有建筑热容量的终端设备（q<sub>max</sub> = 2–11 W<sub>c</sub>/m<sup>2</sup>; Q = 10–40 Wh<sub>c</sub>/m<sup>2</sup>）和传输与分配网络（q<sub>max</sub> = 50–200 W<sub>c</sub>/m<sup>2</sup>; Q = 10–20 Wh<sub>c</sub>/m<sup>2</sup>）。各种空调终端设备利用建筑热容量的程度不同。研究还发现，在调查中，传统全空气系统利用建筑热容量的比例为建筑的7.8 %∼18.7 %，而辐射地板系统的比例显著增加到38.9 %∼48.3 %。因此，空港系统可以通过不同的运行策略参与需求响应计划，实现2∼15 MW<sub>e</sub>的冷却负荷减少，持续6–20小时。这些发现为需求侧灵活性的表征和利用提供了支持，以支持碳中和的能源系统。
研究意义
这项研究的创新之处在于通过实地测试量化了中央空调系统的能量灵活性潜力，为未来能源系统的发展提供了重要参考。通过深入了解中央空调系统的潜力，我们可以更好地利用其能量灵活性，支持可再生能源的发展，促进电力系统的调节和碳中和目标的实现。
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