冷热电三联供

1.工作原理

冷热电三联供是基于能量梯级利用理念,集制冷、供热、发电于一体的总能量系统。其最大特点是不同品质能量的梯级利用。温度较高、可利用能量较大的热能用于发电,而温度较低的低品位热能用于供暖或制冷。典型的冷热电联产系统通常由发电设备、制冷系统和供热系统三部分组成。以一台以天然气为一次能源的内燃机为例,说明冷热电三联供的工作原理,原理如图2.1所示。

天然气冷热电联供技术是一种先进的能源供应技术。它首先利用天然气做功产生高品位电能,然后充分利用发电设备排出的低品位热能进行加热和制冷,实现了能量的梯级利用。因此,它是一种高效的城市能源利用系统,也是城市公共建筑供冷、供热、供电的新途径。

冷热电三联供插图

2.CCHP系统的分类

根据供应范围,三联供可分为小区型(DCHP)和楼宇型(BCHP)。

2.1区域系统

主要针对各种工业、商业或科技园等较大区域,设备一般采用大容量机组,还应考虑冷热电供的外网设备,往往需要建设独立的供能中心。

2.2建筑系统

它是为具有特定功能的建筑,如办公楼、商业建筑、医院和一些综合性建筑提供供冷、供热和供电的系统。一般只需要小户型,机房往往布置在楼内,不考虑外网建设。

3.CCHP系统的特点

能源综合利用率高。

因为冷能和热能的损耗随着传输距离的增加而增加;在目前的技术水平下,集中供电模式的发电效率虽然最高可以达到40%-50%,但由于距离终端用户太远,剩余的50%-60%的能源很难得到充分利用。

冷热电三联供不仅可以实现40%左右的发电效率,还可以回收中温余热用于制冷和供热,其综合能源利用率可以达到80%以上。此外,与传统的长距离传输相比,还可以降低6-7%的线损;

从能量质量的角度来看,燃气锅炉最终输出的能量是低品位热能,而在三联供系统中将产生约35%的高品位电能。电能的功函是等量热能的两倍以上,因此三联供系统的综合能源利用效率远高于直接燃烧天然气供热的燃气锅炉;

具有燃气、电力削峰填谷双重功能。

中国大部分地区需要冬暖夏凉。大量的空调用使得夏季的电力负荷远远超过冬季。一方面给电网带来巨大压力,另一方面造成冬季发电设施大量闲置,降低发电设备和输配电设施利用率。

采用燃气三联供系统,夏季燃烧天然气制冷,可以增加夏季用气量,减少夏季电力空调节用电负荷,同时系统自发电也可以减轻大电网供电压力。

具有良好的经济性。

据相关调查数据显示,使用CCHP系统的分布式能源可使办公楼、商场、医院、体育场馆和酒店的运营成本分别降低12%、11%、21%、32%和23%。

具有良好的环保效益。

天然气是一种清洁能源,燃气发生器均采用先进的燃烧技术,燃气热电联产系统的排放指标能够满足相关环保标准。

美国的调查数据显示,使用CCHP系统的分布式能源,办公楼可减少22.7%的温室气体排放,商场可减少34.4%,医院可减少61.4%,酒店可减少34.3%。

提高建筑能源供应的安全性

随着我国能源形势日益严峻,供电安全问题凸显,美、日、英等国“大面积停电”造成的严重负面影响给我们敲响了警钟。

冷热电联供系统的安装和运行相对简单方便,可以大大提高建筑能源供电的安全性。尤其是学校、医院等。·其中已经需要备用电源的,可采用三路电源作为备用电源。

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