一、建筑热电冷三联供系统概念

建筑热电冷三联供系统（BCHP系统），也称为分布式供电系统的一种，是在建筑物内安装燃气或燃油发电机组发电，满足建筑物的用电基础负荷；同时，用其余热产生热水，用于采暖和生活热水需要；在夏季还用发电的余热产生冷量，用于空调的降温和除湿。这样，通过燃气或燃油同时解决建筑物内供电、供热和供冷的需要，所以称为建筑热电冷三联供系统。燃气轮机+余热直燃机（补燃型）BCHP系统流程，如图8.6所示。

二、建筑热电冷三联供系统能效特性分析

采用燃气或燃油发电，有几种不同形式，其发电效率、产热效率和所产生热量的承载形式也不同，从而决定能耗性能的差异，见表8.8。

BCHP系统产生热量是通过在烟气，水换热器从排出的烟气中回收热量，水-水换热器从发动机的冷却水中回收热量。由于排出的烟气温度高，所以可以满足高温度热利用（如制备90℃的热水）的要求。烟气中热量的热回收效率与利用热量的温度和烟气的过量空气系数有关。过量空气系数越大，排出的烟气量越大，热回收效率就越低。而发动机冷却水的温度又不能太高，所以从内燃机的缸套冷却水中就只能得到不超过70-80℃的热量，从斯特林发动机的冷却水中，就只能得到40-50℃的热水。这样，当需要较高温的热量时，以热水形式产生的热量不易利用。

BCHP的余热制冷的方式是利用吸收式制冷机。可以直接把发动机的烟气通到专门的吸收制冷机中，制取空调用冷冻水。此时，烟气中的热量转换为冷量的转换效率可达1.2-1.3。然而，发动机冷却水中的热量温度低，不宜用来制冷。有些吸收机可以同时利用内燃机的烟气和缸套冷却水制冷，但此时的热一冷转换系数只能达到1O左右。斯特林发动机的缸套水就很难用来制冷。

采用BCHP系统同时提供电力和热量时，首先从燃气中提取高品位的电能，然后将其剩余的低品位能源转换为热量。与直接锅炉燃烧产热相比，其能源利用率较高。因此，当全年有稳定的热负荷时，采用BCHP供电供热是一种能源高效利用的方式。采用发电后的余热制冷时，制冷COP仅为1-1.3，而采用通常的大型电动压缩式制冷机，COP可达6左右，也就是说1份电力可以制取6份冷量。这样，采用大功率内燃机，发电效率40%，产热量40%，热量可产生的冷量为40%(COP=1)，这部分冷量折合电力不到7%(COP=6)，总的等效发电效率不到47%。目前，大型燃气-蒸汽联合循环电厂发电效率可以达到55%，考虑电力的输配损失，到达用户末端后也可达到约50%。因此，和大型燃气-蒸汽联合循环电厂及电动压缩制冷相比，采用大功率内燃机的“电冷联产”，其能源转换率并不高。

采用微燃机，即使发电效率30%，产热效率60%，此热量变为冷量78%( COP=1.3)，冷量折合电力为13%，总的等效发电效率不到43%，低于大型燃气-蒸汽联合循环电厂的50%的效率。因此，不能认为采用微燃机发电的“电冷联产”方式能源利用率高，大型燃气发电厂可以得到更高的能量转换效率。

采用建筑热电冷联产方式，还有确定合理的发电机的容量问题。这时，需要考虑是按照“以电定热”，还是“以热定电”的方式运行。按照“以电定热”，就是根据电力的需求运行BCHP设备，如果产生的热量不能全部利用，就会被排放。由于这种设备单独发电时能源利用率很低，所以就会造成大的能源浪费。“以热定电”是根据热量或冷量的需求运行BCHP设备，不造成热量的无效排放。除了某些生活热水负荷全年稳定（如医院、游泳池、旅馆）外，采暖负荷在冬季变化很大，夏季的冷负荷则变化更大，这样就导致“以热定电”的运行模式运行时，全年的设备有效运行小时数低，设备初投资回收慢。在一些电力供应不足、电价高昂的地区，经济利益就会促使运行者按照“以电定热”方式运行，当电价高时，尽管发电效率不高，但仍有经济利益，于是就形成“省钱不省能”的运行模式。然而，从节约能源的大局看，这不是一种合理的运行方式，应该限制和避免。