摘 要

由于全球能源日益紧缺，环境压力骤增，所以能源综合效率高，污染物排放量小的冷热电联供系统备受青睐。冷热电联供系统最大的特点是能够同时提供给用户端冷，热，电这三种能量。联供系统是建立在能量梯级利用的基础上的，所以对一次能源有很高的利用率，于此同时排放量也相应的减少了。根据相关研究表明，通过运行冷热电联供系统可以将能源利用效率从普通热电效率的40%提高到70%-90%。

楼宇型冷热电联供系统一般通过燃烧天然气发电，余热通过溴化锂制冷机组或换热器，就近向建筑群提供电力、空调制冷、采暖供热和生活热水等能源。该系统的特点是更贴近用户的实际需求，保持了能源供应系统的相对独立性，高效地使用了天然气等一次能源，实现了能源的梯级利用，具有较高的能源综合利用率。

本文以武汉理工大学余家头校区新学生公寓为研究对象 ,对其冷、热、电负荷需求进行了计算 。在满足学生公寓各项能源需求的基础上，选择了以天然气为驱动热源的小型燃气内燃机楼宇冷热电联供系统 。并考虑到系统的经济性和节能性，设计出了比较具体的冷热电联供方案和运行策略。

关键词：分布式能源；冷热电联供；学生公寓

Abstract

With the increasing global energy shortage, the sharp increase in environmental pressure, and the increasing stability of energy supply, distributed hot and cold co-supply systems are regarded as one of the important development directions of future energy supply. The hot and cold power supply system can provide three kinds of energy to the user at the same time, especially according to the principle of energy ladder utilization, to achieve the efficient use of primary energy, but also to reduce pollutant emissions, to achieve the goal of energy conservation and emission reduction. According to the relevant research, the energy efficiency can be increased from 40% of the ordinary thermoelectric efficiency to 70%-90% by running the hot and cold power supply system.

Building-type hot and cold power supply system generally through the combustion of natural gas power generation, residual heat through lithium bromide refrigeration units or heat exchangers, near to the complex to provide electricity, air conditioning refrigeration, heating and heating and domestic hot water and other energy. The system is characterized by closer to the actual needs of users, maintaining the relative independence of the energy supply system, efficient use of natural gas and other primary energy, the realization of energy ladder utilization, with a high comprehensive utilization rate of energy.

In this paper, the new student apartment sits on the Yujiatou campus of Wuhan University of Technology as the research object, and the demand for cold, hot and electric load is calculated. On the basis of meeting the energy needs of student apartments, a hot and cold power supply system for small gas internal combustion engine buildings powered by natural gas was chosen. Taking into account the economy and energy-saving nature of the system, a more specific hot and cold power supply scheme and operation strategy are designed.

Keywords: Distributed Energy, CCHP, Student Apartment

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2冷热电联产技术的优势 2

1.3当前楼宇冷热电联产技术研究状况 4

1.3.1 国外发展和研究现状 4

1.3.2 国内发展和研究现状 5

1.4 研究的基本目标和工作内容 5

第二章 冷热电联供系统的介绍 7

2.1 冷热电联供系统的基本原理 7

2.2冷热电联供系统的组成 8

2.2.1 动力系统 8

2.2.2 供热系统 8

2.2.3 制冷系统 8

2.3 典型BCHP系统介绍 9

第三章 冷热电联供方案的设计 11

3.1余家头新学生公寓的基本情况 11

3.2冷热电负荷的计算 11

3.3系统设备的选型 12

3.3.1发电设备选型 12

3.3.2余热利用设备选型 13

3.3.3 BCHP方案的设计 13

第四章 冷热电联供方案的运行策略和节能性分析 16

4.1运行策略 16

4.1.1冬季供热期机组运行方式 16

4.1.2夏季供冷期机组运行方式 16

4.1.3过渡季机组运行方式 17

4.2节能性分析 18

结论 20

参考文献 21

致谢 23

第一章 绪论

本章主要是介绍目前世界范围内的能源消费和环境污染的情况，解答了为什么要发展冷热电联产技术的问题。并对冷热电联产技术的开发和应用前景做了进一步阐述，指出了目前应用中还存在的不足和可以利用的先天优势条件。其次对其在国内外的发展状况和研究进展进行综述，明确了以天然气为驱动热源的小型燃气内燃机楼宇冷热电联供系统的开发条件，针对BCHP系统在中国目前的工程应用领域中还存在着诸多的问题，制定了本文的研究方向，并确定了研究的主要目的和进一步的工作内容。

1.1研究背景

“发展，能源，环境”是当下全人类面对的三个焦点问题，对能源的合理开发和充分利用是建设可持续发展，环境友好型社会的前提和保障。当今世界范围内电力消费占社会整体能源消费的38%，而且每年都在以2%的速度增长^[1]。现代电力产业为了为了提高发电效率，减少对单位电能的初期投资^[2]，把重点放在发展大型装置和大型电网技术的开发上，所以一般电厂平均发电效率仅为40%左右。一方面由于电厂发电过程中就有大量集中的能量被浪费掉，另一方面由于电厂自身的用电消耗和电力输送过程中的沿途损耗，最终会导致末端的用户只能达到30%左右的一次能源利用率，如图1-1所示^[3]。