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

王巍 李奎

【摘要】通過(guò)冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行可以實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用，基于吸收式制冷的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)更是在節(jié)能的基礎(chǔ)上保障高效利用能源，進(jìn)而提升高能源綜合利用率。本文就冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及其節(jié)能性進(jìn)行論述，并結(jié)合電壓縮式制冷系統(tǒng)的特性，來(lái)剖析吸收式制冷技術(shù)下整個(gè)冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能效果的變化，相比之下，基于吸收式制冷的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能效果受發(fā)電效率因素的影響，即不同發(fā)電效率會(huì)產(chǎn)生不同的節(jié)能實(shí)效。本文通過(guò)建立聯(lián)產(chǎn)與分產(chǎn)的一次能耗比模型，將吸收式制冷技術(shù)下的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)凸顯出來(lái)，對(duì)該項(xiàng)研究課題的探究為實(shí)踐帶來(lái)有益的借鑒。

【關(guān)鍵詞】吸收式制冷;冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng);節(jié)能研究

一、前言

在傳統(tǒng)的技術(shù)條件下，熱電聯(lián)產(chǎn)具有很高的能源優(yōu)勢(shì)，在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代社會(huì)生活中一年四季的用熱量不均衡現(xiàn)象造成電站發(fā)電量失衡，且在以往聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的作用下也已經(jīng)不能維系發(fā)電量平衡。

基于此，吸收式制冷技術(shù)給該領(lǐng)域帶來(lái)了新的發(fā)展契機(jī)，在原有系統(tǒng)框架之下構(gòu)建出基于吸收式制冷的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，該新型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了制冷、供暖、發(fā)電過(guò)程的一體化，并且能夠有效節(jié)約能源，值得在相關(guān)領(lǐng)域推廣實(shí)施。

二、基于吸收式制冷的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理

在基于吸收式制冷的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，燃料燃燒的熱能通過(guò)（燃?xì)猓┢啓C(jī)來(lái)發(fā)電，發(fā)電過(guò)程中所產(chǎn)生的能量可以為用戶提供個(gè)性化的熱能服務(wù)。這樣一來(lái)，能源的利用效率得到了提高，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行。

冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，天然氣在三項(xiàng)獨(dú)立系統(tǒng)所組成的三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的作用下，轉(zhuǎn)化為人們生活中所需要的電能、熱能，以及制冷需求等。基于吸收式制冷的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理具體如圖1所示：

圖1 冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理示意圖

在圖1中我們可以清楚的看到冷熱電三聯(lián)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程較為簡(jiǎn)單，但三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)卻比以往的單性能或雙性能系統(tǒng)更具節(jié)能優(yōu)勢(shì)，在整個(gè)系統(tǒng)的作用下，生產(chǎn)出更多的可利用能源，為人們的生活提供服務(wù)。

三、分析新型冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)模型的節(jié)能效果

對(duì)于傳統(tǒng)的熱電系統(tǒng)而言，其節(jié)能效果受到了自身系統(tǒng)運(yùn)行效率及發(fā)電率的影響，使得系統(tǒng)的節(jié)能性特點(diǎn)的發(fā)揮受到阻礙。

基于此，新型冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)模型的構(gòu)建，能夠解決部分資源的利用問(wèn)題，并且在三項(xiàng)技術(shù)的支撐下，提高了生產(chǎn)實(shí)效。

（一）新型冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)模型的構(gòu)建及實(shí)際案例數(shù)據(jù)分析

現(xiàn)階段，在建立的聯(lián)產(chǎn)和分產(chǎn)系統(tǒng)比較模型的基礎(chǔ)之上，建立了系統(tǒng)一次能耗的組合模型。在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，從系統(tǒng)的一次能耗、一次能耗率及系統(tǒng)當(dāng)量熱力系數(shù)數(shù)值的分析角度出發(fā)對(duì)冷熱電三聯(lián)產(chǎn)相對(duì)于熱電聯(lián)產(chǎn)冷分產(chǎn)以及冷熱電三分產(chǎn)的節(jié)能性進(jìn)行了計(jì)算、比較和分析[1]。具體數(shù)值如表1所示。

從表1中所呈現(xiàn)出來(lái)的對(duì)比數(shù)據(jù)及經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單分析可知，基于吸收式制冷系統(tǒng)的三聯(lián)產(chǎn)組合系統(tǒng)的一次能耗較低，無(wú)論是活塞式、螺桿式、離心式的壓縮制冷系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，它與吸收式制冷系統(tǒng)對(duì)比后的結(jié)果都是極為明顯的，可見(jiàn)吸收式制冷系統(tǒng)在實(shí)踐過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)凸顯。

從以往對(duì)于電熱聯(lián)產(chǎn)組合的相關(guān)理論研究中也可以了解到，二聯(lián)產(chǎn)的節(jié)能型作用要優(yōu)于獨(dú)立系統(tǒng)的運(yùn)作，由此可知，三聯(lián)產(chǎn)比二聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)更具節(jié)能性。而且，當(dāng)兩種組合系統(tǒng)中都采取背壓機(jī)組時(shí)，隨著供熱負(fù)荷率的逐漸降低，二聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)總一次能耗增加，但三聯(lián)產(chǎn)的總節(jié)能率增加[2]。

通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)論與壓縮式制冷系統(tǒng)和吸收式制冷系統(tǒng)的對(duì)比而知，冷熱電三聯(lián)產(chǎn)與冷熱電三分產(chǎn)相比較，具有極為明顯的節(jié)能效果。從理論研究?jī)?nèi)容中可以了解到，基于吸收式制冷的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能型受到燃?xì)廨啓C(jī)類型與電網(wǎng)發(fā)電效率的影響。再經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)算研究而知，當(dāng)平均發(fā)電效率提高到40%左右時(shí)，該冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)勢(shì)較為突出[3]。在現(xiàn)實(shí)中的表現(xiàn)為，當(dāng)熱負(fù)荷率大的冬季和夏季是節(jié)能的，但在春秋季節(jié)的過(guò)渡時(shí)期，當(dāng)熱負(fù)荷率的數(shù)值較低。

由此可以判斷出，三聯(lián)產(chǎn)的節(jié)能實(shí)效隨季節(jié)變化而發(fā)生微小的變動(dòng)。這樣以來(lái)，只要按照一定的規(guī)律來(lái)維持系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，就保障了基于吸收式制冷的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能作用的穩(wěn)定性。在實(shí)踐過(guò)程中，基于吸收式制冷的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能實(shí)效可以通過(guò)圖2中的模擬示意圖來(lái)表達(dá)。

圖2 基于吸收式制冷的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)

注：燃?xì)廨啓C(jī)+余熱鍋爐+吸收式。

（二）影響基于吸收式制冷的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能效果的因素

通過(guò)構(gòu)建三聯(lián)產(chǎn)模型與系統(tǒng)的理論研究可以知道，基于吸收式制冷的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能型受到燃?xì)廨啓C(jī)類型與電網(wǎng)發(fā)電效率的影響較大。從具體情況來(lái)看，實(shí)質(zhì)上不同的燃?xì)廨啓C(jī)類型呈現(xiàn)出不同的燃?xì)廨啓C(jī)容量與背亞排氣壓力等數(shù)值。這些因素都會(huì)對(duì)冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)際節(jié)能效果產(chǎn)生影響。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理的長(zhǎng)期了解，構(gòu)建由小型燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、吸收式制冷機(jī)設(shè)備組成的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的運(yùn)行效能較以往有了很大的提升，在一定程度上節(jié)約了能源。基于吸收式制冷的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能型受到燃?xì)廨啓C(jī)類型與電網(wǎng)發(fā)電效率的影響。總之，在實(shí)踐過(guò)程中，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)專家學(xué)者或業(yè)界工作者對(duì)于冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理及節(jié)能性仍需進(jìn)一步探究，讓技術(shù)的革新為生產(chǎn)帶來(lái)更大的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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