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分布式能源系统建筑应用理论研究

曹艳锋  
【摘要】:在世界能源的最新发展中,冷热电联产系统以其在分布式能源系统中的应用优势,显示出了巨大的潜力。分布式能源系统大多是多联产或多功能系统,单独运用冷热电联产系统,可以实现给一栋大楼或小区同时供应冷、热、电三种能量的任务,如果冷热电联产系统联合其他的分布式能源系统同时应用,那么燃气轮机冷热电联产系统将会发挥更大的作用。 建筑用能与分布式能源系统有机结合的理论研究具有重要的意义,不仅可以使能源系统做到有的放矢,还可以使建筑研究产生革命性的变化,使能源节流变革为既开源又节流。 本文首先对楼宇冷热电联产系统的工作原理、特点和集成形式进行了分析,定义了适合楼宇冷热电联产系统性能的评价指标:经济(火用)效率、相对节能率,同时总能源利用率通常在系统评价时仍然被列出;其次本文对燃气轮机联产系统的设计工况进行了充分的研究,分析了联产系统的热力学性能和经济性能,重点强调了吸收式制冷系统性能对联产系统的影响,并以长沙某教师公寓为模拟对象,充分展示了联产系统相对于分产系统的优越性。另外本文对燃气轮机联产系统的变工况进行了理论研究,分析了各个子系统的变工况特性,研究表明,变工况时,随负荷降低,系统变工况性能均大幅下降,并提出了冷热电联产系统变工况的改进措施,当联产系统采用回热可调的燃气轮机或与蓄能系统结合时,变工况的性能会有相当程度的改善。 本文对现有多种评价指标进行了必要的讨论,明确了可以指导实际应用和系统优化的评价指标,有利于联产系统的正常发展;揭示了燃气轮机冷热电联产系统的设计工况和变工况特性规律,为该种类型的联产系统的设计优化和运行优化提供了支持;本文的研究成果对天然气基CCHP系统建筑应用有一定的参考意义。


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