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[科普中國]-熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)

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分布式能源系統(tǒng)(Distributed Energy System)在許多國家、地區(qū)已經(jīng)是一種成熟的能源綜合利用技術(shù),它以靠近用戶、梯級利用、一次能源利用效率高、環(huán)境友好、能源供應(yīng)安全可靠等特點(diǎn),受到各國政府、企業(yè)界的廣泛關(guān)注、青睞。分布式能源系統(tǒng)有多種形式,區(qū)域性或建筑群或獨(dú)立的大中型建筑的冷熱電三聯(lián)供(Combined Cooling heating and power,簡稱CCHP)是其中一種十分重要的方式。

能源燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)是一種建立在能量的梯級利用概念基礎(chǔ)上,以天然氣為一次能源,產(chǎn)生熱、電、冷的聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供系統(tǒng)。它以天然氣為燃料,利用小型燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)、微燃機(jī)等設(shè)備將天然氣燃燒后獲得的高溫?zé)煔馐紫扔糜诎l(fā)電,然后利用余熱在冬季供暖;在夏季通過驅(qū)動吸收式制冷機(jī)供冷;同時(shí)還可提供生活熱水,充分利用了排氣熱量。一次能源利用率可提高到80%左右,大量節(jié)省了一次能源1。

供應(yīng)范圍燃?xì)鈿饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)按照供應(yīng)范圍,可以分為區(qū)域型和樓宇型兩種。區(qū)域型系統(tǒng)主要 是針對各種工業(yè)、商業(yè)或科技園區(qū)等較大的區(qū)域所建設(shè)的冷熱電能源供應(yīng)中心。設(shè)備一般采用容量較大的機(jī)組,往往需要建設(shè)獨(dú)立的能源供應(yīng)中心,還要考慮冷熱電 供應(yīng)的外網(wǎng)設(shè)備。樓宇型系統(tǒng)則是針對具有特定功能的建筑物,如寫字樓、商廈、醫(yī)院及某些綜合性建筑所建設(shè)的冷熱電供應(yīng)系統(tǒng),一般僅需容量較小的機(jī)組,機(jī)房 往往布置在建筑物內(nèi)部,不需要考慮外網(wǎng)建設(shè)2。

燃?xì)馓攸c(diǎn)與集中式發(fā)電-遠(yuǎn)程送電比較,燃?xì)鉄犭娎淙?lián)供可以大大提高能源利用效率:大型發(fā)電廠的發(fā)電效率一般為30%~40%;而經(jīng)過能源的梯級利用cchp使能源利用效率從常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)的40%左右提高到80~90%,且沒有輸電損耗。

熱電產(chǎn)生過程就是天然氣燃燒產(chǎn)生熱量,然后通過能量轉(zhuǎn)換得到電能或機(jī)械能。天然氣在燃?xì)廨啓C(jī)或發(fā)動機(jī)中燃燒產(chǎn)生電能或機(jī)械能用于空氣調(diào)節(jié)或壓縮空氣,泵水等,在這個(gè)過程中,熱能沒有浪費(fèi)而被利用,并被廣泛應(yīng)用。廢熱回收鍋爐生產(chǎn)蒸汽用于工藝加熱、空氣調(diào)節(jié)、空間加熱及工商業(yè)蒸爐等。

以燃機(jī)為核心的燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)方式有多種,基本方式有兩種:燃?xì)鈾C(jī)(包括內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等)+余熱吸收式制冷機(jī)(余熱直燃機(jī)),以天然氣為燃料送入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒發(fā)電后,高溫排氣進(jìn)入余熱吸收式制冷機(jī)(余熱直燃機(jī)),夏季供冷、冬季供熱,根據(jù)冷負(fù)荷、熱負(fù)荷的需要可補(bǔ)燃天然氣。

燃?xì)鈾C(jī)(包括內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī))+余熱鍋爐+蒸汽吸收式制冷+電制冷機(jī)+燃?xì)忮仩t的流程:天然氣送入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒發(fā)電后,高溫排氣送入余熱鍋爐制取蒸汽,蒸汽經(jīng)分汽缸至蒸汽溴化鋰吸收式制冷機(jī);冬季蒸汽經(jīng)分汽缸至換熱器制取熱水供熱。根據(jù)建筑群夏季的冷負(fù)荷需要,不足冷量由電動壓縮制冷機(jī)提供;冬季不足熱量由熱泵和燃?xì)忮仩t提供。

兩種燃?xì)饫錈犭娐?lián)供系統(tǒng)示意圖及設(shè)備配置是基本的方式,依據(jù)具體工程項(xiàng)目的實(shí)際情況可以變化為多種系統(tǒng)和設(shè)備配置方式。對于采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的CCHP,由于該機(jī)型有2類以上的余熱介質(zhì),即缸套等余熱熱水和高溫排氣余熱等,其CCHP系統(tǒng)和設(shè)備的配置有一定差異,但其余熱利用也是采用余熱溴化鋰吸收式制冷機(jī)或熱水/蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī),也可將熱水或蒸汽直接用于需要熱水/蒸汽的場所。

應(yīng)用情況美國:電力公司必須收購熱電聯(lián)產(chǎn)的電力產(chǎn)品,其電價(jià)和收購電量以長期合同形式固定。為熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)提供稅收減免和簡化審批等優(yōu)惠政策。截止2002年末,美國分布式能源站已近6000座。美國政府把進(jìn)一步推進(jìn)“分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)”的發(fā)展列為長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃,并制定了明確的戰(zhàn)略目標(biāo):力爭在2010年,20%的新建商用或辦公建筑使用“分布式熱電聯(lián)產(chǎn)”供能模式;5%現(xiàn)有的商用寫字樓改建成“冷熱電聯(lián)產(chǎn)”的“分布式熱電聯(lián)產(chǎn)”模式。2020年在50%的新建辦公樓或商用樓群中,采用“分布式熱電聯(lián)產(chǎn)”模式,將15%現(xiàn)有建筑的“供能系統(tǒng)”改建成“分布式熱電聯(lián)產(chǎn)”模式。有報(bào)道稱,美國能源部計(jì)劃在2010年削減460億美元國家電力投資,采取的辦法是加快分布式能源發(fā)展。美國能源部計(jì)劃,2010年20%的新建商用建筑使用冷熱電三聯(lián)供發(fā)展計(jì)劃,2020年50%的新建商用建筑使用冷熱電三聯(lián)供發(fā)展計(jì)劃。

歐盟:據(jù)1997年資料統(tǒng)計(jì),歐盟擁有9000多臺分布式熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組,占?xì)W洲總裝機(jī)容量的13%,其中工業(yè)系統(tǒng)中的分布式熱電聯(lián)產(chǎn)裝機(jī)總?cè)萘砍^了33GW,約占熱電聯(lián)產(chǎn)總裝機(jī)容量的45%,歐盟決定到2010 年將其熱電聯(lián)產(chǎn)的比例增加1倍,提高到總發(fā)電比例的18%。丹麥:熱電上網(wǎng);1MW以上燃煤燃油鍋爐的天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)改造項(xiàng)目享受政府30%的補(bǔ)貼;對熱電工程給予低利率優(yōu)惠貸款;將環(huán)保所得稅作為投資款返還工商業(yè);對工商業(yè)的天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目發(fā)電價(jià)格補(bǔ)貼。法國:對熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的初始投資給予15%的政府補(bǔ)貼。英國:免除氣候變化稅、免除商務(wù)稅、高質(zhì)量的熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目可申請政府關(guān)于采用節(jié)約能源技術(shù)項(xiàng)目的補(bǔ)貼金。荷蘭:建立熱電聯(lián)產(chǎn)促進(jìn)機(jī)構(gòu);熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)電量優(yōu)先上網(wǎng)

日本:重視節(jié)能工作,節(jié)能系統(tǒng)的研究程度很高,以天然氣為基礎(chǔ)的分布式冷熱電聯(lián)供項(xiàng)目發(fā)展最快,而且應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。日本政府從立法、政府補(bǔ)助、建立示范工程、低利率融資以及給予建筑補(bǔ)助金等角度來促進(jìn)能源開發(fā)及節(jié)能事業(yè)的發(fā)展。對熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目給予諸多減免稅。截止2000 年底,已建熱電(冷)系統(tǒng)共1413個(gè),平均容量477kW,主要是小型系統(tǒng)。

我國政府將天然氣的開發(fā)和利用作為改善能源結(jié)構(gòu),提高環(huán)境質(zhì)量的重要措施。西氣東輸、廣東進(jìn)口液化天然氣、東海天然氣開發(fā)等大型項(xiàng)目的全面實(shí)施,推動了全國天然氣的建設(shè)。北京、上海等城市已經(jīng)采取一些優(yōu)惠政策鼓勵冷熱電三聯(lián)供項(xiàng)目的發(fā)展。已建成上海浦東國際機(jī)場、北京燃?xì)獯髽?、北京燃?xì)饧瘓F(tuán)次渠門站大樓等的項(xiàng)目3。

影響熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的技術(shù)因素分析關(guān)于熱電聯(lián)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性的研究已很成熟,在熱電聯(lián)產(chǎn)基礎(chǔ)上加入制冷系統(tǒng)后影響熱電冷系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的有關(guān)技術(shù)因素。以下就系統(tǒng)的幾個(gè)組成部分,即熱電廠、熱力輸送系統(tǒng)和制冷站,以及冷負(fù)荷特性、蓄能裝置等幾方面對各主要技術(shù)因素加以分析。

1、熱電廠包括熱電廠機(jī)組的型式、容量、初蒸汽參數(shù)、抽汽或背壓排汽參數(shù)等。

1)機(jī)組型式機(jī)組型式對系統(tǒng)初投資和運(yùn)行費(fèi)的影響很大。燃煤熱電廠主要包括背壓機(jī)或抽凝機(jī)兩種型式。由于背壓機(jī)組初投資低,能量轉(zhuǎn)換效率高,因而對于新建熱電廠來講,背壓機(jī)組經(jīng)濟(jì)性顯然好于抽凝機(jī)組。

在原有熱電廠基礎(chǔ)上擴(kuò)建的熱電冷系統(tǒng)。假設(shè)空調(diào)負(fù)荷峰谷變化與電力負(fù)荷一致。從整體角度看,背壓機(jī)組由于制冷負(fù)荷的加入而增加了背壓排汽量,進(jìn)而增加了空調(diào)峰期的發(fā)電容量。這會減少電網(wǎng)相應(yīng)容量的電廠初投資,從而使整體系統(tǒng)的投資大幅度降。而抽凝機(jī)組在電力高峰期一般會滿功率發(fā)電,故在增加制冷用熱負(fù)荷后不會減少電網(wǎng)投資。因此,就初投資而言,背壓機(jī)組經(jīng)濟(jì)性更具優(yōu)勢。在運(yùn)行費(fèi)方面,抽凝機(jī)組所具有的經(jīng)濟(jì)性則好于背壓機(jī)組,因?yàn)槌槟龣C(jī)組由于供冷而增加的抽汽發(fā)電代替了效率低的本機(jī)組純凝汽發(fā)電,而背壓機(jī)組則是代替了效率相對較高的電網(wǎng)機(jī)組發(fā)電量。由于背壓機(jī)組初投資減少對經(jīng)濟(jì)性的影響大于運(yùn)行費(fèi)方面的劣勢,使得由背壓汽輪機(jī)組成的熱電冷系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性好于抽凝汽輪機(jī)組成的系統(tǒng)[1]。順便指出,冷負(fù)荷一天之中變化幅度較大,這給熱電廠的運(yùn)行調(diào)節(jié)帶來困難。由于鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍和慣性的限制,背壓機(jī)組如何滿足冷負(fù)荷的變化是一個(gè)殛待解決的問題。抽凝機(jī)組因抽汽調(diào)節(jié)較為靈活而使該問題不那么突出。 隨著人們現(xiàn)代文明和環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強(qiáng),以油、氣等相對清潔的燃料代替污染嚴(yán)重的煤而作為城市使用的主要一次能源以成為必然趨勢,其中包括燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)等型式的熱電廠在城市供熱方面的應(yīng)用。這種熱電聯(lián)產(chǎn)裝置在西方國家使用較為普遍。其特點(diǎn)是熱電比小,發(fā)電效率高,單位容量投資少。如果燃料價(jià)格較為合理,以這種熱電廠為熱源的熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)有較好的經(jīng)濟(jì)性。

2)機(jī)組容量主要指系統(tǒng)熱化系數(shù)的合理選取??照{(diào)負(fù)荷變化幅度大,可選取適當(dāng)容量的鍋爐蒸汽在負(fù)荷高峰期作為式制冷機(jī)的熱源,進(jìn)而減小供熱機(jī)組的容量。這樣,不僅可降低系統(tǒng)的初投資,而且還可提高系統(tǒng)運(yùn)行效率,使熱電廠運(yùn)行工況更加穩(wěn)定。

3)熱電廠初蒸汽參數(shù)初蒸汽參數(shù)越高,系統(tǒng)的發(fā)電效率越高,熱電比越小,會使熱電

冷的經(jīng)濟(jì)性越好。當(dāng)熱電冷系統(tǒng)系統(tǒng)和所代替的發(fā)電機(jī)組所用燃料的價(jià)格在正常波動范圍內(nèi)時(shí),熱電冷系統(tǒng)年運(yùn)行成本是隨著熱電比的降低而減小的。因此,熱電冷系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先選用高參數(shù)的熱電廠為熱源。

4)熱電廠抽汽或背壓排汽參數(shù)的降低,會使系統(tǒng)的發(fā)電效率增加,熱電比減小,有利于提高熱電冷系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。對于吸收式制冷機(jī)而言,抽汽或背壓排汽參數(shù)在一定范圍內(nèi)變化對其熱力系數(shù)影響不大,但對冷機(jī)的出力有較大影響。當(dāng)蒸汽壓力每降低0.1MPa時(shí),蒸汽型雙效機(jī)制冷量減少9%-11%[2]。這表明,當(dāng)蒸汽壓力降低時(shí),為保證制冷量要選擇內(nèi)部傳熱面積更大的制冷機(jī),從而增加了制冷站的初投資。因此,熱電廠抽汽或背壓排汽參數(shù)對于不同的具體系統(tǒng)應(yīng)有其最優(yōu)值。

2、熱力輸送系統(tǒng)包括供熱管網(wǎng)和供冷管網(wǎng),影響因素主要有輸送介質(zhì)種類及其熱力參數(shù)、輸送系統(tǒng)運(yùn)行方式等。

1)輸送介質(zhì)種類由于技術(shù)條件的限制,供冷管網(wǎng)的輸送介質(zhì)只能采用冷水。但該介質(zhì)輸送冷量的能力小,管網(wǎng)初投資及輸送電耗巨大。近年來國外正在研制以冰漿或在冷水中加入相變材料作為輸冷介質(zhì),可使管網(wǎng)輸送冷量的能力大大提高,較大幅度地降低管網(wǎng)初投資,但這種輸送技術(shù)目前仍處于試驗(yàn)階段[3]。 輸熱介質(zhì)主要指蒸汽或熱水。當(dāng)以蒸汽作為作為熱網(wǎng)的輸送介質(zhì)時(shí),供冷系統(tǒng)可采用熱力系數(shù)高的雙效制冷機(jī)。同時(shí),蒸氣在輸送中電耗低,不需要設(shè)置熱力首站換熱設(shè)備及泵等。但是,蒸汽在較遠(yuǎn)距離的熱網(wǎng)輸送中,壓力損失大,導(dǎo)致供熱機(jī)組抽汽或背壓排汽壓力較高,熱電廠熱電比大,且熱網(wǎng)的熱效率較低。這會對系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生不利影響。以熱水作為熱網(wǎng)的輸送介質(zhì),可使供熱機(jī)組抽汽或背壓排汽壓力較低。同時(shí),熱網(wǎng)熱效率較高。但是,由于管道成本的限制,通常采用直埋管道的熱水網(wǎng)供水溫度大都在120℃以下,供冷系統(tǒng)只能采用熱力系數(shù)低的單效機(jī)。這會大幅度地增加供冷系統(tǒng)的初投資以及整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)。另外,熱水網(wǎng)還有輸送耗電大等缺點(diǎn)。

2)輸送介質(zhì)熱力參數(shù)對于蒸汽網(wǎng)而言是指蒸汽壓力,亦即指汽輪機(jī)抽汽或背壓排汽壓力,上文對此已作分析。

對于熱水網(wǎng)而言,輸送介質(zhì)的熱力參數(shù)主要是指熱網(wǎng)供回水溫度,該參數(shù)對輸送系統(tǒng)仍至整個(gè)熱電冷系統(tǒng)的影響都很大。供水溫度選擇的小,熱電廠供熱機(jī)組抽汽或排汽壓力可以降低。但熱水溫度低會使制冷機(jī)制冷效率降低,制冷設(shè)備的投資及耗電量高。供回水溫差增大,無疑會節(jié)省熱網(wǎng)初投資及輸送能耗。但這會導(dǎo)致制冷系數(shù)降低,制冷設(shè)備初投資增加。因此,從系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性看,熱網(wǎng)供回水溫度應(yīng)有最佳選擇。

3)輸送系統(tǒng)運(yùn)行方式為保證制冷機(jī)的出力及運(yùn)行效率,不希望降低熱網(wǎng)供水溫度,熱網(wǎng)的運(yùn)行基本上依靠量調(diào)節(jié)完成。由于用戶熱負(fù)荷變化頻繁,導(dǎo)致熱網(wǎng)水的循環(huán)流量在很大范圍內(nèi)變化,且大部分時(shí)間在低負(fù)荷下運(yùn)行,常規(guī)熱網(wǎng)運(yùn)行方式將使主循環(huán)泵的電耗很大。因此,輸送系統(tǒng)的運(yùn)行方式對于熱網(wǎng)的低能耗和安全運(yùn)行有重要作用。

3、制冷站包括供冷站位置與規(guī)模,吸收式制冷機(jī)型式、容量和運(yùn)行方式等。

1)制冷站位置與規(guī)模由于冷水管道的供回水溫差通常在10℃以內(nèi),供冷管道輸送能量的能力遠(yuǎn)小于供熱管道,相同距離下供熱管道的投資要小于供冷管道。從這一點(diǎn)看,制冷站應(yīng)盡量靠近用戶。但用戶負(fù)荷在地理上是分散的,位置靠近用戶會使單個(gè)制冷站規(guī)模變小,數(shù)量增多,導(dǎo)致制冷設(shè)備容量增加,整個(gè)系統(tǒng)的制冷站占用空間增大,而且用戶附近的制冷站建筑造價(jià)往往更加昂貴。因此,位置靠近用戶又會使熱電冷系統(tǒng)制冷站的投資增大。合理選取制冷站位置與規(guī)模是一個(gè)較復(fù)雜的問題,應(yīng)從整體供冷系統(tǒng)考慮,全面加以優(yōu)化。

2)吸收式制冷機(jī)的型式、容量和運(yùn)行方式制冷機(jī)的型式主要指單效或雙效。毫無疑問,在條件允許的情況下應(yīng)盡量使用雙效機(jī)。由于空調(diào)負(fù)荷變化幅度大,制冷站內(nèi)單臺制冷機(jī)容量的選擇,制冷機(jī)的運(yùn)行方式,包括各制冷機(jī)之間的負(fù)荷分配、啟停順序等,都會影響系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

4、供冷負(fù)荷特性包括負(fù)荷因子、負(fù)荷密度、用戶負(fù)荷性質(zhì)、年最大供冷負(fù)荷小時(shí)數(shù)等。

1)負(fù)荷因子指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比。負(fù)荷因子越小,則設(shè)備利用率越低,單位制冷容量的供冷系統(tǒng)初投資越大。與采暖負(fù)荷相比,空調(diào)日負(fù)荷因子要小得多,這會使系統(tǒng)的容量無法得到充分利用。同時(shí),也會給設(shè)備的運(yùn)行效率和調(diào)節(jié)手段帶來不利。解決問題的有效辦法包括合理選取系統(tǒng)熱化系數(shù)和適當(dāng)設(shè)立蓄能裝置。

2)負(fù)荷密度指單位社區(qū)面積所擁有的冷負(fù)荷量。負(fù)荷密度大,則輸送系統(tǒng)單位負(fù)荷投資小,有利于區(qū)域供冷的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)負(fù)荷密度過小,采用區(qū)域冷熱聯(lián)供的單位負(fù)荷初投資過大,就會被分散的供冷方式取代。

3)用戶負(fù)荷性質(zhì)由于建筑物使用功能不同,用戶負(fù)荷性質(zhì),即用戶之間最大空調(diào)負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)刻,會有所不同。這將使區(qū)域供冷系統(tǒng)與用戶獨(dú)立設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)相比,設(shè)備容量減小。工程上采用系統(tǒng)供冷負(fù)荷峰值與各用戶最大冷負(fù)荷之和的比值,即負(fù)荷同時(shí)使用系數(shù)以體現(xiàn)這一減小量。各用戶負(fù)荷性質(zhì)將直接影響制冷站的規(guī)模和分布,進(jìn)而影響熱電冷系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

4)年最大供冷負(fù)荷小時(shí)數(shù)年最大供冷負(fù)荷小時(shí)數(shù)主要取決于當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和用戶負(fù)荷性質(zhì)。年最大供冷負(fù)荷小時(shí)數(shù)越大,越有利于運(yùn)行費(fèi)低的供冷系統(tǒng)發(fā)展。

5、蓄能裝置

當(dāng)負(fù)荷因子較小時(shí),增設(shè)蓄能裝置可以大幅度減小系統(tǒng)容量,提高系統(tǒng)運(yùn)行效率和安全穩(wěn)定性。對于在已有熱電廠基礎(chǔ)上擴(kuò)建的熱電冷系統(tǒng),設(shè)置蓄能設(shè)備還可提高系統(tǒng)的供冷能力。蓄能裝置對系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的影響主要取決于該裝置的形式、位置和性能等。

1)蓄能裝置形式:對于熱電冷系統(tǒng),蓄能裝置有蓄熱和蓄冷兩種形式。

蓄熱按蓄存介質(zhì)的不同有直接蓄存和間接蓄存。間接蓄存采用某種中間介質(zhì)作為蓄存介質(zhì)來蓄熱。這種蓄熱方式的蓄熱溫度較高,如巖和油組成的蓄存介質(zhì)蓄熱溫度達(dá)304℃,而用一種熔化的硝酸鹽作為蓄熱介質(zhì)蓄熱溫度可達(dá)566℃,但間接儲存方式的投資大,而采暖空調(diào)所用熱量溫度相對較低,故不宜采取這種蓄熱方式。

直接蓄熱可將待蓄存的熱水或蒸汽直接儲存在蓄熱容器內(nèi)。直接蓄熱又可分為無壓蓄熱和有壓蓄熱。無壓蓄熱方式最高蓄熱溫度可達(dá)95℃,且投資低。有壓蓄熱方式是將蒸汽或高溫?zé)崴苯哟嫘钤谇驙罨驁A柱形壓力容器內(nèi),蓄熱溫度最高可達(dá)200℃,適宜于向雙效吸收式制冷機(jī)供熱。但有壓蓄熱方式投資大,相當(dāng)于無壓方式的2至5倍。

蓄冷裝置主要有水蓄冷和冰蓄冷兩種方式。冰蓄冷裝置具有蓄冷量大,結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。但如果供冷系統(tǒng)采用的是溴化鋰吸收式制冷機(jī),其最低制冷溫度只能達(dá)到5℃,無法使用冰蓄冷裝置。

空調(diào)用水蓄冷是將冷水直接蓄存于蓄冷容器的顯熱蓄冷方式。主要有分層式蓄冷和隔膜法蓄冷等型式。水蓄冷溫度一般為5℃至7℃,可用于蓄存溴化鋰吸收式制冷機(jī)所制取的冷量。但由于以顯熱蓄冷,蓄冷溫度差小(約10℃左右),因而蓄冷空間較大。

2)蓄能裝置位置蓄能設(shè)備的位置對供能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性有較大影響。在熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)中,夏季供冷時(shí)蓄能設(shè)備可安置在熱電廠中作為蓄熱器,也可安置在冷暖房中作蓄冷器,也可將蓄冷設(shè)置在用戶處。蓄能裝置的設(shè)立,可使熱源至蓄能裝置之間的系統(tǒng)容量降低和運(yùn)行效率提高,而蓄能裝置至用戶之間的系統(tǒng)則無改觀。從這一點(diǎn)講,應(yīng)盡量將蓄能裝置的位置靠近用戶側(cè)。但這樣又使蓄能裝置因過于分散而加大了投資。

3)蓄能裝置性能包括裝置容量、蓄能功率、泄能功率和蓄能熱效率等因素。蓄能裝置容量增大有利于蓄能效果的提高,但會增大蓄能的投資。蓄能容量的大小取決于熱電冷系統(tǒng)的構(gòu)成和負(fù)荷特性,需經(jīng)優(yōu)化計(jì)算確定。蓄能、泄能功率則主要與蓄能容量和負(fù)荷變化頻率等因素有關(guān)。

從宏觀的角度看,熱電冷系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性還與電力系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)密切相連,主要指所代替的電網(wǎng)其它發(fā)電機(jī)組初投資和發(fā)電效率。所代替的發(fā)電機(jī)組初投資越大、發(fā)電效率越低,則熱電冷系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性越好。除技術(shù)因素外,一些政策性和市場因素也對熱電冷系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性有較大影響,例如熱電冷系統(tǒng)和代替發(fā)電機(jī)組所用的燃料價(jià)格等。熱電冷系統(tǒng)所用燃料的價(jià)格越低,代替發(fā)電機(jī)組所用燃料的價(jià)格越高,與壓縮式制冷形式的經(jīng)濟(jì)性相比,熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)越有利2。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)