1.工作原理 冷熱電三聯(lián)供是一種建立在能量梯級利用概念基礎(chǔ)上,將制冷、制熱及發(fā)電過程一體化的總能系統(tǒng)。其最大的特點就是對不同品質(zhì)的能量進行梯級利用,溫度比較高的、具有較大可用能的熱能用來被發(fā)電,而溫度比較低的低品位熱能則被用來供熱或是制冷。典型的冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)通常由發(fā)電設(shè)備、制冷系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)三部分組成。以天然氣為一次能源的內(nèi)燃機為例,說明冷熱電三聯(lián)供的工作原理,原理如圖2.1所示。 天然氣冷熱電三聯(lián)供技術(shù)是一項先進的供能技術(shù),它首先利用天然氣燃燒做功產(chǎn)生高品位電能,再將發(fā)電設(shè)備排放的低品位熱能充分用于供熱和制冷,實現(xiàn)了能量梯級利用,因而是一種高效的城市能源利用系統(tǒng),是城市中公共建筑冷熱電供應(yīng)的一種新途徑。 2. 冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的分類 按照供應(yīng)范圍三聯(lián)供可以分為區(qū)域型(DCHP)和樓宇型(BCHP)兩種 2.1 區(qū)域型系統(tǒng) 主要是針對各種工業(yè)、商業(yè)或科技園區(qū)等較大的區(qū)域,設(shè)備一般采用容量較大的機組,還要考慮冷熱電供應(yīng)的外網(wǎng)設(shè)備,往往是需要建設(shè)獨立的能源供應(yīng)中心。 2.2 樓宇型系統(tǒng) 是針對具有特定功能的建筑物,如寫字樓、商廈、醫(yī)院及某些綜合性建筑所建設(shè)的冷熱電供應(yīng)系統(tǒng),一般僅需容量較小的機組,機房往往布置在建筑物內(nèi)部,不需考慮外網(wǎng)建設(shè)。 3. 冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)特點 能源綜合利用率較高 由于冷能、熱能隨傳輸距離的增大,損耗加大;在目前技術(shù)水平下集中供電方式發(fā)電效率雖然最高可以達到40%-50%,但是由于距離終端用戶過遠,其余50%-60%的能量很難充分利用; 而冷熱電三聯(lián)供由于建設(shè)在用戶附近,不但可以獲得40%左右的發(fā)電效率,還能將中溫廢熱回收利用供冷、供熱,其綜合能源利用率可達80%以上。另外,與傳統(tǒng)長距離輸電相比,它還能減少6-7%的線損; 從能量品質(zhì)的角度看,燃氣鍋爐的最終產(chǎn)出能量形式為低品位的熱能,而三聯(lián)供系統(tǒng)中將有35%左右的高品位電能產(chǎn)出。電能的作功能力是相同數(shù)量熱能的2倍以上,所以三聯(lián)供系統(tǒng)的綜合能源利用效率比燃氣鍋爐直接燃燒天然氣供熱高得多; 對燃氣和電力有雙重削峰填谷作用 我國大部分地區(qū)冬季需要采暖,夏季需要制冷。大量的空調(diào)用電使得夏季電負(fù)荷遠遠超過冬季,一方面給電網(wǎng)帶來巨大的壓力,另一方面造成冬季發(fā)電設(shè)施大量閑置,發(fā)電設(shè)備和輸配設(shè)施利用率降低。 采用燃氣三聯(lián)供系統(tǒng),夏季燃燒天然氣制冷,增加夏季的燃氣使用量,減少夏季電空調(diào)的電負(fù)荷,同時系統(tǒng)的自發(fā)電也可以降低大電網(wǎng)的供電壓力 具有良好的經(jīng)濟性 根據(jù)相關(guān)的調(diào)查數(shù)據(jù),采用冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)分布式能源,寫字樓類建筑可減少運營成本12%,商場類建筑可減少運營成本11%,醫(yī)院類建筑可減少運營成本21%,體育場館類建筑可減少運營成本32%,酒店類建筑可減少運營成本23%。 具有良好的環(huán)保效益 天然氣是清潔能源,燃氣發(fā)電機均采用先進的燃燒技術(shù),燃氣三聯(lián)供系統(tǒng)的排放指標(biāo)均能達到相關(guān)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)美國的調(diào)查數(shù)據(jù),采用冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)分布式能源,寫字樓類建筑可減少溫室氣體排放22.7%,商場類建筑可減少溫室氣體排放34.4%,醫(yī)院類建筑可減少溫室氣體排放61.4%,酒店類建筑可減少溫室氣體排放34.3%。 增強建筑物能源供應(yīng)的安全性 隨著我國能源形勢日益嚴(yán)峻,電力供應(yīng)的安全性已經(jīng)凸現(xiàn),美國、日本、英國等國相繼出現(xiàn)的“大面積停電”造成的嚴(yán)重負(fù)面影響已經(jīng)給我們敲響了警鐘。 冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)安裝、運行相對比較簡單、便捷,可以大幅度提高建筑物用能的電力供應(yīng)安全性。尤其對于學(xué)校、醫(yī)院等本來就需要備用電源,采用三聯(lián)供可以兼做備用電源。
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