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1、建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件1第五章冷热电联产技术的应用第五章冷热电联产技术的应用r5.1 冷热电联产系统概况冷热电联产系统概况r5.2 冷热电联产系统节能分析冷热电联产系统节能分析r5.3 冷热电联产系统的应用与最新研冷热电联产系统的应用与最新研究进展究进展r5.4 小结小结建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应
2、用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件25.1 冷热电联产系统概况冷热电联产系统概况l建建筑筑冷冷热热电电联联产产系系统统 Building Cooling Heating Power（BCHP）l建建筑筑冷冷热热电电联联产产系系统统是是利利用用能能量量的的梯梯级级利利用用原原理理，将将发发电电、供供热热和和制制冷冷结结合合在在一一起起的的新型能源集成系统新型能源集成系统l建建筑筑冷冷热热电电联联产产系系统统的的一一次次能能源源利利用用效效率率和和能能源源系系统统的的安安全全性性高高于于传传统统的的分分产产式式供供应应方方式式，作
3、作为为清清洁洁能能源源天天然然气气的的最最佳佳利利用方式，十分有利于环境保护用方式，十分有利于环境保护 建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件3 建筑冷热电联产建筑冷热电联产输送传统的二次能源输送传统的二次能源输送传统的二次能源输送传统的二次能源(电力、热力电力、热力电力、热力电力、热力)将一次能源直接输送到建筑将一次能源直接输送到建筑将一次能源直接输送到建筑将一次能源直接输送到建筑一次能源：以天然气、煤层气
4、、地下气化气及沼一次能源：以天然气、煤层气、地下气化气及沼气等气体燃料为主，以可再生能源为辅，利用一气等气体燃料为主，以可再生能源为辅，利用一切可以利用的资源切可以利用的资源二次能源：以分布在用户端的热电冷联产为主，二次能源：以分布在用户端的热电冷联产为主，其他分布式能源技术为辅实现能源梯级利用其他分布式能源技术为辅实现能源梯级利用依靠现有电力系统和电网设施进行补充和支持依靠现有电力系统和电网设施进行补充和支持特点：零排放、智能化、信息化、一体化特点：零排放、智能化、信息化、一体化 能源供应可靠能源供应可靠 建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用
5、冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件4建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件5建筑冷热电联产系统实现了能源从高品位（电能）建筑冷热电联产系统实现了能源从高品位（电能）到低品位（热能）的合理梯级利用，因而到低品位（热能）的合理梯级利用，因而高效节高效节能能。建筑冷热电联产系统的高效率和输送低能耗建筑冷热电联产
6、系统的高效率和输送低能耗 在产生相同终端能量的情况下所消耗的燃料比传在产生相同终端能量的情况下所消耗的燃料比传统的集中式供电所消耗的燃料要少统的集中式供电所消耗的燃料要少使用冷热电联产排出的污染物量和温室效应气体使用冷热电联产排出的污染物量和温室效应气体相应的减少相应的减少建筑冷热电联产系统可减轻环境污染，建筑冷热电联产系统可减轻环境污染，环保环保。建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件6建筑冷热电联产系统的
7、建筑冷热电联产系统的难点难点：以热定电以热定电确定恰当的热电比，以及最佳的运行控制确定恰当的热电比，以及最佳的运行控制建筑冷热电联产系统的建筑冷热电联产系统的本质本质：回收发电系统所丢弃的排热、废热或余热，以提回收发电系统所丢弃的排热、废热或余热，以提高综合能效，即在保证发电效率的前提下充分利高综合能效，即在保证发电效率的前提下充分利用余热用余热建筑冷热电联产系统的建筑冷热电联产系统的优势优势：综合效率和就近供能综合效率和就近供能 建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调
8、新进展暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件7冷热电联产系统集成机理冷热电联产系统集成机理热能综合梯级利用原理热能综合梯级利用原理“温度对口、梯级利用温度对口、梯级利用”关注利用热能的品位的同时，须分析不同设备关注利用热能的品位的同时，须分析不同设备对热能的利用效果以及所利用热能的数量，考虑对热能的利用效果以及所利用热能的数量，考虑系统的全工况性能。系统的全工况性能。热能的梯级利用是系统集成的核心！热能的梯级利用是系统集成的核心！5.2 冷热电联产系统节能分析冷热电联产系统节能分析建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产
9、技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件8 热能梯级利用：按照各子系统的特殊需求向其提供热能梯级利用：按照各子系统的特殊需求向其提供合适品位的输入能流合适品位的输入能流 高品位热能：高品位热能：优优先先用用于于对对口口的的高高温温区区域域热热力力循循环环系系统统，即即输输出出电电能能的的动动力力子子系系统统，如如燃燃气气轮轮机机、内燃机、燃料电池、磁流体发电等内燃机、燃料电池、磁流体发电等 中品位热能：中品位热能：优先用于对口的中温区域热力循环系统优先用于对口的中温区域热力循环系统用于汽轮机发电用于汽轮机
10、发电 生产、输出各种有效的冷、热能生产、输出各种有效的冷、热能 低品位热能：低品位热能：用用于于对对口口的的低低温温区区域域热热力力循循环环系系统统，或或提提供供给给有有低低温温热热量量需需求求的的系系统统，多多用用于于提提供供冷、热能冷、热能 驱动热力系统驱动热力系统常规直接供热常规直接供热建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件9 热能来源：热能来源：高品位热能：高品位热能：化石燃料燃烧产生的热量化石燃料燃
11、烧产生的热量 工艺流程中的过程余热工艺流程中的过程余热 中、低品位的热能：中、低品位的热能：联产系统上游某热力子系统的输出联产系统上游某热力子系统的输出 工艺余热（如动力子系统的余热和废热）工艺余热（如动力子系统的余热和废热）可再生能源系统或周围的环境可再生能源系统或周围的环境 对对动动力力子子系系统统废热的回收：废热的回收：利利用用动动力力子子系系统统的的高高温温排排气气直直接接加加热热需需要要利利用用的的循循环环工工质质，即即对对高高温温排排气气中中的的热热量量直直接接加加以以利利用用，如如余余热热型型双双效效溴溴化化锂锂吸吸收收式制冷机组。式制冷机组。利利用用热热水水或或蒸蒸汽汽等等中中
12、间间介介质质回回收收高高温温排排气气中中的的热热量量，然然后后对对中中间介质回收的热量加以利用，如蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组。间介质回收的热量加以利用，如蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组。品位、数量会受到很多因素的制约。需要品位、数量会受到很多因素的制约。需要对用户需求及各热力子系统功能进行分析对用户需求及各热力子系统功能进行分析 建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件10多能源互补集成：多能源互补集成：可再生能源
13、可再生能源 环境资源环境资源太阳能太阳能 地热地热 生物质能生物质能 水水空气空气地表水地表水中水中水污水污水通过将可再生能通过将可再生能源与环境资源与源与环境资源与热电冷联产系统热电冷联产系统整合，可进一步整合，可进一步达到达到节能和环保节能和环保的目的的目的 建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件115.3 冷热电联产系统的应用与最新研究进展冷热电联产系统的应用与最新研究进展 冷热电联产的应用与进展冷热电
14、联产的应用与进展冷热电联产的应用与进展冷热电联产的应用与进展 动力子系统动力子系统动力子系统动力子系统 燃气轮机燃气轮机燃气轮机燃气轮机燃气发动机燃气发动机燃气发动机燃气发动机燃料电池、磁流体发电等燃料电池、磁流体发电等燃料电池、磁流体发电等燃料电池、磁流体发电等 热力子系统热力子系统热力子系统热力子系统离心式制冷机离心式制冷机离心式制冷机离心式制冷机吸收式制冷机吸收式制冷机吸收式制冷机吸收式制冷机采用蒸汽喷射式热泵或吸收式热泵的热泵复合热电冷三联产采用蒸汽喷射式热泵或吸收式热泵的热泵复合热电冷三联产采用蒸汽喷射式热泵或吸收式热泵的热泵复合热电冷三联产采用蒸汽喷射式热泵或吸收式热泵的热泵复合热
15、电冷三联产利用太阳能、地热等与联产系统耦合利用太阳能、地热等与联产系统耦合利用太阳能、地热等与联产系统耦合利用太阳能、地热等与联产系统耦合建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件12制冷与供热中心的系统原理示意图制冷与供热中心的系统原理示意图 建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展
16、暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件13某区域式三联产系统示意图某区域式三联产系统示意图 建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件14小小型型蒸蒸汽汽透透平平取取代代减减压压阀阀：蒸蒸汽汽输输送送过过程程中中，传传统统通通过过减减压压阀阀实实现现压压力力调调节节，能能源源被被无无形形的的浪浪费费。小小型型蒸蒸汽汽涡涡轮轮发发电电机机利利用用蒸蒸汽汽压压力力降降低低而而产产生生电电能能，从从而
17、从不经意的浪费过程中获取能源，可最大效能的利用蒸汽。而从不经意的浪费过程中获取能源，可最大效能的利用蒸汽。建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件15地铁站制冷与供热中心的系统原理示意图地铁站制冷与供热中心的系统原理示意图 建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展”多媒
18、体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件16燃气发动机热电冷联产系统原理示意图燃气发动机热电冷联产系统原理示意图 建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件17本章参考文献本章参考文献1 龙惟定龙惟定.关于我国建筑热电冷联供技术发展路线的关于我国建筑热电冷联供技术发展路线的建议建议J.暖通空调暖通空调,2005,35(11):35-39.2 冯志兵冯志兵.燃气轮机冷热电联产系统集成理论与特性燃气轮机冷热电联产系统集成
19、理论与特性规律规律D.北京北京:中国科学院研究生院中国科学院研究生院.2006.3 魏会东魏会东.楼宇冷热电联产系统的配置分析与集成应楼宇冷热电联产系统的配置分析与集成应用研究用研究D.上海上海:上海交通大学上海交通大学.2007.4 蓝玉蓝玉.利用电厂余热的水源热泵空调系统的研究利用电厂余热的水源热泵空调系统的研究D.大连大连:大连理工大学大连理工大学.2005.5 李冰瑜李冰瑜.分布式冷热电联产和海水淡化耦合系统研分布式冷热电联产和海水淡化耦合系统研究究D.北京北京:中国科学院研究生院中国科学院研究生院.2007.建筑环境与设备工程系第五章第五章第五章第五章 冷热电联产技术的应用冷热电联产
20、技术的应用冷热电联产技术的应用冷热电联产技术的应用“暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展暖通空调新进展”多媒体课件多媒体课件多媒体课件多媒体课件185.4 小结小结随着中国经济对节能技术的迫切要求和对清洁能源随着中国经济对节能技术的迫切要求和对清洁能源随着中国经济对节能技术的迫切要求和对清洁能源随着中国经济对节能技术的迫切要求和对清洁能源天天天天然气的高效利用，建筑冷热电联产系统将越来越多的走向然气的高效利用，建筑冷热电联产系统将越来越多的走向然气的高效利用，建筑冷热电联产系统将越来越多的走向然气的高效利用，建筑冷热电联产系统将越来越多的走向实用和工程化阶段实用和工程化阶段实用和工程化阶
21、段实用和工程化阶段建筑冷热电联产系统有诸多的原动机配置方式和运行模式建筑冷热电联产系统有诸多的原动机配置方式和运行模式建筑冷热电联产系统有诸多的原动机配置方式和运行模式建筑冷热电联产系统有诸多的原动机配置方式和运行模式选择，要根据不同的用能场合进行详细的具体分析和规划，选择，要根据不同的用能场合进行详细的具体分析和规划，选择，要根据不同的用能场合进行详细的具体分析和规划，选择，要根据不同的用能场合进行详细的具体分析和规划，实现建筑冷热电联产系统的最优化控制，使得系统全年都实现建筑冷热电联产系统的最优化控制，使得系统全年都实现建筑冷热电联产系统的最优化控制，使得系统全年都实现建筑冷热电联产系统的最优化控制，使得系统全年都能高效的运行能高效的运行能高效的运行能高效的运行