冷电联供系统制冷机设计的探讨

介绍 2007 年国家 863 计划课题中分布式供能示范工程冷电联供系统的设计,详细分析分布式冷电联供系统溴化锂吸收式制冷机选型设计,为分布式冷电联供系统制冷机设计和运行提供技术参考。     

CCHP系统优化配置及与传统热电联产系统的性能对比分析

分布式能源系统可实现多类型能源互补供能、能量梯级利用,具有高效、环保、经济、可靠和灵活等特点。该文建立以经济性为导向的冷-热-电联产系统(CCHP)混合整数非线性优化配置模型,可对冷-热-电联产系统的原动机容量和太阳能集热器面积进行协同优化。选取北京地区某居住建筑为研究对象,利用传统热电联产系统、CCHP系统、耦合太阳能光热系统的CCHP系统分别对其进行冷、热、电能量供应,基于以电定热(FEL)和以热定电(FTL)两种运行策略对联产系统进行优化配置,并从经济性和能效性方面对3种系统进行对比分析。结果表明,基于FEL策略优化得到耦合太阳能光热系统的CCHP系统在经济性和能效性方面更具优势。     

燃气冷热电联供分布式能源系统及其在四川医院建筑中的应用

当前燃气冷热电联供（combined cooling,heating and power,CCHP）分布式能源系统在国内取得一定的发展,但由于系统规模及配置不合理,导致CCHP系统运行效率低、经济性较差、运行效果不理想,甚至导致部分CCHP系统停运的情况。以四川省某综合性三乙医院为例,通过分析当前医院冷、热、电负荷现状,预测新建医院分院的冷、热、电负荷,针对性地确定其CCHP系统的装机规模和系统配置,以实现CCHP系统经济高效运行。通过与传统分供系统对比,从经济效益、能源利用效率、环境效益3个方面综合分析了医院CCHP系统的合理性。     

基于太阳能热化学的分布式供能系统热力学性能及碳排放分析

分布式供能系统临近用户,具有灵活消纳可再生能源的优势。集成太阳能与清洁燃料互补的分布式供能系统,旨在实现太阳能与燃料的高效互补利用。提出了基于太阳能热化学的分布式供能系统,该系统集成了太阳能热化学转化与分布式冷热电联供系统,将太阳能与甲醇以热化学的形式进行源头互补,把太阳能转化为合成气燃料化学能,进而通过内燃机发电机组和余热回收单元输出冷、热、电产品,以满足用户的负荷需求。通过数值计算的方法,对所集成的系统开展了热力学性能及CO₂排放性能分析,研究了设计工况及变工况下运行性能,结果表明所集成的太阳能与燃料热化学互补供能系统具有显著的节能减排优势。     

考虑源-荷-储多能互补的冷-热-电综合能源系统优化运行研究

综合能源系统（integrated energy system,IES）以多能互补和能量阶梯利用为核心,将大大提高系统的能量利用率,实现多种能流互补优化。通过建立冷-热-电综合能源系统,以系统总运行成本最低为目标函数,考虑设备模型约束和功率平衡约束,采用日前负荷模拟综合能源系统经济优化运行;同时考虑到系统在冬、夏季运行工况差异较大,采用分季调节运行模式,利用分支界定（branch and bound,B-a-B）算法求解优化模型。仿真结果表明,系统能量供给平衡,"源-荷-储"互补搭配性强,系统运行灵活、经济高效,同时,系统污染气体排放量少,有利于环境保护。     

分布式冷热电联供系统的节能率指标体系研究

本文对分布式冷热电联供系统的节能率指标体系开展了研究,提出了包括节能率和热电比等关键指标的指标体系及其相应的计算方法,着重考虑了相关系统输出冷、热、电在能量形式和品位上的多样性和差异性,为科学合理地对分布式冷热电联供系统节能效果进行评价提供了方法学支撑。     

关于冷热电联供技术进展情况

冷、热、电联供Combined Cooling heating ＆ Power（CCHP）系统是以天然气为燃料，由小型或微型设备组成，在用户或建筑物附近，直接向用户供应冷、热、电和生活热水的分布式能源系统Distributed Energy System（DES）。它是一种综合能源利用率高、污染物排放少和安全可靠的能源系统，已在美国、日本和欧洲各国得到推广应用。     

燃气冷热电联供分布式能源系统在我国推广应用的思考

燃气冷热电联供分布式能源系统,在国外已取得长足发展,国内也已起步,并取得了一些经验。本文简要阐述了燃气冷热电联供分布式能源系统在规划、设计时应特别注意的一些问题．诸如：用户冷热电负荷的确定、制定合理的设备配置和运行模式、燃气供应能力与供应压力以及环保要求等。简要介绍了当前国内外CCHP系统应用中常见的十种类型的不同设备配置方式。对燃气冷热电联供分布式能源系统在国内推广应用方面也提出了相关建议。     

区域型冷热电联供系统负荷特征及匹配分析

为指导冷热电联供系统设计选型,选取某分布式能源项目中所有的公共建筑建立De ST模型,以计算冷热负荷,根据建筑性质按照逐时逐月分摊比例方法计算逐时生活热水和电负荷,通过总结冷热电负荷日变化、月变化以及热(冷)电比,得出公共建筑群负荷匹配特征,以此优化系统设备配置。     

上海某区域供能系统冷热源方案规划设计

介绍上海某区域供能系统冷热源规划方案,该系统设计因地制宜,充分利用区域能源资源形成多能耦合的冷热源系统,包括废热利用(电厂蒸汽废热)、冰蓄冷等技术,同时考虑供能系统安全性,采用天然气作为备用能源。经预测分析,相对用户自建冷热源系统,区域供能系统全年节约能耗4 494 t标准煤,全年碳排放量减少12 595 t,全年运行费用节省1 413万元左右,节省比例约37%。     

楼宇三联供容量配置及运行方式的研究

楼宇冷、热、电三联供系统只有在合理的配置与运行方式下才能充分发挥节能、环保、综合效率高的优点。结合上海某工程案例,在能耗计算的基础上,对三联供系统不同的配置及运行方式进行比较。根据项目特点,提出＂三联供替代应急电源＂的容量配置模式。结果表明,按照上海目前的电价和天然气优惠价格,＂以应急电源大小确定燃气机组容量,且全年工作日满负荷运行＂方案是最经济性的。     

三联供系统中逐时冷热电负荷的模拟计算

在进行冷热电三联供系统设计时,冷热负荷与电负荷的逐时对应关系直接影响到三联供系统的配置与运行,逐时负荷的准确计算是三联供系统优化配置与运行分析的基础。本文基于对建筑冷热电负荷调查研究的基础上,采用日本三联供设计手册中的相关数据,利用“逐时能源负荷分摊比例”的方法,以宾馆建筑为例,模拟计算了该宾馆的全年逐时冷热电负荷,为三联供系统的优化设计与系统配置奠定了一定的基础。     

某医院建筑燃气分布式能源系统运行能效分析与节能评估

通过监测某医院燃气分布式冷热电联供(CCHP)系统冬夏运行工况,获得冬夏季系统运行数据,并以运行数据为基准,分析系统运行状况,计算系统各设备运行效率及系统综合能源利用效率,以国家相关标准为依据,评价系统节能性。结果显示:由于建筑实际负荷需求波动较大,CCHP系统内燃机全年折算满负荷运行小时数仅1508小时,未能达到国家标准要求,系统年平均能源利用效率为84.5%,但节能率仅为-29.0%,CCHP系统在监测时段并不节能。     

计及蓄电池寿命的冷热电联供型微电网多目标经济优化运行

冷热电联供（combined cooling,heating and power,CCHP）型微电网不仅能为清洁能源的开发利用提供良好的平台,降低能源消费带来的环境污染,而且能够改善供电电能质量,降低系统损耗。为使CCHP型微电网经济计算更加符合实际运行工况,考虑将蓄电池寿命损耗带来的经济损失加入经济调度计算模型,同时考虑CCHP型微电网的经济性和环保性,建立CCHP型微电网的多目标优化模型。根据最大满意度的原则将多目标优化模型转化为单目标优化模型,利用改进型遗传算法,优化日内各微源的出力。通过算例对比分析多目标优化和各个单目标优化对微电网中各微源出力的影响,结果表明：多目标优化模型能够兼顾CCHP型微电网的经济性和环保性,更加接近CCHP型微电网的实际运行工况。     

城镇化过程中天然气分布式能源发展机遇探讨

城镇化势必会带来大规模的能源需求,如何处理好需求与供给的矛盾对于社会稳定及城镇可持续发展至关重要。本文从城镇化进程中居民建筑能耗角度进行分析,提出能源梯级利用对于节能的重要性;首先对中国2020年、2030年以及2050年的居民建筑能源需求进行了初步预测,再分别对比分析分供系统和天然气分布式冷热电联供系统在满足不同年份能源需求时的一次能源供应量;结果表明,天然气分布式系统较分供系统可节约40%能耗,对于缓解城镇化与能源供需矛盾具有重要作用。     

适合分布式冷热电联供系统的中小型发电装置

分布式冷热电联供（combined cooling,heating and power,CCHP）系统是一种小型、临近用户的新型供能方式,可避免能量长距离传输过程损失,同时具有灵活、高效、环保特点,成为大规模、集中式供能方式的重要补充。中小型发电装置是分布式冷热电联供系统的核心,制冷和制热也都围绕发电装置余热展开。对适合分布式冷热电联供系统的2类中小型发电装置的基本工作原理、热力性能和相关研究进展进行综述。一类是以化石燃料为能源输入的中小型发电装置,包括微型燃气轮机、燃气内燃机、小型燃气轮机和燃料电池;另一类是以发电装置余热或太阳能集热等其他热源为能源输入的中小型发电装置,包括有机朗肯循环、正逆耦合循环、热声发电机等。最后,对2类中小型发电装置的优缺点进行对比分析,为分布式供能系统的发电装置选型、系统方案设计等提供参考。     

上海某项目冷热源联合供能系统设计

根据上海某项目实际功能和特点,结合绿色建筑认证等节能要求,提出采用冰蓄冷+电蓄热+水蓄冷+免费制冷的联合供能系统,采用融冰优先控制策略和多种工况切换控制,可适应各种负荷需求,最大限度地提高能源利用率和节省能耗。     

供热抽汽机组间电与热负荷的分配优化研究

针对华电能源哈尔滨第三发电厂抽汽供热机组的特点,研究分析了机组电与热负荷优化分配问题。以提高机组经济性为原则,通过将供热机组的耗差分析结果引入热、电负荷分配系统中对实验热耗进行修正,以解决机组的实际热耗获得问题,然后采用非线性规划和遗传算法相结合的优化方法进行供热机组间的热、电负荷分配,从而最大限度地挖掘经济运行的潜力,真正实现节能增效。     

集中空调水系统节能优化策略及仿真研究

公共建筑集中空调水系统能耗占建筑总能耗比例较高,各设备的合理启停及控制参数的优化设置在系统节能中起到了关键作用。本文在满足末端冷负荷的前提下,以系统总能耗最小为目标,提出了冷水机组、水泵启停优化策略及控制参数全局优化方法。以冷冻水供水温度、冷却水流量作为独立优化控制参数建立集中空调水系统能耗模型。以某建筑为例,利用DeST软件模拟了建筑空调负荷变化,对所提出的优化方法进行了验证,结果表明：在负荷率5%~100%变化范围内,冷水机组平均COP提高了10.9%,平均节省能耗8.9%,水泵平均节省能耗18.6%;在夏季典型日,集中空调水系统平均节省能耗20.4%。