清华大学节能建筑能源系统分析-综合新能源论文(1)

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翻新时间：2022-12-02

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清华大学节能建筑能源系统分析-综合新能源论文(1)

1、介绍中国的能源结构现在以煤为主，给环境带来了很大的压力。中国政府已经意识到了这一点，西气东输工程的实施为中国东部城市能源结构的调整带来了机遇。

但是由于相同热量下燃气的价格为燃煤的4-6倍，且目前燃气的环保优势在经济上并不能得到补偿，所以燃气的推广并不顺利。如何高效地利用天然气是很多政府官员和专家学者十分关心的问题。

楼宇式燃气热电冷联产系统（BCHP）被认为是高效利用天然气的有效途径之一。然而在楼宇式热电冷系统的应用中也出现了一些问题：

（1）虽然燃气热电冷联产系统可以高效地利用天然气，但由于燃气的价格太高，很多发电效率较低的热电冷联产系统的投资回收年限仍然较高，

（2）能源效率偏低是影响燃气热电冷联产系统经济性的另一个主要因素。冬季供热系统的回水温度一般不低于50摄氏度，这就导致燃气热电冷联产系统的排烟温度一般为100-150摄氏度，由于热电冷联产系统过量空气系数较大，这就导致热电联产效率偏低，特别是对于燃气轮机热电冷联产系统来说，总效率一般在70-75％。

夏季，由于除湿的需要，现有制冷系统需要的都是7/12℃冷水，这就导致了吸收式制冷机与压缩式制冷机的COP偏低，

（3）导致中国现有的几个楼宇式热电冷联产系统不太成功的另外一个原因就是负荷的预测和发电机组的选择出了问题。通常能源系统的设计中，所采用的是从设计手册中直接查到的数据，对于常规的能源系统一般不会引起较大的问题，而对于燃气热电冷联产系统，如果机组选的过大，可能引起两个问题，（a）系统的投资急剧增加，因为单位kW发电机组的投资远远大于制冷机或者燃气锅炉，（b）可能导致系统根本无法运行，因为对于燃气轮机或者内燃机来说，系统的负荷率一般不宜小于40-60％。

现在燃气价格下降的空间已较小，因此有两种方法可以提高燃气热电冷联产系统的经济性。一是系统的总效率，二是通过负荷预测和模拟计算防止热电冷联产系统的选型过大。

对于如何提高系统的发电效率，很多文献［3-4］已经进行了研究，本文只针对节能示范楼，对如何提高燃气热电冷联产系统的供热效率与制冷效率进行研究。在供热系统中，冷凝式燃气锅炉已经得到了应用，但是由于供热系统的回水温度较高，限制了冷凝热量的进一步利用，本文利用吸收式热泵回收烟气的冷凝热量，可以使排烟温度大大降低，效率得以进一步提高。

在制冷系统中，采用了温湿独立控制的系统，液体除湿系统可以利用低品味的热能获得较高的能源利用率，在本系统中，采用18/21℃的冷水可以大大提高吸收式与压缩式制冷机的COP。