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摘要：燃气冷热电三联供系统作为一种新型的分布式能源方式逐渐的应用于各类建筑当中，其特点在于能源的梯级利用，发电的同时利用余热为用户提供冷源和热源，合理配置系统容量可以体现出其相对于传统供能方式的高效节能优势。城市综合体的出现为三联供系统的应用提供了广阔的平台，它集多种建筑业态于一体，不同建筑类型的冷热电负荷叠加之后呈现出稳定的冷热需求，这种建筑采用三联供系统比采用传统方式将会更加的节能高效。基于此，本文主要对冷热电三联供系统在城市综合体中的应用进行分析探讨。
关键词：冷热电三联供系统；城市综合体；应用
1、前言
分布式能源系统是相对于传统集中供能方式而言的，指靠近用户端、直接向末端提供各种形式能量的终端供能系统。燃气分布式能源系统是利用天然气等可燃性气体，通过内燃机、轮机等设备形式燃烧做功，产生高品位电能，同时，充分利用余热资源供给建筑采暖、制冷和生活热水负荷，实现一种能源多种方式利用，即冷-热-电三联供（CCHP，Combined Cooling Heatingand Power）。
2、冷热电三联供系统在城市综合体中的应用
城市综合体是将城市中的商业、办公、居住、旅店、餐饮、会议、文娱和交通等城市生活空间的3项以上进行组合，并在各部分间建立一种相互依存、相互助益的能动关系，从而形成一个多功能、高效率的综合体。城市综合体的冷-热-电能源特点主要有：
（1）能源需求量大：城市综合体包括大型酒店、商业中心、高档住所等建筑，其对于采暖、制冷和用电的需求量相对较大，一般配备独立的能源中心。
（2）能源需求稳定：城市综合体是大众化、高科技的集合，内部包括室内交通、通讯系统、安全防护及综合分配系统等，能源需求相对稳定。
（3）智能化要求高：城市综合体中是一个不同能源供应方式建筑的综合体，通过先进的智能化综合控制管理系统实现楼宇间的数据传输和运行模式操作。
3、技术方案
3.1负荷分析
建筑物的逐时冷热电负荷是燃气分布式能源系统设计的重要依据，也是影响三联供系统运行方式和综合效益的决定性因素。在能源站的设计中，合理地确定发电机装机容量非常关键。目前，有两种设计思路：以电定热、以热定电。
①以电定热：根据项目的用电负荷情况来确定发电机容量，根据发电机余热所能够提供的冷热负荷，与建筑冷热负荷比较，确定调峰供能设备。
②以热定电：一般应用于并网上网的项目，由于通过建筑冷热负荷进行的设备配置选型，造成电力装机容量过大，发电上网经济性比较差。
天然气冷热电三联供系统受用能特点的影响较大，将三联供技术与其他技术联合使用形成能源集成系统，可提高系统的经济性及运行稳定性。基于天然气三联供的能源集成系统通常包括蓄能系统、热回收热泵系统、地源热泵系统及江水源热泵系统等。地源、海水源热泵系统消耗较少的电能提供安全可靠地冷热源，系统可供暖、制冷、供生活热水，一机多用。蓄能系统利用夜间廉价电力制备白天需求的空调冷热能，如冰蓄冷或水蓄能技术通过“削峰填谷”缓解峰电时段用电紧张问题。
以天然气冷热电三联供系统为基础，综合运用热泵、蓄能及新能源等系统形成基于天然气冷热电三联供的集成系统不仅能发挥各个系统本身的优点，而且各种能源系统之间相互补充为能源中心提供更加安全可靠、经济性更高的冷热源及电能需求。
此外，集中输送冷却水的能源总线系统是区域供热/供冷系统形式之一，与集中输送冷冻水的区域供热供冷系统相比，当用户末端负荷率较低时，能源总线系统在效率、经济性和计费管理上，都有更大的优势。能源总线系统以集成应用低品位的“未利用能源”，发挥规模效益的优点在近年来得到了长足发展。
3.2设备配置
在天然气分布式能源站內，主要包括燃气发电机组、溴化锂吸收式制冷机和燃气锅炉、电制冷空调等调峰设备，通过通信协议和程序进行运行设备之间控制和操作管理，实现整个能源站的可靠稳定运行。
3.3电力运行
分布式能源站的供电系统采用并网不上网的电力运行模式，保证运行安全可靠。为便于操作维护，简化电气连接形式，满足正常供电需要的同时减少投资。天然气发电机输出电压为0.4kV，分别引至变配电室接在两段母线上，与市电并网运行，并网点设在变配电室0.4kV低压母线上，为防止发电机向电网反送电，在配电室10kV馈线处安装逆功率保护器。
3.4控制系统
天然气分布式能源控制系统力求安全、持续和稳定，通过先进的控制方案，统筹优化冷、热、电等能源的供应，达到最佳的运行效果。分布式能源站集中监控系统由检测设备、远程数据传输、可编程逻辑控制器和工业级别计算机组成。在燃气分布式能源系统全功率运行并达到最大利用效率的情况下，使电空调和燃气锅炉尽量减少运行时间和次数，减少常规能源消耗。
4、应用分析
前滩信德文化中心项目位于前滩东南部，总建筑面积213959.5平方米，由一栋甲级写字楼、一栋演艺中心和酒店，及一个商业中心组成。
项目所在区域内的前滩能源中心，配备2台3203KW的燃气内燃机发电机组、1台1800kW燃气轮机发电机组及配套溴化锂机组等。能源站的冷热能供能范围为前滩区域内的所有公共建筑，供能面积约为217万平方米。
根据项目情况，对主要设备初投资、机房面积、运行费用进行了初步方向性估算。
方案一：采用能源中心供能方式，酒店及演艺中心考虑40%的备用。机房需求面积为800㎡，初投资4384万元，年运行费1687万元。
方案二：采用自建冷热源方式，酒店及演艺中心考虑40%的备用。机房需求面积为1450㎡，初投资2984万元，电气配套费392万元，年运行费948万元。
5、结语
冷热电三联供系统将天然气的发电、采暖和制冷技术融合一体，提高了资源利用率。它是我国发展分布式能源的一种重要途径，符合目前提倡节能减排的环保要求。综合体的负荷特征适合应用三联供系统，且针对综合体的建筑等级和应急负荷的大小来选择三联供系统的设备容量，不仅利用了三联供的优势，同时减少了常规柴油发电机的投资，是一种更好的解决方案。
参考文献：
[1]住房和城乡建设部工程质量安全监管司，中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施[S].北京：中国计划出版社，2009.12：15-16.
[2]肖荪.上海某能源中心三联供方案及运行方式的系统优化[D].上海：东华大学，2010：25-92.
（作者单位：上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司）
关键词：冷热电三联供系统；城市综合体；应用
1、前言
分布式能源系统是相对于传统集中供能方式而言的，指靠近用户端、直接向末端提供各种形式能量的终端供能系统。燃气分布式能源系统是利用天然气等可燃性气体，通过内燃机、轮机等设备形式燃烧做功，产生高品位电能，同时，充分利用余热资源供给建筑采暖、制冷和生活热水负荷，实现一种能源多种方式利用，即冷-热-电三联供（CCHP，Combined Cooling Heatingand Power）。
2、冷热电三联供系统在城市综合体中的应用
城市综合体是将城市中的商业、办公、居住、旅店、餐饮、会议、文娱和交通等城市生活空间的3项以上进行组合，并在各部分间建立一种相互依存、相互助益的能动关系，从而形成一个多功能、高效率的综合体。城市综合体的冷-热-电能源特点主要有：
（1）能源需求量大：城市综合体包括大型酒店、商业中心、高档住所等建筑，其对于采暖、制冷和用电的需求量相对较大，一般配备独立的能源中心。
（2）能源需求稳定：城市综合体是大众化、高科技的集合，内部包括室内交通、通讯系统、安全防护及综合分配系统等，能源需求相对稳定。
（3）智能化要求高：城市综合体中是一个不同能源供应方式建筑的综合体，通过先进的智能化综合控制管理系统实现楼宇间的数据传输和运行模式操作。
3、技术方案
3.1负荷分析
建筑物的逐时冷热电负荷是燃气分布式能源系统设计的重要依据，也是影响三联供系统运行方式和综合效益的决定性因素。在能源站的设计中，合理地确定发电机装机容量非常关键。目前，有两种设计思路：以电定热、以热定电。
①以电定热：根据项目的用电负荷情况来确定发电机容量，根据发电机余热所能够提供的冷热负荷，与建筑冷热负荷比较，确定调峰供能设备。
②以热定电：一般应用于并网上网的项目，由于通过建筑冷热负荷进行的设备配置选型，造成电力装机容量过大，发电上网经济性比较差。
天然气冷热电三联供系统受用能特点的影响较大，将三联供技术与其他技术联合使用形成能源集成系统，可提高系统的经济性及运行稳定性。基于天然气三联供的能源集成系统通常包括蓄能系统、热回收热泵系统、地源热泵系统及江水源热泵系统等。地源、海水源热泵系统消耗较少的电能提供安全可靠地冷热源，系统可供暖、制冷、供生活热水，一机多用。蓄能系统利用夜间廉价电力制备白天需求的空调冷热能，如冰蓄冷或水蓄能技术通过“削峰填谷”缓解峰电时段用电紧张问题。
以天然气冷热电三联供系统为基础，综合运用热泵、蓄能及新能源等系统形成基于天然气冷热电三联供的集成系统不仅能发挥各个系统本身的优点，而且各种能源系统之间相互补充为能源中心提供更加安全可靠、经济性更高的冷热源及电能需求。
此外，集中输送冷却水的能源总线系统是区域供热/供冷系统形式之一，与集中输送冷冻水的区域供热供冷系统相比，当用户末端负荷率较低时，能源总线系统在效率、经济性和计费管理上，都有更大的优势。能源总线系统以集成应用低品位的“未利用能源”，发挥规模效益的优点在近年来得到了长足发展。
3.2设备配置
在天然气分布式能源站內，主要包括燃气发电机组、溴化锂吸收式制冷机和燃气锅炉、电制冷空调等调峰设备，通过通信协议和程序进行运行设备之间控制和操作管理，实现整个能源站的可靠稳定运行。
3.3电力运行
分布式能源站的供电系统采用并网不上网的电力运行模式，保证运行安全可靠。为便于操作维护，简化电气连接形式，满足正常供电需要的同时减少投资。天然气发电机输出电压为0.4kV，分别引至变配电室接在两段母线上，与市电并网运行，并网点设在变配电室0.4kV低压母线上，为防止发电机向电网反送电，在配电室10kV馈线处安装逆功率保护器。
3.4控制系统
天然气分布式能源控制系统力求安全、持续和稳定，通过先进的控制方案，统筹优化冷、热、电等能源的供应，达到最佳的运行效果。分布式能源站集中监控系统由检测设备、远程数据传输、可编程逻辑控制器和工业级别计算机组成。在燃气分布式能源系统全功率运行并达到最大利用效率的情况下，使电空调和燃气锅炉尽量减少运行时间和次数，减少常规能源消耗。
4、应用分析
前滩信德文化中心项目位于前滩东南部，总建筑面积213959.5平方米，由一栋甲级写字楼、一栋演艺中心和酒店，及一个商业中心组成。
项目所在区域内的前滩能源中心，配备2台3203KW的燃气内燃机发电机组、1台1800kW燃气轮机发电机组及配套溴化锂机组等。能源站的冷热能供能范围为前滩区域内的所有公共建筑，供能面积约为217万平方米。
根据项目情况，对主要设备初投资、机房面积、运行费用进行了初步方向性估算。
方案一：采用能源中心供能方式，酒店及演艺中心考虑40%的备用。机房需求面积为800㎡，初投资4384万元，年运行费1687万元。
方案二：采用自建冷热源方式，酒店及演艺中心考虑40%的备用。机房需求面积为1450㎡，初投资2984万元，电气配套费392万元，年运行费948万元。
5、结语
冷热电三联供系统将天然气的发电、采暖和制冷技术融合一体，提高了资源利用率。它是我国发展分布式能源的一种重要途径，符合目前提倡节能减排的环保要求。综合体的负荷特征适合应用三联供系统，且针对综合体的建筑等级和应急负荷的大小来选择三联供系统的设备容量，不仅利用了三联供的优势，同时减少了常规柴油发电机的投资，是一种更好的解决方案。
参考文献：
[1]住房和城乡建设部工程质量安全监管司，中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施[S].北京：中国计划出版社，2009.12：15-16.
[2]肖荪.上海某能源中心三联供方案及运行方式的系统优化[D].上海：东华大学，2010：25-92.
（作者单位：上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司）