分布式能源与建筑的融合（上） .docx

工程建筑学相关资料ENGINEERING ARCHITECTURE RELATED INFORMATION 工程建筑学相关资料 ENGINEERING ARCHITECTURE RELATED INFORMATION PAGE PAGE 1 分布式能源与建筑的融合（上）  摘要：分布式能源的发电量和建筑用电量之间的平衡，分布式能源排热量和建筑采暖、制冷、生活热水用量之间的平衡是衡量分布式能源和建筑融合的标准。不同用途建筑物采用不同的分布式能源系统和不同的排热回收装置；采用详细的、先进的负荷计算方法；充分采用各种节能措施降低建筑能耗量；电力负荷的合理取值和优化运行方式等是评价分布式能源系统与建筑融合的条件。 关键词： 冷（热）负荷 全年能耗量 节能项目 合同电力 优化运行 能源利用率 复合能源分布式能源是指将发电系统以小规模（数千瓦至50MW的小型模块式）、分散式的方式布置在建筑物内或建筑物附近，向用户供电、供冷（热）和生活热水。在燃气分布式能源系统中，由于燃气轮机（或燃气内燃机）的初始温度T1超过1000℃，余热利用温度T2可低至20~30℃，蒸汽轮机的T1约为550℃，根据热力学第二定律，理想热机热效率 ，燃气分布式能源的热效率比蒸汽轮机高，是一种比较理想的总能利用系统。建筑发展的原则是坚持以人为本，满足人们日益增长的物质需求，满足人们日益增长的精神需要，满足人与自然协调发展的要求，满足人与人之间沟通和交往的需要。电、热、冷、热水是现代建筑的基本需求，由于热、冷、生活热水可采用低品位的能源，是分布式能源余热利用的主要途径，利用的是否合理，对分布式能源的能源利用率的高低有很大的影响。“分配得当、各得其所、温度对口、梯级利用”是分布式能源与建筑融合的依据。衡量融合的标准是：分布式能源的发电量和建筑用电量之间的平衡；分布式能源排热量和建筑采暖、制冷、生活热水用量之间的平衡。两者之间平衡的越好，分布式能源系统的效益（经济、节能、社会）越好；反之，多余排热只能排出，增大了系统能耗，降低了能源利用率。实现两者融合的主要条件如下。一、不同用途建筑物应采用不同的分布式能源系统和不同的排热回收装置1．不同用途建筑物冷、暖、热水、电的峰值负荷不同，全年负荷量也不同，故应根据负荷的性能质选择分布式能源的燃气机类型。表1、表2分别表示宾馆、医院的峰值负荷和全年负荷量。表3、表4分别表示燃气内燃机和燃气轮机的排热回收量。燃气轮机分为大中型（20000kw）、小型（1000~20000kw）和微型（1000kw），分布式能源系统中常使用的是小型和微型燃气轮机，微型燃气轮机的压比约为4.0，透平进口温度约为1000℃，出口烟气温度约为650℃，回热器排温（出口烟温）小于320℃。燃气轮机和燃气内燃机的主要区别见表5。从表5可知，燃气轮机的排热量全部为450~550℃烟气的排热量，排热量/发电能力较大，烟气温度较高，当建筑冷、热负荷较大或需要蒸汽负荷量较大时，可采用这种方式。当建筑要求生活热水负荷较多时，由于生活热水所需温度较低，故可采用燃气内燃机方式。表1　　　　　　　　　　 宾馆、医院的峰值负荷 宾馆医院建筑面积（m2）2527014342冷负荷（kcal/m2·h）75.5466.4采暖负荷（kcal/m2·h）67.64128.8生活热水负荷（kcal/m2·h）28.4720 电负荷（热源辅机除外）（w/m2）28.134.5 蒸汽负荷（kcal/m2·h） 61.1表2　　　　　　　　　　 宾馆、医院的全年负荷 宾馆医院建筑面积（m2）2527014342全年冷负荷（Gcal/m2·a）0.0876（33.48%）0.039（12.95%）全年采暖负荷（Gcal/m2·a）0.095（36.15%）0.098（32.56%）全年生活热水负荷（Gcal/m2·a）0.079（30.37%）0.049（16.28%）全年蒸汽负荷（Gcal/m2·a） 0.115（38.21%）全年电负荷（kwh/m2·a）205.4174.6表3　　 燃气内燃机的发电机容量和排热回收量（最大值）的关系发电能力（kw）100200300400600900排热回收量水套排热（Mcal/h）97194290386580869排气排热（Mcal/h）54108163217325488合计（Mcal/h）1513024536039051358排热量/发电能力1.511.511.511.511.511.51表4　　　　燃气轮机的发电机容量和排热回收量（最大值）的关系发电能力（kw）2004001000排热回收量（Mcal/h）3927831782排热量/发电能力1.961.961.78表5