1、主要研究內(nèi)容
(1)建筑熱電冷三聯(lián)供技術(shù)研究
BCHP(Building ,Cooling, Heating & Power)建筑冷熱電聯(lián)產(chǎn),即通過能源的梯級利用,燃料通過熱電聯(lián)產(chǎn)裝置發(fā)電后,變?yōu)榈推肺兜臒崮苡糜诓膳?、生活供熱等用途的供熱,這一熱量也可驅(qū)動吸收式制冷機(jī),用于夏季的空調(diào),從而形成熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)。為了協(xié)調(diào)熱、電和冷三種動態(tài)負(fù)荷,實現(xiàn)最佳的整體系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性,系統(tǒng)往往需要設(shè)置壓縮式制冷機(jī)和鍋爐,甚至蓄能裝置等。以天然氣為燃料的熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)是目前分布式能源的主要利用方式,其經(jīng)過能源梯級利用可使能源利用效率提高至80%以上。作為合理利用天然氣的最優(yōu)方式,近年來,天然氣分布式能源在業(yè)界的推動和國家政策的支持下發(fā)展迅速。
熱電冷三聯(lián)供在國際上是一項已經(jīng)被證實了的成熟技術(shù),但是其快速發(fā)展需要政府的認(rèn)同以及相應(yīng)的激勵政策。如強(qiáng)制電網(wǎng)接受分布式電廠接入電網(wǎng)并采購這些電廠的電,提高電價、給予氣價優(yōu)惠等。而這些問題目前正是我國天然氣分布式能源面臨的瓶頸。我國電價較低而氣價較高,入網(wǎng)連接還存在阻礙。另外我國天然氣分布式能源規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)缺失,核心產(chǎn)品被國外進(jìn)口產(chǎn)品壟斷,投資成本高昂。
隨著國家相關(guān)部委對分布式能源三聯(lián)供系統(tǒng)的重視,相應(yīng)政策出臺,國產(chǎn)設(shè)備技術(shù)逐步提升,示范項目的運(yùn)行,匹配設(shè)計逐步完善,分布式能源系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益會越來越明顯,規(guī)?;l(fā)展的基礎(chǔ)條件逐漸成熟,三聯(lián)供項目建設(shè)實施的春天將不再遙遠(yuǎn)。實驗室重點(diǎn)在熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計、配置技術(shù)研究,系統(tǒng)優(yōu)化控制系統(tǒng)開發(fā),建設(shè)示范項目方面開展工作。
熱電冷三聯(lián)供技術(shù)研究內(nèi)容包括熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)研究。
(2)蓄能技術(shù)研究
為了協(xié)調(diào)冷熱負(fù)荷與電負(fù)荷的關(guān)系,往往需要在熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)中設(shè)置蓄冷、蓄熱系統(tǒng)。而在熱電冷聯(lián)產(chǎn)中應(yīng)用蓄冷蓄熱系統(tǒng)在我國的應(yīng)用經(jīng)驗尚欠缺,進(jìn)行蓄冷蓄熱裝置的形式結(jié)構(gòu)以及在整個聯(lián)供系統(tǒng)中的運(yùn)行策略研究是非常必要的。蓄能技術(shù)研究主要包括蓄熱技術(shù)、蓄冷技術(shù)以及與聯(lián)供系統(tǒng)匹配運(yùn)行策略等關(guān)鍵技術(shù)研究,創(chuàng)新點(diǎn)為負(fù)荷預(yù)測與優(yōu)化控制技術(shù)研究。
2、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)、代表性成果及應(yīng)用
(1)建筑熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)主要是溫度自然分層法通過溴化鋰吸收式制冷制熱機(jī)組進(jìn)行蓄能過程中如何更好的適應(yīng)工況的變化,即分布式能源耦合水蓄能調(diào)峰系統(tǒng)的設(shè)計方法以及分布式能源系統(tǒng)供能的優(yōu)化控制策略。
通過近年的努力,我們在天然氣冷熱電三聯(lián)供分布式能源耦合水蓄能領(lǐng)域已經(jīng)獲得了6個國內(nèi)外工程業(yè)績,在相關(guān)自控領(lǐng)域也獲得了1個工程業(yè)績,相關(guān)技術(shù)研發(fā)成果已經(jīng)快速得到了市場應(yīng)用,獲得了近5000萬元的合同,主要項目列舉如下:
① 馬來西亞GDC水蓄冷項目,單罐水蓄冷體積世界第二,不超1m的斜溫層厚度和93%的體積利用率均為世界頂級技術(shù)水平,該項目的優(yōu)異性能讓RUNPAQ榮膺馬來西亞國家石油公司A級供應(yīng)商。系統(tǒng)內(nèi)含兩臺額定發(fā)電容量5.3MW的小型燃?xì)廨啓C(jī),通過溴化鋰吸收式制冷主機(jī)、直燃機(jī)、電制冷離心機(jī)蓄冷。
② 上海迪斯尼樂園分布式區(qū)域能源站水蓄冷、水蓄熱系統(tǒng),該項目一期配置5臺額定發(fā)電容量為4.3MW的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組,通過溴化鋰吸收式制冷制熱機(jī)組蓄冷蓄熱,蓄冷裝置的有效蓄冷量為130000kWh,蓄熱裝置的有效蓄熱量為6100kWh。
③ 武漢創(chuàng)意天地分布式能源系統(tǒng),這是國家首批四個國家級分布式能源示范項目之一,能源中心建筑面積5400平方米,利用水蓄能技術(shù)進(jìn)行調(diào)峰,提高一次能源綜合利用率和供能安全性。采用蓄冷蓄熱合用的方式,蓄能水箱體積450m3。
④ 上海虹橋商務(wù)核心區(qū)能源中心南站水蓄冷系統(tǒng)及自控設(shè)備供貨,該項目采用1個44.3m*15.5m*22m半地下式蓄冷水罐,有效容積12000立方,水深20m,蓄冷量106000kWh。
⑤ 武漢新城國際博覽中心二期分布式能源中心,為區(qū)域型DCHP系統(tǒng),發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量共12MW,采用我司的水蓄能技術(shù),水箱容積450m3。
⑥ 上海前灘天然氣分布式能源中心水蓄能裝置,該項目蓄能水罐內(nèi)徑32m,高度36m,水罐容積不小于28000立方米,是目前國內(nèi)最大單體體積最大的蓄能罐,并且蓄冷蓄熱同罐,具有很高的技術(shù)含量。
⑦ 杭州阮家橋公交總站分布式能源系統(tǒng)自控系統(tǒng)集成服務(wù),設(shè)計杭州阮家橋公交停?;胤植际侥茉礋犭娐?lián)供系統(tǒng)的自控系統(tǒng),將全面應(yīng)用我司在分布式能源領(lǐng)域積累的優(yōu)化控制策略。
(2)蓄能技術(shù)研究關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)為開發(fā)一種納米導(dǎo)熱復(fù)合材料,以聚烯烴為基體加入納米材料、導(dǎo)熱、耐開裂、抗沖擊改性等助劑組成,從而實現(xiàn)低填充、高傳導(dǎo)特性,制造出了導(dǎo)熱性能優(yōu)異、機(jī)械性能良好、使用性能穩(wěn)定、適用性廣泛的納米導(dǎo)熱復(fù)合材料。同時采用獨(dú)特的逆流非等邊排列結(jié)構(gòu)設(shè)計、獨(dú)特的逆流非等邊排列結(jié)構(gòu)設(shè)計和重疊式單元設(shè)計,優(yōu)化了納米導(dǎo)熱復(fù)合盤管外融冰蓄冰裝置結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)外融冰蓄冰裝置相比,制冰溫度提高2~3℃,融冰換熱面積增加30%以上,綜合換熱效率提高10%以上。
該項研究獲得:發(fā)明專利2項(一種納米導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法,201210060940.0;礦用外融冰式降溫系統(tǒng),ZL200810163158.5)。
研究成果已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,在蘇州國際財務(wù)廣場及青山湖科技城研發(fā)核心區(qū)塊中央空調(diào)區(qū)域能源站等大型區(qū)域能源站項目得到應(yīng)用,典型示范項目2項。