微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)節(jié)能潛力的分析(1)

1、    微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)節(jié)能潛力的分析(1)    冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)(CCHP)作為一種分布式能源供應(yīng)系統(tǒng)，受到越來越廣泛的重視。本文介紹了一種基于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)和小型吸附制冷機(jī)的微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)(MCCHP)。該系統(tǒng)集發(fā)電，夏季空調(diào)制冷、冬季地板采暖，全年生活熱水供應(yīng)為一體，適合家用及小規(guī)模業(yè)務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用，并且易于科學(xué)研究。本文以一次能源利用率(PER)為主評價指標(biāo)對整個系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，指出該系統(tǒng)節(jié)能的潛力和方向。 關(guān)鍵詞：冷熱電三聯(lián)供 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī) 吸附式制冷 CCHP 0 前言能源是社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，目前

2、全世界的能源結(jié)構(gòu)正逐步由第一代集中式能源系統(tǒng)朝著第二代分布式能源系統(tǒng)建設(shè)的方向邁進(jìn)。分布式能源系統(tǒng)(DES)作為緩解我國嚴(yán)重缺電局面、節(jié)能降耗、保證可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施的有效途徑受到普遍的關(guān)注。冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)(CCHP) 作為分布式能源供應(yīng)系統(tǒng)的一種，以其獨(dú)立供能、綜合效率高等特點，逐漸成為能源領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點1-4。冷熱電聯(lián)供技術(shù)利用高品位的能量進(jìn)行發(fā)電，充分回收熱機(jī)做功過程中產(chǎn)生的低品位余熱熱能，并采用熱/冷、或電/冷轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行制冷，是實現(xiàn)能量梯級利用的一種有效手段。一般來說，CCHP系統(tǒng)主由不同的原動機(jī)、換熱設(shè)備和制冷設(shè)備等構(gòu)成。由于燃?xì)廨啓C(jī)和溴化鋰制冷機(jī)在價格與規(guī)模上的局限性，使得無法

3、應(yīng)用于家庭及小型商用的領(lǐng)域。因此，根據(jù)我國國情，建立基于小型燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)和吸附制冷機(jī)的微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)(micro-scale combined cooling, heating and power or MCCHP)成為了可能5-6。文獻(xiàn)7完成了對微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的集成與部分的實驗研究。該系統(tǒng)集發(fā)電、夏季制冷、冬季地板采暖、全年生活熱水供應(yīng)為一體，并且系統(tǒng)中水泵、電子設(shè)備等所需的電量完全由系統(tǒng)本身提供，因而可以脫離對外界分供系統(tǒng)的依賴，充分體現(xiàn)了小型“能源島”的特征。本文主以一次能源利用率(PER)為評價指標(biāo)對整個系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，指出該系統(tǒng)節(jié)能的潛力和方向，今后為

4、系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與匹配做好準(zhǔn)備。1 微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的組成微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)是由額定發(fā)電量12 kW的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，制冷量9kW的吸附制冷機(jī)，換熱設(shè)備、風(fēng)機(jī)盤管、地板采暖盤路，以及冷卻塔、水箱、水泵和連接管路等設(shè)備組成，實驗系統(tǒng)如圖1所示。燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)以天然氣或者LPG為燃料，發(fā)電機(jī)組可提供400/230V、50Hz、3相4線制交流電。吸附制冷機(jī)采用硅膠-水為工質(zhì)對，熱源驅(qū)動溫度為60-95。由于系統(tǒng)監(jiān)控硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)的開發(fā)，使得系統(tǒng)的自耗電（如水泵、電子設(shè)備等）完全由自發(fā)電提供，從而聯(lián)供系統(tǒng)可以脫離對傳統(tǒng)分供系統(tǒng)的能量供應(yīng)的依賴。系統(tǒng)可以同時向外界發(fā)電、供熱和制冷，并可以作為對冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)

5、能量管理和運(yùn)行策略研究的科學(xué)實驗平臺，其研究成果可以推廣到其他類型的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中。     圖1 實驗系統(tǒng)照片    圖2 基于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)和固體吸附式制冷機(jī)組的微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)示意圖圖2表示了實驗系統(tǒng)的流程圖。從功能上來分，系統(tǒng)是由下面的一些功能單元所組成：能量發(fā)生單元，能量轉(zhuǎn)換單元，冷量供應(yīng)單元，生活熱水供應(yīng)單元，地板采暖單元和電能供應(yīng)單元。能量發(fā)生單元是由原動機(jī)燃燒天然氣，向外界提供電能和熱量，并通過能量轉(zhuǎn)換單元將產(chǎn)生的熱能分別用于吸附機(jī)制冷，生活熱水供應(yīng)和地板采暖。系統(tǒng)熱能的利用和轉(zhuǎn)換是由下面兩個水回路

6、實現(xiàn)的：內(nèi)環(huán)水路和外環(huán)水路。內(nèi)環(huán)水路從聯(lián)供系統(tǒng)的原動機(jī)中吸收熱能，并存儲系統(tǒng)多余的熱量。外環(huán)水路則吸收內(nèi)環(huán)水路傳出的熱量，并用于吸附機(jī)制冷、生活熱水和采暖的用熱所需。2 系統(tǒng)節(jié)能潛力的分析2.1 MCCHP系統(tǒng)一次能源利用率的表述評價冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的節(jié)能性，最常用的指標(biāo)是一次能源利用率(PER)，它是系統(tǒng)輸出的可用能量之和與系統(tǒng)輸入的能量的比值8-9，即(1)在對MCCHP系統(tǒng)的節(jié)能潛力分析中，本文通過對影響系統(tǒng)PER值的各種因素進(jìn)行詳細(xì)的分析，進(jìn)而得出提高系統(tǒng)節(jié)能性的方向。對于微型冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，所回收的熱量來自于兩部分：從缸套水中回收的熱量為，從煙氣中回收的熱量為。系統(tǒng)輸入的總能量為。在

7、夏季工況時，設(shè)總回收的余熱中有份額用于熱冷轉(zhuǎn)換，這里稱為熱量分配系數(shù)。另外，設(shè)系統(tǒng)所發(fā)出的電量為。所以，微型冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的一次能源利用率PER可表述為：(2)其中，表示微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的PER值。當(dāng)系統(tǒng)在冬季工況時不需外界供冷，0；其它工況，1>0。2.2 影響MCCHP系統(tǒng)PER值的因素分析設(shè)微型冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的電效率為，為三聯(lián)供系統(tǒng)的余熱回收率，其中，。則微型冷熱電系統(tǒng)一次能源利用率的表達(dá)式可以表述為：(3) 從上式可以看出，對于微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的一次能源利用率而言，實際上是將總體劃分成電、熱、冷三部分與輸入總能量的比率。上式的第一項為電效率，第二項為用于熱部分的回收率，第

8、三項為整個系統(tǒng)的制冷效率。所以，為了提高M(jìn)CCHP系統(tǒng)PER值，必須著眼于系統(tǒng)的發(fā)電效率、熱回收效率和制冷效率的提高，以及合適的熱量分配比。因此，上式表明具體影響MCCHP系統(tǒng)PER值的因素主是、和COP。下面將通過計算，考察不同因素對系統(tǒng)PER值的影響。2.3 各影響因素的靈敏度分析為了比較不同影響因素對PER值的影響程度，這里進(jìn)行各影響因素的靈敏度分析。對于冬季工況0，所以，(6)而且，(7)一般微型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的<0.35，所以在冬季工況，對系統(tǒng)PER影響最大的是發(fā)電效率。因此，在冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)動機(jī)選型時應(yīng)該選擇發(fā)電效率高的機(jī)組，并且盡可能在其高效率工況下運(yùn)行。 &#

9、160;          皇甫藝 吳靜怡 王如竹摘冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)(CCHP)作為一種分布式能源供應(yīng)系統(tǒng)，受到越來越廣泛的重視。本文介         本篇論文是由3COME文檔頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡(luò)上收集整理餅投稿至本站的，論文版權(quán)屬原作者，請不用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學(xué)習(xí)之用，否者后果自負(fù)，如果此文侵犯您的合法權(quán)益，請聯(lián)系我們。    摘 本文從澄清現(xiàn)代城市設(shè)計的概念入

10、手，指出創(chuàng)作性是城市設(shè)計的重特征，并從立意與構(gòu)思、分析與綜合、直感與邏輯、圖形與文本四個方面探討了城市設(shè)計的一般方法。 關(guān)鍵詞： 城市設(shè)計 創(chuàng)作性 方法城市設(shè)計的概念及其特征辯析關(guān)于城市設(shè)計的概念，可謂眾說紛紜，不同學(xué)科背景的學(xué)者從不同的視角給予它不盡相同的定義界說，但從其總體趨勢來看，現(xiàn)代城市設(shè)計正逐漸呈現(xiàn)出相對明朗的觀念勢態(tài)。我們認(rèn)為：現(xiàn)代城市設(shè)計是以人為宗旨，以提高城市環(huán)境質(zhì)量和職能效率為動態(tài)目標(biāo)，綜合組織城市系統(tǒng)各素，以期建立合理且優(yōu)美的城市形態(tài)環(huán)境的綜合性創(chuàng)造活動。城市設(shè)計的作業(yè)范圍既涉及大范圍的單系統(tǒng)設(shè)計，也包含細(xì)胞形態(tài)的解剖，其對象是多層面、多類別的組合，而城市區(qū)段層面是典型的客

11、體對象。城市設(shè)計既貫穿于城市規(guī)劃的全過程，同時又是規(guī)劃轉(zhuǎn)向建筑設(shè)計的必中介過程。城市設(shè)計與城市規(guī)劃和建筑學(xué)有著與生俱來的天然聯(lián)系，因而也常導(dǎo)致概念上的模糊。一般而言，城市設(shè)計與建筑設(shè)計的區(qū)別較為明顯，而與規(guī)劃尤其是控制性詳細(xì)規(guī)劃（以下簡稱控規(guī)）之間的關(guān)系則時常使人迷惑，因此只有在比較中才能獲得城市設(shè)計自身明晰的基本特征：其一，城市設(shè)計強(qiáng)調(diào)“人本主義”精神，即以具體鮮活的人為根本出發(fā)點，滿足人的需求，以人的心理生理行為為依據(jù)，關(guān)注城市空間設(shè)計的場所感、歸屬感以及歷時和共時的文脈連續(xù)。而控規(guī)則是以物質(zhì)環(huán)境為出發(fā)點，作為城市管理的依據(jù)而制定的硬性控制指標(biāo)，它較少涉及與人的感性和活動相關(guān)的環(huán)境場所問題

12、。因此，可以說人與物的對峙是城市設(shè)計與控規(guī)的基本分水嶺。其二，城市設(shè)計在三維的城市空間坐標(biāo)中化解各種矛盾，并建立新的立體形態(tài)系統(tǒng)。而控規(guī)則偏重于以土地區(qū)域為媒界的二維平面規(guī)劃。因此二者表現(xiàn)出不同的形態(tài)維度。其三，城市設(shè)計側(cè)重城市中各種關(guān)系的組合，建筑、交通、開放空間、綠化體系、文物保護(hù)等城市子系統(tǒng)交叉綜合，聯(lián)結(jié)滲透，是一種整合狀態(tài)的系統(tǒng)設(shè)計。控規(guī)則往往是城市各子系統(tǒng)的分述羅列，而且偏重于各項子系統(tǒng)的分別研究。因此，關(guān)系整合與素分離是二者間又一顯在區(qū)別。其四，城市設(shè)計具有藝術(shù)創(chuàng)作的屬性，以視覺秩序為媒界、容納歷史積淀、鋪墊地區(qū)文化、表現(xiàn)時代精神，并結(jié)合人的感知經(jīng)驗建立起具有整體結(jié)構(gòu)性特征、易于識

13、別的城市意象和氛圍。而控規(guī)則注重社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)因素，其主運(yùn)作媒界是技術(shù)指標(biāo)和工程問題，理性邏輯是其主屬性。由上述比較中看出現(xiàn)代城市設(shè)計具有鮮明的創(chuàng)作性特征，正如培根所言：“未來城市環(huán)境質(zhì)量將依賴技巧高超、感覺敏銳的城市設(shè)計師的創(chuàng)造性想象和智力”（1）。創(chuàng)作性是城市設(shè)計的重特征一般來說，創(chuàng)作性具有三方面的含義：一是指某種觀念設(shè)想或作品具有新穎鮮見或超前的形式和內(nèi)涵；二是指這種觀念設(shè)想和作品應(yīng)適應(yīng)現(xiàn)實、解決問題并巧妙且有效地達(dá)成目實；三是對上述觀念設(shè)想和作品的持續(xù)、表現(xiàn)、評價、完善和充分發(fā)展。創(chuàng)作性與創(chuàng)造性時常可以通用（是英文Creativity的兩種互通譯本），但二者在語義上仍有些微區(qū)別，創(chuàng)造性更

14、為強(qiáng)調(diào)獨(dú)創(chuàng)和超前，面創(chuàng)作性強(qiáng)調(diào)上述三方面含義的全面包容，同時還含有過程意義。城市設(shè)計的創(chuàng)作性是由其自身的目的性質(zhì)決定的。設(shè)計即是把各種素組織進(jìn)入較大的連貫的整體以達(dá)到原先預(yù)期的意圖。在城市規(guī)劃的宏觀指導(dǎo)下，城市設(shè)計實現(xiàn)具體的三維形態(tài)框架的建構(gòu)，它必然是一個創(chuàng)作過程的產(chǎn)物。城市是市民生活的舞臺，是歷時態(tài)的延續(xù)，又是共時態(tài)的交溶，以人為本的場所論是城市設(shè)計理想和實踐中的本質(zhì)精髓。對于一個具體城市區(qū)段來說，城市設(shè)計的目的是鼓勵各種人群活動的合理交織、運(yùn)動有序、生態(tài)和諧，并能給人以愉悅的整體審美感受。城市設(shè)計不存在固定不變的清規(guī)戒律和模式范本，也不是某種先驗公式的推演計算，每一個成果都是對特定城市或城

15、市區(qū)段的獨(dú)特解答。設(shè)計師在情感、智慧和經(jīng)驗的投入中完成理想與實現(xiàn)、主體和客體的統(tǒng)一。城市設(shè)計的創(chuàng)作過程是設(shè)計者各種思維方式的全面啟動和復(fù)合，邏輯思維、形象思維與靈感頓悟相交織，而形象則是城市設(shè)計者的主思維線索。城市設(shè)計的創(chuàng)作過程同時亦是對設(shè)計者多方面知識結(jié)構(gòu)的運(yùn)用過程。現(xiàn)代城市設(shè)計者需有社會、經(jīng)濟(jì)、人文、政策管理及工程技術(shù)等方面的基本知識，有城市設(shè)計的基本技巧，精通城市職能、形體及三維空間關(guān)系的處理。城市設(shè)計注重小組合作（Cocreativity），鼓勵吸納相關(guān)學(xué)科學(xué)者、開發(fā)商、政府官員及公眾代表共同參與，并通過各種傳媒手段在更大范圍內(nèi)爭取公眾參與和認(rèn)同。城市設(shè)計創(chuàng)作方法論探討城市設(shè)計的質(zhì)量直

16、接決定于其創(chuàng)作方法的運(yùn)用是否恰當(dāng)和有效。然而澄清這種方法理論卻很困難，城市設(shè)計的具體方法因客觀對象而異，更是因人而異，因此試圖去規(guī)范其設(shè)計創(chuàng)作的方法似乎是徒勞的。這里我們試圖以描述城市設(shè)計創(chuàng)作的共性特征來探尋其創(chuàng)作的軌跡線索。1.立意與構(gòu)思立意即主題意識的確立，這是創(chuàng)作的靈魂。立意的過程即是在進(jìn)行現(xiàn)狀分析、明確發(fā)展定位的基礎(chǔ)上確立設(shè)計目標(biāo)的過程。現(xiàn)狀分析提出基地現(xiàn)存的資源和問題，立意則需以該城市區(qū)段的定位為依據(jù)，這種定位又必須置身于城市整體發(fā)展脈絡(luò)中進(jìn)行研究。通過研究區(qū)段與相鄰區(qū)段、區(qū)段與城市整體之間的功能互動機(jī)制，才能給出設(shè)計區(qū)段的正確定位。現(xiàn)存資源與人的需求之間的矛盾和現(xiàn)存環(huán)境狀況與發(fā)展定

17、位之間的矛盾直接決定了城市設(shè)計目標(biāo)的確立。構(gòu)思由立意脫化出來，構(gòu)思即是將城市設(shè)計的立意轉(zhuǎn)化設(shè)計結(jié)構(gòu)（又稱概念設(shè)計），同時提出實現(xiàn)立意的方式構(gòu)架。構(gòu)思的直接結(jié)果是該設(shè)計對象的空間形態(tài)結(jié)構(gòu)的建立。城市設(shè)計的立意與構(gòu)思必須也包涵了設(shè)計者的主觀意識，設(shè)計者對各種設(shè)計因子的權(quán)重取舍以及自身的主觀理解，情感經(jīng)驗等因素使得其立意與構(gòu)思趨于個性化，并以多種構(gòu)思方案的形式表現(xiàn)出來。通過與相關(guān)參與的討論、評比、比較和判斷確定最終的構(gòu)思方案。2.分析與整合解決一個現(xiàn)實具體的城市設(shè)計問題，首先必須進(jìn)行客觀有效的環(huán)境分析。分析包括前后兩個不同時段，其一是指設(shè)計前期的現(xiàn)狀調(diào)查分析；其二是指創(chuàng)作過程中對設(shè)計方案及成果的解剖

18、分析?，F(xiàn)狀分析是達(dá)成對現(xiàn)存環(huán)境的全面認(rèn)識，它包括基地、人口、建筑設(shè)計質(zhì)量、交通、使用職能、民俗習(xí)慣、行為規(guī)律、自然條件、景觀資源、經(jīng)濟(jì)投資計劃等等資料。一般而言，職能分析和空間形態(tài)分析是兩個重點內(nèi)容：職能分析主考察各項用地的使用狀況與交通系統(tǒng)的聯(lián)系以及這種狀況與需求之間的矛盾?？臻g形態(tài)分析則涉及基地分析、圖底分析、視覺序列分析、認(rèn)識意象分析、類型學(xué)分析和空間注記分析等一系列技術(shù)?？臻g形態(tài)分析提供了設(shè)計所必需的歷時性形態(tài)積淀的背景資源，它為文脈承續(xù)提供了基礎(chǔ)。設(shè)計過程及成果表達(dá)中的分析實質(zhì)是對所設(shè)計環(huán)境各子系統(tǒng)的分項解析和表述，如：地塊功能配置、道路交通系統(tǒng)分析、交通換乘系統(tǒng)分析、形態(tài)認(rèn)識系統(tǒng)分析、歷史文脈分析等等。這種單系統(tǒng)的解析使創(chuàng)作成果的各個層面得以清晰的表達(dá)，同時也是設(shè)計進(jìn)程中從各個不同層面和視角對設(shè)計方案進(jìn)行剖析、質(zhì)疑和修正的必技術(shù)程序。            皇甫藝 吳靜怡 王如竹摘冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)(CCHP)作為一種分布式能源供應(yīng)系統(tǒng)，受到越來越廣泛的重視。本文介         本篇論文是由3COME文檔頻道的網(wǎng)