冷热电联产系统新评价准则研究
引 言
冷热电联产符合能量梯级利用的原理,是合理用能的一种有效途径,因而受到了广泛的关注[1~4]。但联产系统是一个多能量产品输出的复杂系统,用来对联产系统进行比较及优化的评价准则成为目前研究的难点[5]。尤其是对冷热产品种类及冷热产品参数不同的联产系统,进行评价对比困难。因为冷热电是不同的产品,很难直接进行定量比较,如何合理的区别冷热电产品,是解决联产系统评价问题的难点与关键,现有的评价指标本质上均是对冷热产
品根据不同的标准及方法进行区别。本文从联产系统的本质特征出发建立了能量梯级利用的一般模型,提出了能量梯级利用率的评价准则。
1 能量梯级利用率评价准则
1.1 能量梯级利用模型
冷热电联产系统的本质是按照能量品位高低对能量进行梯级利用。一般是燃料化学能通过燃烧转化为热能,高品位的热能先用来发电,发电后产生烟气余热用来供冷与供热。联产系统的“冷”主要是空调用冷,通常制冷系统的性能与输入热源温度有一定关系。联产系统的“热”主要是暖通用热、生活热水等低品位的热,通常布置在制冷系统的下游[6]。显然评价准则应该反映这一本质特征。
根据联产系统的本质特征抽象出冷热电联产系统的一般模型,即能量梯级利用的模型:为充分对能量进行利用,燃料首先用来发电,进行第一级利用,然后用来供冷,进行第二级利用,最后用来供热,进行最后一级利用。当系统不供电时可以理解为供电级的能量利用率为零,供冷与供热级做相同处理。这样,热电、冷电及冷热联产或者单独的供电、供热、供冷系统均统一为冷热电联产系统。
显然,发电、供冷与供热的能量利用率是不能同等对待的。根据冷热电联产系统能量梯级利用模型提出能量梯级利用率的评价准则:把各级能量利用率乘以不同的权重系数后求和,得出值称为能量梯级利用率,即通过权重系数对冷热电产品进行区别。如果某级不存在,则该级的能量利用率取为零。事实上冷能与热能是相对环境而言的,不同系统生产的冷热能温度很可能不同,系统运行环境的温度也可能不同。所以可以采用这样的办法:先选出确定的环境温度、确定温度的冷能与热能温度作为比较的基准点,得出基准点各利用率的权重系数后,根据环境温度及冷热温度对基准点的权重系数进行相应的修正即可得其它情况的权重系数值。
1.3 基准点权重系数的确定
1.3.1 确定比较的基准点
选取比较的基准点为:环境温度30℃,冷能温度为7℃,热能温度为70℃。
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