經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染解耦發(fā)展的新模式,促使利用太陽能等可再生能源的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)（Combined cooling heating and powersystem,CCHP系統(tǒng)）研究成為熱點(diǎn)。針對一種太陽能光熱驅(qū)動的串聯(lián)式CCHP系統(tǒng)展開研究,系統(tǒng)由槽式集熱器（Parabolic trough collector,PTC）、集熱環(huán)路、儲熱罐、補(bǔ)燃鍋爐、有機(jī)朗肯發(fā)電循環(huán)（Organic rankine cycle, ORC）和溴化鋰吸收式制冷循環(huán)組成,夏季供冷,冬季供暖,全年供電。提出一套針對系統(tǒng)PTC面積、儲熱罐和補(bǔ)燃鍋爐容量的工程設(shè)計(jì)方法,可分別采用能量利用效率、年值費(fèi)用和效率與費(fèi)用的耦合式作為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)�；谠摲椒�,針對一個實(shí)際建筑,以耦合指標(biāo)為例,確定出系統(tǒng)關(guān)鍵部件容量,并應(yīng)用上述三種不同指標(biāo),對設(shè)計(jì)輻射、太陽能保證率和儲能比例的敏感程度進(jìn)行分析。結(jié)果表明,為了在設(shè)計(jì)階段使三種評價指標(biāo)達(dá)到最優(yōu),隨著設(shè)計(jì)輻射量的增加,選取的太陽能保證率也應(yīng)增加。 

【文章來源】：機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2019,55(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

流程圖表1系統(tǒng)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)設(shè)計(jì)輻射/(W/m2)550太陽能保證率0.4儲能比0.3供熱效率0.9表2設(shè)備投資設(shè)備投資/元聚焦式槽式太陽能集熱器/m2800儲熱罐/kW230

Ｕ?兩天的逐時負(fù)荷情況如圖3a所示，其中縱坐標(biāo)表示對應(yīng)負(fù)荷所需要的熱量。可以看到夏季典型日最大熱量需求出現(xiàn)在15點(diǎn)，冬季最大熱量需求出現(xiàn)在9點(diǎn)，圖3b展示了這兩個時刻各自的冷熱電負(fù)荷以及對應(yīng)負(fù)荷所需的驅(qū)動熱量。縱軸左側(cè)是夏季典型日的情況，縱軸右側(cè)是冬季典型日的情況。夏季下午氣溫高，因此這兩天中的最大負(fù)荷驅(qū)動熱量QA發(fā)生在夏至日下午3點(diǎn)，為3200.84kW。后面的設(shè)計(jì)均以6月21日為基矗圖3典型日各刻冷熱電負(fù)荷對應(yīng)的熱量需求天津地區(qū)全年的法向直射輻射如圖4所示，本文設(shè)計(jì)輻射選取6月21日下午3點(diǎn)對應(yīng)的法向直射輻射550W/m2，入射角余弦值取1。根據(jù)流程圖方法，設(shè)計(jì)時可選擇不同的評價指標(biāo)，本案例以綜合指標(biāo)為例，為了使γ最小，太陽能保證率u和儲能比w見表1，分別取0.4和0.3，對兩參數(shù)取值的討論詳見4.2節(jié)。CCHP的運(yùn)行策略主要包括以電定熱和以熱定電兩種[17]，本文中選用以電定熱策略。將求得的PTC面積下的6月21日逐時集熱量與當(dāng)天的負(fù)荷驅(qū)動熱進(jìn)行對比，見圖5。圖中陰影部分表征集熱量大于需求量。本文采取削峰填谷策略[18]，將多余集熱量存入儲能設(shè)備，集熱量小于需求熱時放出能量，其余部分用天然氣為燃料的補(bǔ)燃鍋爐供能。最大差異值發(fā)生在18時，結(jié)合流程圖的方法，確定出儲熱罐容量以及補(bǔ)燃鍋爐容量。圖4天津典型年法向直射輻射圖5典型日下負(fù)荷需求熱與PTC集熱量對比圖針對前面確定出的設(shè)備容量進(jìn)行全年校核，見圖6。圖的下側(cè)選取了全年每個月中的最大負(fù)荷所對應(yīng)的需求熱。由于3～5月，9～10月為過渡季，因此只有電負(fù)荷?

[17]，本文中選用以電定熱策略。將求得的PTC面積下的6月21日逐時集熱量與當(dāng)天的負(fù)荷驅(qū)動熱進(jìn)行對比，見圖5。圖中陰影部分表征集熱量大于需求量。本文采取削峰填谷策略[18]，將多余集熱量存入儲能設(shè)備，集熱量小于需求熱時放出能量，其余部分用天然氣為燃料的補(bǔ)燃鍋爐供能。最大差異值發(fā)生在18時，結(jié)合流程圖的方法，確定出儲熱罐容量以及補(bǔ)燃鍋爐容量。圖4天津典型年法向直射輻射圖5典型日下負(fù)荷需求熱與PTC集熱量對比圖針對前面確定出的設(shè)備容量進(jìn)行全年校核，見圖6。圖的下側(cè)選取了全年每個月中的最大負(fù)荷所對應(yīng)的需求熱。由于3～5月，9～10月為過渡季，因此只有電負(fù)荷。此外，由于每天的電負(fù)荷變化趨勢相同，因此每個月最大負(fù)荷中電負(fù)荷數(shù)值相同。全年中負(fù)荷最大值出現(xiàn)在6月19日下午2點(diǎn)，冷負(fù)荷2505.79kW，電負(fù)荷247.09kW，對應(yīng)的總需求熱為3854.24kW。同時由圖6可以看出，熱量需求夏季大于冬季，過渡季節(jié)最校供應(yīng)側(cè)由補(bǔ)燃鍋爐圖6全年供需校核圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)蓄熱運(yùn)行策略優(yōu)化[J]. 黃暢,侯宏娟,丁澤宇,許克珂,楊勇平.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2017(03)
[2]內(nèi)置熱泵的熱電冷聯(lián)合有機(jī)朗肯循環(huán)能效分析[J]. 洪光,張新銘,李建軍.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(10)
[3]太陽能冷熱電聯(lián)供分布式能源系統(tǒng)的研究[J]. 蘇亞欣,費(fèi)正定,楊翔翔.  能源工程. 2004(05)



本文編號：3139113