1.2　研究應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

在經(jīng)濟發(fā)達國家，人們生活水平高，能夠承受三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)相對高昂的初投資。而且這些地區(qū)人們受教育程度較高，環(huán)保意識及節(jié)能意識很強，因此冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能夠在這些國家率先發(fā)展起來。

D.W.Wu和R.Z.Wang ［4］對國內(nèi)外三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)從技術現(xiàn)狀、發(fā)展以及各國的利用狀況等方面進行了詳盡的闡述。

1.2.1　應用現(xiàn)狀

美國的冷熱電發(fā)展始于1978年，PURPA法令通過鼓勵電網(wǎng)從獨立供應者手中購進電力從而刺激了冷熱電系統(tǒng)及新能源的發(fā)展。美國工業(yè)界則提出冷熱電聯(lián)產(chǎn)創(chuàng)意以及《冷熱電聯(lián)產(chǎn)2020年綱領》，用以支持能源部總體商用建筑規(guī)劃及冷熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃。預計到2020年，美國冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)將覆蓋50%的新建商用、寫字樓類建筑物及15%的現(xiàn)有商用、寫字樓類建筑物。截止到2004年，美國冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的總容量為80GW，其中1540個總容量約9GW的商用裝置及1189個總容量65.6GW的工業(yè)應用裝置。［4-5］

1997年歐盟頒布“歐洲委員會關于促進熱電聯(lián)產(chǎn)并消除制約其發(fā)展的政策”，其目標是到2010年熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電量占總發(fā)電量的比例達到18%。丹麥在20世紀70年代的石油危機后制定一系列政策鼓勵熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展，已從當年需進口其90%石油量的石油進口國轉(zhuǎn)變成如今的能源自給國，這除了與其豐富的風能資源有很大關系，也與熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展息息相關。［4-5］

在中國，冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術是一個新興的概念。1992年，山東省淄博市率先利用張店熱電廠的低壓蒸汽熱源實現(xiàn)了冷熱電三聯(lián)產(chǎn)。隨后，在濟南、南京、上海等城市相繼出現(xiàn)了三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。但是與世界發(fā)達國家相比，我國在該領域的研究及應用尚處于初級階段。

上海黃浦區(qū)中心醫(yī)院采用燃氣輪機發(fā)電機組、余熱鍋爐、輔助鍋爐為熱源，溴化鋰吸收式制冷機組為制冷機組，額定發(fā)電量為1.135MW，制冷量為6270MJ/h（2臺）。

浦東國際機場能源中心采用4000 k W燃氣輪機發(fā)電機組、單臺11t/h余熱鍋爐、3臺30t/h鍋爐、2臺20t/h鍋爐為熱源，4臺1.5千冷噸溴冷機，4臺4千冷噸電動離心式機組、2臺1.2千冷噸電動離心式機組為制冷機組，成為目前國內(nèi)三聯(lián)供應用中規(guī)模最大的一臺機組，也是國內(nèi)唯一投入生產(chǎn)實際應用的機組。［6-7］

1.2.2　技術研究現(xiàn)狀

隨著分布式能源和冷熱電相關技術的發(fā)展，人們對三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的研究也越來越深入和完善。國內(nèi)外有關冷熱電聯(lián)產(chǎn)的研究主要集中在設備選型、系統(tǒng)能量管理、評價和分析方法以及新技術在冷熱電聯(lián)供中的應用等方面。［7］針對太陽能利用方面，主要可以從系統(tǒng)研究及模型研究兩方面進行闡述。

在系統(tǒng)研究方面，文獻［8］提出了太陽能驅(qū)動的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，利用太陽能驅(qū)動蒸汽輪機，采用噴射式制冷的方式，系統(tǒng)的最佳火用效率為60.33%。郭棟［9］研究提出了一種太陽能甲醇熱化學互補的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，從“化學能和物理能綜合梯級利用”以及“化石能源與可再生能源互補”的原則出發(fā)，闡述了太陽能與甲醇熱化學互補的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)集成方案的思路和特點。郭平生等人［10］設計了分布式冷熱電供能系統(tǒng)與太陽能沼氣聯(lián)產(chǎn)相結合的模型，并對此模型的運行方案和經(jīng)濟性進行了分析，在設定模型的基礎上得出投資回收期為2.9年。

在模型建立方面，Dudley等人［11］建立了一維穩(wěn)態(tài)SEGS LS-2型集熱器的分析模型。并利用SNL針對吸熱管不同環(huán)形區(qū)間（真空、失去真空及外殼破損）采集的實驗數(shù)據(jù)進行校核，結果顯示理論計算及實驗數(shù)據(jù)有非常好的匹配性。Lippke［12］利用EASY軟件對SEGS Ⅵ太陽能電站進行了熱力學分析，利用經(jīng)驗Paal and Jones［13］為TRASYS建立了太陽能熱電站的模型庫，然后又利用這個軟件分析了不加天然氣的工況，與實際運行結果相比較，最大誤差不超過10%，而且可以對瞬時效應—啟動，停機等情況進行模擬。R.Forristall［14］利用EES（Engineering Equation Solver）分別建立了不同槽式集熱器的一維與二維程序。這個模型主要有4種版本，兩個版本用于傳熱單元設計及參數(shù)優(yōu)化研究，另外兩個版本用于評估太陽能場實驗數(shù)據(jù)，以對太陽能電站運行提供指導。當然還有其他軟件建立的槽式太陽能場的模型，例如SOLERGY［15］，F(xiàn)LAGSOL［16］，Jones，S.A和Pitz-Paal R［17］對模型之間的聯(lián)系進行過分析。

現(xiàn)在對于吸收式制冷機的模擬，一般采用由Oak Ridge國家實驗室研發(fā)的ABSIM（Absorption Simulation）［18-19］或Wisconsin大學研發(fā)的EES（Engineering Equation Solver）［20-22］。Kim and Infante Ferreira［23］開發(fā)了采用制冷劑回路和不采用制冷劑回路的吸收循環(huán)。為了評估新的工質(zhì)及吸收式制冷系統(tǒng)的快速模擬，控制方程減少到三次及二次形式，在溴化鋰水溶液溫度的計算中，最大誤差只有1 K。 Kohlenbach和Ziegler ［24］建立了單效溴化鋰制冷機的動態(tài)模型。Matsushima等［25］為預測任意配置的吸收式制冷機的瞬時效應開發(fā)了動態(tài)模擬軟件。然而此軟件缺乏模擬分析工具，操作界面有待提高而且難以集成到大型過程模型中。C.Somers等［26］用Aspen Plus分別建立了單效及雙效吸收式制冷機的模型，模擬數(shù)據(jù)與E ES模擬數(shù)據(jù)相比，誤差分別為3%和5%。