分布式冷热电联供系统的原理

发布于：2022-09-08 15:33:08 来自：暖通空调/采暖供热 0 15 [复制转发]

知识点：冷热电联供

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分布式能源系统又称分布式供能或分布式电源，是以燃气、轻柴油、生物质能、氢能等为燃料以及利用太阳能、风能、其他可再生能源等，在用户现场或靠近用户现场的小型和微型独立输出电、热（冷）能的系统。

分布式冷热电联供系统（DES/CCHP, Distributed Energy System/Combined Cooling, Heating and Power）是分布式能源系统中前景最为明朗，也是最具实用性和发展活力的系统。它是在热电联产系统基础上发展起来的一种总能系统，直接面向用户需求供电、供冷、供热、生活热水等。

分布式冷热电联供系统（DES/CCHP），即“第二代能源系统”，集燃气轮机、燃气内燃机、蒸汽轮机、吸收式冷热水机、压缩式冷热水机、热泵、吸收式除湿机和能源综合控制体系等高新技术和设备为一体，对输入能量及内部能流根据热能品味进行综合梯级利用，来达到更高能源利用率，减少二氧化碳及有害气体排放。

分布式冷热电联供系统的基本原理是能的梯级利用，如图1-1所示。如以天然气为燃料燃烧后，化学能转换为700～1500℃的高品位热能，首先利用这部分热能驱动发电机发电(天然气燃料电池CCHP系统直接将化学能转换为电能)；然后对中低品位热能进行逐级利用，200~ 500℃的热能可以作为吸收式制冷系统的驱动热源进行供冷或对外供应高压蒸汽，而200℃以下的热能则可以通过换热器供应热水或低压蒸汽，实现对天然气的多级多次利用。如何根据用户能源消费结构的特点，综合设计能源供应体系，将简单的单一电力供应，改变成电、热、冷的联合供应，充分利用燃料燃烧后放出的热量，就有可能在现有发电效率的基础上，增加热能利用率，从而大幅度地提高能源利用率。

图1-1能的梯级利用

根据卡诺定理，理论条件下的热力循环效率上限为63%左右，实际热力循环效率通常在45%以下，目前最先进的超超临界机组也无法突破50%。而理论条件下，燃机的布雷登循环效率上限为48%，实则接近40%，燃气蒸汽联合循环的效率则接近60%，根本原因是实现了能量的梯级利用。但是与卡诺循环还有近20%的差距，主要原因是燃机排烟损失和余热锅炉中换热不完全造成的损失。若采用分布式冷热电联供系统，一次能源利用率通常可达70%以上。