东华大学4号学院楼燃气空调系统节能改造可行性研究及优化设计研究

楼宇冷热电联供(BCHP)是一种建立在能量的梯级利用概念基础之上,将制冷、供热(采暖和供热水)及发电过程一体化的多联产总能系统,一般不仅可以大大提高能源利用效率和能源系统的安全性,还有利于环境保护和降低投资成本。 东华大学4号学院楼空调系统的冷热源是两台直燃式溴化锂冷温水机组,通过对东华大学4号学院楼直燃式溴化锂空调机组进行分析,根据实际运行数据得到的一次能耗率、(火用)效率和费用年值三个指标,对直燃式溴化锂冷温水机组和相近容量的活塞式水源热泵机组进行了比较,发现其能量利用效率很低,而且经济性也较差,而解决这个问题的办法之一就是把系统改造成分布式能源冷热电联供系。因此本文在现有的燃气空调系统的基础上,对其改造为楼宇冷热电联供系统进行了可行性研究和优化设计研究。 本文第四章对楼宇冷热电联供系统进行了初步设计,包括动力设备的选择,余热利用装置的选择和提出了三种系统配置的改造方案,并对这三种方案进行了比较后,选择其中最优的方案作为系统改造方案。在对改造方案的节能评价中,联供系统的能量利用效率要高于分供系统,但在经济性评价中,联供系统的费用年值为482.2万元,分供系统的费用年值为449.1万元,联供系统的经济性要比分供系统差,通过灵敏性分析发现改造后的联供方案对电价最敏感,在当前的电价和天然气价格体系下,由于改造后的经济性更差,因而将现有系统改造为楼宇冷热电联供系统是不可行的。 本文第五章建立了楼宇冷热电联供系统的数学模型,以费用年值和(火用)效率作为目标函数对模型进行优化求解,并在天然气价格和电力价格变化的情况下,对联供系统和现有的分供系统进行了比较,其结果可以作为燃气空调系统进行冷热电联供改造的节能和经济性分析的参考。 从能源的合理和有效利用的角度,天然气直燃式冷暖空调改造为冷热电联供系统是一种理所当然的选择。然而本文的结果证明,在当前条件下,方案的经济性不佳,因此从经济性考虑该方案是不可行的。目前天然气直燃式冷暖空调的冷热电联供改造方案的经济不可行性正反映了我国能源价格体系的不合理现状,但是一旦能源价格体系趋向合理化,这种不合理的情况立刻就会改变。这种情况突出了我国现行的能源价格体系与当今能源形势的要求脱节的问题,面对全球性严峻的能源和环境前景,我国能源价格体系的合理化是必须面对的艰巨任务。