基于吸收式制冷的冷热电三联产系统的节能研究

王巍 李奎

【摘要】通过冷热电三联产系统的正常运行可以实现能源梯级利用，基于吸收式制冷的冷热电三联产系统更是在节能的基础上保障高效利用能源，进而提升高能源综合利用率。本文就冷热电三联产系统及其节能性进行论述，并结合电压缩式制冷系统的特性，来剖析吸收式制冷技术下整个冷热电三联产系统的节能效果的变化，相比之下，基于吸收式制冷的冷热电三联产系统节能效果受发电效率因素的影响，即不同发电效率会产生不同的节能实效。本文通过建立联产与分产的一次能耗比模型，将吸收式制冷技术下的冷热电三联产系统的优势凸显出来，对该项研究课题的探究为实践带来有益的借鉴。

【关键词】吸收式制冷;冷热电三联产系统;节能研究

一、前言

在传统的技术条件下，热电联产具有很高的能源优势，在全球范围内得到了广泛的应用。随着现代社会生活中一年四季的用热量不均衡现象造成电站发电量失衡，且在以往联产系统的作用下也已经不能维系发电量平衡。

基于此，吸收式制冷技术给该领域带来了新的发展契机，在原有系统框架之下构建出基于吸收式制冷的冷热电三联产系统。通过实践验证，该新型系统实现了制冷、供暖、发电过程的一体化，并且能够有效节约能源，值得在相关领域推广实施。

二、基于吸收式制冷的冷熱电三联产系统的运行机理

在基于吸收式制冷的冷热电三联产系统中，燃料燃烧的热能通过（燃气）汽轮机来发电，发电过程中所产生的能量可以为用户提供个性化的热能服务。这样一来，能源的利用效率得到了提高，实现系统节能运行。

冷热电三联产系统在运行过程中，天然气在三项独立系统所组成的三联产系统的作用下，转化为人们生活中所需要的电能、热能，以及制冷需求等。基于吸收式制冷的冷热电三联产系统的运行机理具体如图1所示：

图1 冷热电三联产系统运行机理示意图

在图1中我们可以清楚的看到冷热电三联系统的运行过程较为简单，但三联产系统却比以往的单性能或双性能系统更具节能优势，在整个系统的作用下，生产出更多的可利用能源，为人们的生活提供服务。

三、分析新型冷热电三联产系统模型的节能效果

对于传统的热电系统而言，其节能效果受到了自身系统运行效率及发电率的影响，使得系统的节能性特点的发挥受到阻碍。

基于此，新型冷热电三联产系统模型的构建，能够解决部分资源的利用问题，并且在三项技术的支撑下，提高了生产实效。

（一）新型冷热电三联产系统模型的构建及实际案例数据分析

现阶段，在建立的联产和分产系统比较模型的基础之上，建立了系统一次能耗的组合模型。在系统运行的过程中，从系统的一次能耗、一次能耗率及系统当量热力系数数值的分析角度出发对冷热电三联产相对于热电联产冷分产以及冷热电三分产的节能性进行了计算、比较和分析[1]。具体数值如表1所示。

从表1中所呈现出来的对比数据及经过简单分析可知，基于吸收式制冷系统的三联产组合系统的一次能耗较低，无论是活塞式、螺杆式、离心式的压缩制冷系统的各项指标参数，它与吸收式制冷系统对比后的结果都是极为明显的，可见吸收式制冷系统在实践过程中的优势凸显。

从以往对于电热联产组合的相关理论研究中也可以了解到，二联产的节能型作用要优于独立系统的运作，由此可知，三联产比二联产系统更具节能性。而且，当两种组合系统中都采取背压机组时，随着供热负荷率的逐渐降低，二联产系统总一次能耗增加，但三联产的总节能率增加[2]。

通过数据结论与压缩式制冷系统和吸收式制冷系统的对比而知，冷热电三联产与冷热电三分产相比较，具有极为明显的节能效果。从理论研究内容中可以了解到，基于吸收式制冷的冷热电三联产系统的节能型受到燃气轮机类型与电网发电效率的影响。再经过实际测算研究而知，当平均发电效率提高到40%左右时，该冷热电三联产系统的节能优势较为突出[3]。在现实中的表现为，当热负荷率大的冬季和夏季是节能的，但在春秋季节的过渡时期，当热负荷率的数值较低。

由此可以判断出，三联产的节能实效随季节变化而发生微小的变动。这样以来，只要按照一定的规律来维持系统运转，就保障了基于吸收式制冷的冷热电三联产系统节能作用的稳定性。在实践过程中，基于吸收式制冷的冷热电三联产系统的节能实效可以通过图2中的模拟示意图来表达。

图2 基于吸收式制冷的冷热电三联产系统

注：燃气轮机+余热锅炉+吸收式。

（二）影响基于吸收式制冷的冷热电三联产系统节能效果的因素

通过构建三联产模型与系统的理论研究可以知道，基于吸收式制冷的冷热电三联产系统的节能型受到燃气轮机类型与电网发电效率的影响较大。从具体情况来看，实质上不同的燃气轮机类型呈现出不同的燃气轮机容量与背亚排气压力等数值。这些因素都会对冷热电三联产系统的实际节能效果产生影响。

四、结束语

通过对传统热电联产系统运行机理的长期了解，构建由小型燃气轮机、余热锅炉、吸收式制冷机设备组成的冷热电三联产系统，该系统的运行效能较以往有了很大的提升，在一定程度上节约了能源。基于吸收式制冷的冷热电三联产系统的节能型受到燃气轮机类型与电网发电效率的影响。总之，在实践过程中，相关领域的技术专家学者或业界工作者对于冷热电三联产系统的运行机理及节能性仍需进一步探究，让技术的革新为生产带来更大的价值。

参考文献

[1]颜永民，彭建国，张国强，喻李葵，聂美清.冷热电三联产在我国的发展前景[J].制冷与空调，2010，06（06）：111-115.

[2]周大汉，柳建华，王瑾，邬志敏.吸收式制冷应用于冷热电三联产系统的能耗特性分析[J].上海理工大学学报，2010，01（01）：198-202.

[3]高思静，李兴泉，郭畅，石丹阳.燃气冷热电三联供制冷系统节能分析[J].山东建筑大学学报，2013，01（01）：146-149.