区域能源系统评价体系研究

发布时间：2020-03-31 00:54

【摘要】：区域能源作为一种成熟有效的能源解决方案,可以提供廉价的能源供应、降低对进口能源的依赖、实现能量的梯级利用、能源供应的控制、改善本地空气质量、减少有害气体排放以及增加能源使用中可再生能源的比例,已经得到了世界上越来越多城市的应用。区域能源系统在国际上已经有了百余年的历史,然而我国的区域能源系统发展尚处于起步阶段。虽然区域能源系统相关的许多决策及措施都需要在区域和地方层级上实现,但在现阶段情况下,我国需要有一个国家层面的标准来引导区域能源项目的设计、投资及运营等方面的工作,一个完善的评价体系就成了当务之急。本文首先对区域能源系统及常规技术按照供热、供冷、供电及蓄能分成四类,从技术角度和城市层面上分析了区域能源的优势:增强区域恢复力、经济效益、环境效益。在对已有的相关分项技术标准进行充分研究后,分别从能效、环境、经济性三个角度提出分项评价指标,包括四项能效评价指标、三项经济评价指标、两项环境评价指标,构建起区域能源评价体系的框架。给出每项指标的具体计算方法,遵循区域能源系统的特点对其中几项指标的计算方法做出了改进或提出改进意见。对各指标进行正向化及无量纲化后,通过咨询相关专家和分发调查问卷的形式收集数据,利用层次分析及聚类分析等方法确定各指标在体系中所占权重。并依据打分情况制定出项目分级标准以及各级系统的优劣,使评价结果更加清晰直观,以此促进我国区域能源系统的发展以及各相关标准的融合统一。最后结合武汉花山生态新城项目,以一个完整的运行年度为周期进行了案例分析评价,验证评价体系可行性的同时进一步说明了体系的应用方法。本文建立的评价体系适用于某特定区域的区域能源系统,可为我国区域能源白皮书和项目准入等标准制度的建立提供理论依据,帮助探索绿色可持续的发展道路。
【图文】：

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哈尔滨工业大学工程硕士学位论文温烟气（约 400~650℃），高温烟气送入余热锅炉生产出一定压力的饱和蒸汽。生产的电力承担区域电负荷，不足部分从电网购买。在夏季蒸汽通过蒸汽型LiBr 吸收式制冷机向用户提供冷冻水，承担系统冷负荷，不足部分利用系统生产的电力由电制冷机提供；在冬季高温蒸汽通过汽水换热器产生热水提供给热用户，或直接提供给有蒸汽需求的热用户，承担系统热负荷，不足部分可由燃气锅炉作为补充。系统中燃气轮机可由内燃机替代，汽水换热器可由余热吸收式冷暖机等替代。燃气三联供系统的基本原理是温度对口，梯级利用。可以看出，高温烟气携带的大量余热经余热锅炉和溴化锂吸收式制冷机再次利用，提高了能源利用效率，，一般认为目前的三联供系统能源利用效率可达 70%。三联供系统的运行方式一般遵循以热（冷）定电或以电定热（冷）两种方式。以热（冷）定电模式可以根据建筑实际冷热负荷确定内燃机发电功率，易于系统匹配，可满足用户冷热负荷需求，多余的电力可上网或留作制冷，综合性能较强；以电定热（冷）模式是根据项目电负荷首先确定内燃机发电功率，再根据发电产生的余热来配套选择制冷（热），这种运行模式更注重系统余热的回收，在实际中应灵活选择运行模式。

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哈尔滨工业大学工程硕士学位论文生产的过剩电能、区域供冷的回水、生活污水和废水等都可以作为热。热泵与制冷机的工作原理相似，是一类将能量进行提升的装置。二逆卡诺循环工作，只不过是在不同的温度范围内运行。 2-2 是地源热泵的基本工作流程：在制冷的状态下热泵机组的压缩机进行循环，冷媒在蒸发器中汽化并吸收循环过程中气体携带的大量热冷凝器内的冷媒冷凝，由循环水路将热量转移至土壤里，其中地下换异程连接；制热状态下冷媒流向则相反，由室外地下换热器吸取土壤压缩机排出的高温高压气体进入冷凝器释放热量发生相变，再经节流为低温液体进入蒸发器，吸取地热后进入压缩机吸气端，最后由压缩温气体，通过各种形式的末端系统向目标区域供暖。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU83

【参考文献】