小区热电冷联供耦合太阳能集热技术的探讨

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1、小区热电冷联供耦合太阳能集热技术的探讨　　[摘要]以区域供能为基础的热电冷联供（CCHP）系统开始受到很多学者的关注。吸收式制冷以及余热锅炉在CCHP系统中的应用，可以显著提高一次能源利用率。太阳能集热、蓄能技术，作为干净、廉价、可持续利用的绿色能源备受关注。本文介绍这些技术的发展情况，探讨两项技术耦合的可能性。为分布式能源系统寻找更节能、更合理的路线。　　[关键词]热电冷联供；太阳能；区域供能；蓄能技术　　引言　　我国是一个能源相对匮乏的国家，然而我国能源利用率却很低，只相对于发达国家的62％，能源浪费极其严重。同时，我国温室气体CO2的排放仅次于美国，已

2、超过30亿吨，约占全球排放总量的13.6％。我国政府最近先后做出的西气东输、西电东送及加快天然气进口的决定都为燃气轮机热电冷联供系统提供了基本的前提。近年来世界上发生了几次规模较大的停电事故，尤其是美国东部发生的大停电事故，造成了严重经济损失，反映了集中供电模式脆弱的一面。而以区域供能为基础的分布式能源系统以模块化形式，灵活的布置在用户附近。分布式能源系统不仅可以缓解现有公共电网的供电压力，而且可以提高能源利用率、减小环境污染、加快边远地区用电普及率等。　　1.分布式热电冷联供系统介绍4　　以区域供能为基础的热电冷（CCHP）系统开始受到很多学者的关注。吸收

3、式制冷以及余热锅炉在CCHP系统中的应用，可以显著提高一次能源利用率，所谓分布式热电冷联供系统是一种建立在能量梯级利用概念基础上，利用热工设备产生的高品位蒸汽／燃气带动发电机发电，同时冬季利用热工设备的抽汽或排气向用户供热，夏季利用余热吸收式制冷机组向用户供冷的一体化多联产模块化能源系统。　　典型的分布式热电冷联供系统主要包括：动力系统和发电系统+（供电）、余热回收装置（供热）、制冷系统（供冷）等。天然气具备较好的燃烧性质和低污染物排放的特性，并且随着小型燃气轮机设计和制造技术的成熟，使得燃气轮机发电系统在分布式能源系统中占有重要的比重。余热回收装置一般指余

4、热锅炉，它靠燃气轮机排气或蒸汽轮机抽汽加热给水，为用户提供热负荷。以热能作为驱动能源的吸收式制冷系统在分布式能源系统中起到向用户提供冷负荷的作用。主要包括溴化锂－水和氨－水系统，前者由于水凝固点的限制只能用于0℃以上的空调系统；后者的制冷温度范围可以在－50－10℃，可以满足多种工业用冷的场合。由于能量的梯级利用，最大供热情况下提高到80％－90％。　　2.太阳能集热技术　　据估算，我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50×10”kJ，全国各地太阳年辐射总量达335～837kj.cm　2.a-，中值为586kj.cm2?a。4　　近年来，太阳热水器的应用发展

5、很快。这种以获取生活热水为主要目的的应用方式其实与大自然的规律并不完全一致。当太阳辐射强、气温高的时候，人们更需要的是空调降温而不是热水，这种情况在我国南方地区尤为突出。随着经济的发展和人民生活水平的提高，空调的使用越来越普遍，由此给能源、电力和环境带来很大的压力。因此，利用取之不尽、清洁的太阳能制冷空调，是一个理想的方案，它不仅可使太阳能得到更充分、更合理的利用，可以把低品位的能源（太阳能）转变为高品位的舒适性空调制冷，而且对节省常规能源、减少环境污染、提高人们生活水平等具有重要意义，符合可持续发展战略的要求。实现太阳能空调有两条途径：1）太阳能光电转换，

6、利用电力制冷；2）太阳能光热转换，以热能制冷。前一种方法成本高，以目前太阳电池的价格来算，在相同的制冷功率情况下，造价约为后者的4至5倍。国际上太阳能空调的应用主要是后一种方法。　　太阳能空调热水系统如图所示。以平板集热器收集太阳能产生热水，分别储存在制冷及生活热水箱中。运行中优先把太阳能输入制冷用热水箱，其温度比生活热水要高。为了保证平板集热器能满足制冷空调的要求，又不失其简单价廉的特点，采取了一些简易而有效的技术改进措施。其中最主要的是增加一块能耐较高温度的透明隔热板，通过抑制空气自然对流减少表面的热损失。试验和使用的结果证明，这种集热器的热性能确实很好

7、，它保证了在太阳辐射强的时候，能持续提供制冷机制冷用热水；在太阳辐射较弱时，也可以产生足够的生活用热水。制冷机采用一种特制的两级吸收式溴化锂制冷机，该制冷机的一个重要特点是驱动热源温度低，只需要65-75℃，适应温度范围广，在60℃的情况下，仍能以较高的制冷能力稳定地运行；该制冷机另一个特点是热水的利用温差大，达12～17℃。市场上普通的单级吸收式溴化锂制冷机热源温度一般要求88℃以上，热水利用温差只有6-8℃。　　3.溶液潜能蓄能系统介绍4　　溶液潜能蓄能是基于吸收式制冷／热泵系统的一种蓄能技术，可以用来储存由电能或热能转化而来的冷能、热能、除湿能、干燥能

8、等，如图3所示。虽然利用的能源不同，但是工作原理基本