摘 要：能耗分析的側(cè)重點為能量需求側(cè)，分析應用冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的建筑的制冷、制熱能耗。提出用 “能耗簡化”法來分析計算復雜冷熱源情況下建筑全年能耗，并將這種計算方法應用于實際項目的能耗計算中，過程中借鑒了LEED認證過程中處理冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)能耗的計算方法，對于國外綠色建筑評價方法的靈活運用，對完善國內(nèi)綠色建筑評價具有指導意義。

關鍵詞：冷熱電三聯(lián)供；累計負荷；建筑能耗

1 前言

分布式能源是相對于傳統(tǒng)的集中式供電方式而言的，以小規(guī)模（幾kW至數(shù)MW）分散布置的方式建在用戶附近，可獨立的輸出電、熱和冷能的系統(tǒng)。

燃氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，即CCHP（Combined Cooling，Heating and Power），以天然氣為主要燃料，帶動燃氣輪機或內(nèi)燃機等燃氣發(fā)電設備運行，產(chǎn)生的電力滿足用戶的電力需求，排出的低品位廢熱通過余熱鍋爐或者余熱直燃機等余熱回收利用設備向用戶供熱、供冷。作為能源集成系統(tǒng)，冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)按照功能可分為三個子系統(tǒng)：動力系統(tǒng)（發(fā)電）、供熱系統(tǒng)（供暖、熱水、通風等）和制冷系統(tǒng)（制冷、除濕等）。

常規(guī)大型發(fā)電效率為40～50%，受距離限制，50%的能源以廢熱的形式排放而無法充分利用；而冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)由于分散在用戶附近，在獲得40%的發(fā)電效率后，可將50%的廢熱就近用于供冷供熱，對能源的梯級利用，使得能源效率提高到80%以上，從而起到節(jié)能的作用。

2 冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)能耗分析方法研究

國內(nèi)外能耗模擬的研究一般采用動態(tài)模擬方法，即借助能耗模擬軟件計算得到全年8760小時逐時冷熱負荷，當已知建筑全年累計制/熱負荷時，根據(jù)公式（1）可得到建筑全年制冷/熱能耗。

（1）

對于分布式能源站的能耗分析，美國LEED認證中提出兩種方法，其中方法二Aggregate Building/DES Scenario[1]要求將建筑及相關的上游DES設備視為一個整體進行分析。這種方法比較復雜，但是考慮了上游設備的效率及損失，使分析計算結(jié)果比較精確。

區(qū)域能源站一般冷熱源系統(tǒng)比較復雜，會超出軟件模擬能力范圍，這時需采用能耗“簡化”法間接求出建筑的制冷、制熱能耗。

“能耗簡化”法以簡化模擬過程為目的，是對模擬計算方法的靈活運用。具體做法是：（1）采用動態(tài)模擬方法計算出建筑全年累計冷/熱負荷。（2）依據(jù)暖通設計對各類機組進行負荷分配。（3）根據(jù)公式（1）方法，計算得出各機組能耗，進而得出建筑設計制冷/熱能耗。

該方法借鑒了美國LEED認證中的相關計算方法，又結(jié)合項目實際情況進行了簡化分析，不但可以解決軟件“超綱”問題，還可以為項目進行建筑用能分析提供解決方法。

這種計算方法可應用于多種機組（冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)、地源熱泵、電制冷機組、燃氣鍋爐等）復合或聯(lián)合供冷、供熱的系統(tǒng)。

國內(nèi)對于冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的節(jié)能分析，一般側(cè)重于對供能系統(tǒng)本身節(jié)能率、綜合能源效率及經(jīng)濟性[2～5]分析，而從用戶的用能情況分析冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)節(jié)能性的資料并不多。本文采用這種能耗“簡化”法，結(jié)合實際工程從用能需求側(cè)來分析冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的節(jié)能效果。

3 方法應用

3.1 項目概況及能源站系統(tǒng)配置

該項目為一棟辦公建筑位于天津地區(qū)，體型系數(shù)為0.17，地上9層，地下1層，總建筑面積為42680m2，主要功能房間為辦公，該項目由區(qū)域能源站供冷、供熱。

為滿足用戶冷、熱需求，該能源站采用冷熱電三聯(lián)供能供系統(tǒng)，分別配置了地源熱泵、電制冷機組、蓄冷蓄熱等聯(lián)合供冷供熱。能源站供電、供熱及供冷示意圖如圖1所示。

3.2 模擬設置參數(shù)及負荷計算

該項目的空調(diào)系統(tǒng)為風機盤管加新風系統(tǒng)，室內(nèi)設計參數(shù)滿足《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》的要求，空調(diào)、采暖室內(nèi)設計溫度及開啟時間，人員作息時間，照明、設備逐時使用率參照《公共建筑節(jié)能設計標準》表B.0.4，表B.0.5-2～表B.0.7-2。

3.3 案例結(jié)果分析

該項目的冷熱源非常復雜，eQuest軟件難以實現(xiàn)這類復雜冷熱源系統(tǒng)的模擬計算，為了得出該項目的能耗計算結(jié)果，應用了上述介紹的 “能耗簡化”分析方法。

通過用eQuest模擬，該項目全年累計冷負荷為2137806kWh，設計熱負荷為1077788kWh。

（1）建筑制冷能耗分析

根據(jù)能源站設計資料可得，本項目地源熱泵、三聯(lián)供溴化鋰機組及電制冷機提供的冷負荷的比例分別為：三聯(lián)供溴化鋰機組6.7%，電制冷機組40%，地源熱泵53.3%。

則各機組為建筑提供的冷量分別為：

地源熱泵：0.53×2137806=1140306kWh；

電制冷機組：0.4×2137806=855122.4kWh；

三聯(lián)供溴化鋰機組：0.067×2137806=142378kWh。

根據(jù)能源站設計資料可知，各機組的全年綜合制冷性能系數(shù)（SCOP）分別為：地源熱泵機組5.31，電制冷機組5.52，根據(jù)公式（1）可分別得出各機組制冷能耗為：

地源熱泵：1140306/5.31=214747kWh；

電制冷機組：855122.4/5.52=154913kWh；

三聯(lián)供溴化鋰機組制冷利用的是發(fā)電機的廢熱，即煙氣和缸套水的熱量，根據(jù)美國LEED認證標準，可認為溴冷機制冷沒有消耗常規(guī)能源，而是對廢熱的利用，因此溴冷機制冷為零能耗。

綜上所述，建筑制冷能耗包括以下2部分：即地源熱泵制冷能耗214747kWh，電制冷機組制冷能耗154913kWh；該建筑全年制冷能耗為369.66MWh，單位面積能耗為8.7kWh/m2.a

（2）建筑制熱能耗分析

本項目供熱系統(tǒng)為地源熱泵及三聯(lián)供溴化鋰機組，各自提供的熱負荷的比例分別為：三聯(lián)供溴冷機10.5%，地源熱泵89.5%。則各機組為建筑提供的熱量分別為：

地源熱泵：0.895×1077788=964420kWh；

三聯(lián)供溴化鋰機組：0.105×1077788=1131677kWh。

地源熱泵全年綜合制熱性能系數(shù)為3.45，則地源熱泵機組的制熱能耗為：

964420kWh/3.45=279600kWh；

同樣，溴化鋰機組制熱為廢熱利用，認為零能耗。則該項目制熱能耗為279.6MWh，單位面積能耗為6.6kWh/m2.a。

（3）建筑總能耗

經(jīng)過以上分析計算，得出該項目建筑制冷、制熱能耗共計為8.7+6.6=15.3kWh/m2.a。

以上案例分析，采用 “能耗簡化”方法計算出區(qū)域供能情況下的建筑制冷制熱總能耗值，應用該方法幫助該項目完成了綠色建筑星級評定相關內(nèi)容，得到了專家的認同。

4 結(jié)論

本文主要從能量需求側(cè)的角度，分析應用冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的建筑的制冷、制熱能耗，首先提出用能耗“簡化”法來分析應用復合冷熱源情況下建筑全年用能情況。并結(jié)合實際案例，應用這種能耗計算方法，對該項目全年制冷、制熱能耗進行了分析計算。在計算過程中，借鑒了LEED認證過程中對于處理冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)能耗計算過程中的方法，簡化了計算過程；對國外綠色建筑評價方法的靈活運用，對完善國內(nèi)綠色建筑評價方法具有指導意義。

參考文獻

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[2] 胡淞城.基于吸收式制冷的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能研究，[碩士論文]，2009.

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[5] 楊木和，王建，徐桓等.某醫(yī)院建筑應用冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的可行性分析.潔凈與空調(diào)技術，2010，4.

作者簡介：李倩（1985-），女，河北滄州人，工程師，從事建筑節(jié)能相關工作。