燃气冷热电三联供系统

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1、燃气冷热电三联供(CGS)与公共建筑节能李先瑞程宝华一.公共建筑的节能⒈概况20多年来,我国建筑迅速发展,全国城乡到处大量新建房屋,人民生活大有改善。近几年，全国每年竣工的房屋面积约为15亿～20亿㎡，其中公共建筑3～4亿㎡，预计到2020年底，全国房屋建筑面积将新增250亿至300亿㎡。如果延续目前的建筑能耗状况，每年将消耗1.2万亿度电和4.1亿吨标煤，接近目前全国建筑能耗的3倍。加之建材的生产能耗16.7﹪,约占全社会总能耗的46.7﹪。据调查，一般公共建筑的单位能耗为20～60度电，是城镇住宅

2、的2倍；大型公共建筑的单位能耗为70～300度，是城镇住宅的10～20倍。在公共建筑（特别是大型商场、高档旅馆酒店、高档办公楼等）的全年能耗中，大约50﹪～60﹪消耗于空调与制冷系统，20﹪～30﹪用于照明，而在空调采暖这部分能耗中，大约20﹪～50﹪由外围护结构传热新消耗（夏热冬暖地区大约20﹪，夏热冬冷地区大约35﹪，寒冷地区大约40﹪，严寒地区大约50﹪），30﹪～40﹪为处理新风所消耗。⒉公共建筑的能耗北京市大型公共建筑面积仅占北京市民用建筑面积的1/20，其耗电量却占到全市民用建筑总用电量的

3、1/4，相当于全市居民生活用电量的1/2左右。上海市大型酒店的单位建筑面积能耗约为3～3.5GJ/㎡,其中空调能耗约为1.5～2.2GJ/㎡,空调能耗约为总能耗的50﹪～60﹪。大连市大型酒店的单位建筑面积能耗约为1.5～2.9GJ/㎡,其中空调能耗约为0.5～1.5GJ/㎡。深圳交层办公大楼的单位建筑面积能耗平均为96kwh/㎡。武汉市9幢大楼的单位建筑面积能耗约为0.4～2.6GJ/㎡。由此可见，公共建筑的能耗具有能耗大、用电量高和节能潜力大的特点。新建建筑严格执行建筑节能设计标准，逐步推进既有建

4、筑节能改造，预计到2020年，每年可节约4200亿度电和2.6亿吨标煤,减少CO2等温室气体排放量8.46亿吨。二.燃气冷热电三联供是公共建筑集中冷热源的主要形式之一⒈集中冷热源是“公共建筑节能设计标准”推荐的重要节能措施空调冷热源的节能思路应主要集中在降低夏季电力和冬季燃气的高锋负荷，减少对电网的冲击，提高天然气管线的利用率上。解决的办法是“开源节流”，“开源”就是充分利用“低谷电、淡季气”，从时间上与空间上去挖掘能源供应的潜力，如发展蓄冷技术、发展利用天然气的燃气冷热电三联供等。“节流”就是改进空

5、调采暖的冷热源设备，提高其能源效率。采用集中空调可以充分利用公共建筑中空调负荷出现的参差率和空调系统的同时使用系数，降低总的制冷容量。分散空调（变冷流量的多联机组、分体式房间空调器具有使用灵活方便，便于单独计量，可以实现想用就用，想停就停的个性化使用等优点。但其能效比小于水冷冷水机组集中空调系统，对于同样的制冷量需要更多的电耗。在大型公共建筑中，水冷冷水机组空调冷（热）源的cop大多在4.0以上，而变冷流量多联机的额定工况cop约为2.4，当配管达150m后cop仅为1.6。⒉发展城市热源是我国城市供

6、热的基本政策。燃气冷热电三联供与城市热源的组合方式，具有较好的节能效益和经济效益。燃气冷热电三联供系统是《国家十一五规划》、《国家中长期能源规划》、《国家中长期科技规划》的发展重点。燃气冷热电三联供系统是分布式能源的主要形式，为公共建筑空调冷热源提供了重要的选择，也是保证输电网安全的需要。三.独立式CGS和复合式CGS的节能率⒈公共建筑中采用的燃气冷热电系统以往，燃气冷热电系统（以下简称为CGS）的热电比大，只适合于热需要量较大的酒店和商业设施，或与区域供热、供冷系统组合使用的系统。最近几年，随着发电

7、机和排热技术的进步，在规模较小的单幢建筑物内也能有效地使用CGS。⒉CGS的三种形式（见图1）系统电源电力电力离心式制冷机制冷排热排热型烟气分布式电源天然气吸收式制冷机供热系统电源电力电力离心式制冷机制冷大楼排热排热型烟气分布式电源天然气吸收式制冷机供热电力蒸汽供给供给系统电源电力排热型烟气吸收式制冷机制冷用户大楼天然气锅炉供热图一独立式CGS和复合式CGS系统电源电力离心式制冷机排热制冷大楼分布式电源排热型烟气天然气吸收式制冷机供热电力锅炉供给系统电源电力供给用户冷热制冷供热DHC—CGS式公共建筑

8、中常用的CGS有三种形式，a为独立式，b为复合式，c为DHC—CGS式。⒊CGS的性能评价⑴比较系统（见图2）系统电源电力制冷天然气直燃机供热a.基础系统系统电源电力离心式制冷机制冷天然气锅炉供热b.离心式锅炉系统⑵评价指标（见表1）评价时的能量消耗量指的不仅是空调用能量消耗量，而是以建筑物的全体能量消耗量为对象。表1评价指标指标定义3全年一次能消耗量∑（购电量kwh×系统电力一次解换算系数MJ/kwh＋天然气消耗量NM×3（MJ/年）46.06MJ/N