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发表于 2016-7-19 21:03:30
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再看连续运行,这么大的系统你就得连续运行,因为一百万平米有一个楼有五千平米说用空调,剩下的都不用,你的系统就得开,这样一开张就得花能源。那么供热系统最高负荷和最低负荷只差一半,一天里面的负荷基本均匀,各个末端基本均匀。而集中供冷一个区域里负荷一天的变化能差十倍到二十倍,而有时候各个不断都关了,但是个别末端赶上一个宴会厅就得100%开着。当你系统只有10%的负荷,甚至只有1%负荷的时候,我问一下你该怎么运行,很难运行的话最后就会导致大量的冷量浪费。
我们全年算下来一年每平米的消冷量就是120千瓦时,我们高层建筑统计下来一年耗冷量是一年700千瓦时。我们为什么比他们低呢,就是因为连续运行和间接运行造成的差别。
我说一个美国纽约附近的大学作为例子,它的气候条件和北京气候条件非常接近,它是24小时连续运行,120万平方米的建筑面积,夜里面温差就是3度,这3度光按照水泵一算COP就小于10%。那么算下来它每年空调冷量、冷负荷耗电是63度,而在北京这个冷冻站一般在20度到40度一平米左右,没见过哪个楼耗63度电的,但是平均冷源的耗电量就是63度,比北京任何的楼都高。那么他么每平米每年耗的冷量是190千瓦时,而在北京的耗冷量每平米在50到100千瓦时,所以这个差别又是从哪来的。就是由于谦虚运行跟间歇运行导致的去大差别。
我们得出来几个阶段,长期供冷长途冷热导致耗电高。还有为了满足个别客户的需求我就增加了系统运行时间,导致不想要冷的地就强度供量,消耗了冷量。第三,管理里面还有很多困难。
尽管集中供冷有很多问题,但是能耗高的问题就抵消了各项优点。所以大多数的供冷方式是不值得提倡的。
这里还有一些案例,比如说在北京的很多地方都用中央空调,但是由于夜里面个别房间需要空调,只好开启整个系统,谁都说这个浪费能源,一个楼都怕这个事,一个区域100万平米难道不怕这个事吗。我有一个度假村在北京,当时装了中央空调,中央冷量,我到那一住看了每个屋子都装了分体机,我说你有中央空调为什么装分体机,老板说运行不起那个,我们的入住率才50%,那个东西一开开电豪不得了。这个还是小规模的中央空调,大规模的空调怎么办。所以对于住宅来说24小时全空间空调用电量和部分空间间歇空调用电量的比是3,这个3就造成刚才说的为什么上海的住宅用不同的运行模式能耗差别就这么大,所以我们必须要证实这件事情。
下面谈一下区域式热电冷三联供。这个是能源运用的最好方式,从理论上看是很好的方式。但是当实际运用这种方式的时候必须要实事求是来认真进行分析,这里面我说出了有三种可能不同的方式,具体的实施方式不能细讲,咱们现仔细分析一下。这里有三点,一个是电场到底是不是节能,我们先仔细讨论一下,不能简单的说三联供一定节能。第二个,它的输配系统是否节能。第三个,调控管理方式是否有利于节能。这三个问题必须回答,回答对了才能再干这个系统。
咱们先看一下热源,如果是烧煤的电厂,现在发电效率每发一度电平均350克标煤。我要做热电联产就要出热,这样必然会降低我的发电效率,发电效率是25%,产热效率是55%,这两个加起来就是80%,整个效率还是挺高的。
我做制冷的话有三种模式,第一种模式我拿这个热通过除蒸汽,然后用吸收式制冷产生冷量,这样可以折合12%的发电。综合起来就是37,比这个35%高两个点。还有一种方法是把蒸汽直接驱动压缩机,这时候是36,也比这个高一点。总的来说,用燃煤的热电联产,就热源来说如果做热电联产只产生电和热的话,它比单独一个发热的锅炉和发电厂和热电分产节能效率显著。这个也就是为什么在北方地区广泛的推广,如果在南方做冷电联产的话,与纯发电的电厂和电制冷相比不能说差,但是也好不了太多,所以是相差不大,主要是要看你具体的参数怎么样。
第二个问题。我们再看一下燃气,如果用天然气呢,用天然气发电的话,我们就有燃气、蒸汽,像上海周围盖了很多燃气、蒸汽联合电厂,它的效率可以达到55%。说输送电也得消耗一部分,到了末端大概就是50%了,5%在输送过程当中消耗掉了。
我搞天然气的热电联产,这样就得降低发电效率,一般来说发电效率可以达到50%,然后产热效率到40%,那么这时候就用热跟电的话,这块热相当于一个COP,你有4的COP热泵可以,如果达不到4我好。总的来说热电联产还是可以的。
如果用这个热来制冷的话有三种方式,如果用吸收式蒸汽制冷相当于10%的发电,那么最后就是50%,比这个差一点。用热水驱动的制冷才是46%,比纯发电还要低。用蒸汽驱动压缩机是53%,这个还差不多。所以总的来说,要是用燃气的热电联产一定是好的,一定比热电要好。如果用燃气的热冷联产那么跟纯发电差不多,不能说好很多,只能说差不多。刚才说的方式都是一些大系统,那么我们要把这些冷和热输送到楼里面去,比如说冬天集中供热水,夏天集中供冷水的话,我们在输送的过程当中就会有很多损失,这是一个没有办法做的事情,因为区域供冷,用冷水循环不是什么好事。
像杭州热电厂就在热水循环,夏天用热水制冷,但是就像我们分析的,用热水吸收制冷这样效率够低了,但是好处可以解决输配问题,因为夏天也可以用大温差供热,但是它的制冷效率比较低,所以从能源利用率上不好。
还有一种办法,就是全年供蒸汽,末端我用蒸汽做吸收式制冷。比如说北京的西客站地区就是这样的,它的整体能源效率跟纯电厂接近,但是解决了蒸汽的输送问题和凝水回收的问题,这两者的问题也不是很好解决的问题。
下面咱们看一个问题,还是日本的案例。它的热量是由蒸汽输送的,冷量是循环冷水输送的,温差是8到4度。它冷冻冷却风机用电就是这么大,所以算下来COP已经小于六了,如果电制冷的话,我搬运耗的电比制冷冷机耗的电还高。它整年冷热源整体的COP是0.1,这个是很低的。综合下来COP是0.84,还使耗电量增加了10%到20%。所以这个项目的能耗都远远低于我们一般大楼的系统。
当你供暖为主的时候,楼宇能源转换效率并没有明显提高,因此里面有很多的问题,所以我们不提倡这种方式。只有当以供冷为主,或者是有全年持续的工业蒸汽用户的时候才用蒸汽管道,这样还可以进行有效的凝水回收,这个就是我们用集中供冷的基本条件,希望大家证实这件事情。
下面再谈BCHP系统,或者叫做分布式能源。就是在建筑物里面发电然后预热供热,或者供冷,最后全面解决这个问题。
我们现在在节能楼里面就安装了可以实现各种组成方式的BCHP系统,我们持续做了一年多的测试和分析,还做了15个左右不同类型的分析,下面就说一下我们的实验结果。
首先先看一下发电设备,我们用BCHP有这样几种可能的发电设备,一个是内燃机发电,效率是25%到40%之间。出热是以什么形式呢,一部分是冷却水,一部分是烟气。当你做制冷的时候效率就会比较低,所以我们要解决这个东西的热利用问题。同时,燃气的内燃机发电有这样一条,就是你有时候想要热量少点,你不用那么多热,你就可以让它少发点电,但是你会发现天然气减少了,热量不是正比例的减少,热力只减少很少一部分,除非你把机器停了。
第二个是微燃机发电,这个是20%到25%。它的整体效率比较低,因为烟气里面过量系数比较大,也就是空气量比较大。
第三个是固体氧化物的燃料电池,这个效率可以达到40%,同时可以产生一定的烟气。这个是建筑物里面能量综合系统最好的解决方案,但是现在还没有形成大规模的产品推广。
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