《基于可再生能源的冷热电三联供热力循环特性研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于可再生能源的冷热电三联供热力循环特性研究（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、华中科技大学 硕士学位论文 基于可再生能源的冷热电三联供热力循环特性研究 姓名：张震 申请学位级别：硕士 专业：制冷及低温工程 指导教师：舒水明 20090525 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 I 摘 要 目前世界上得到广泛应用的冷热电三联供系统多使用燃料、燃气、煤等化石能源 作为驱动，系统的总能利用率一般能达到80%以上；但是因为化石能源日益减少以及 使用之后产生的一系列能源环境问题使得这种系统显得美中不足，可再生能源的再生 性能以及环境效益特性正好可以解决这个问题，把可再生能源作为联供系统的主要驱 动能源，则系统可以在保持相对
2、较高的效率的同时达到能源完美利用的效果，即实现 能源的循环利用以及“零排放” 。为此专门建立一种以太阳能低温地热能为主要驱动 能源的三联供系统，以便展开分析研究。 在探讨了各种联供系统形式的基础上，对系统各功能模块进行适当的分析选择， 最终确定了以氯乙烷工质朗肯循环发电，以氨吸收式冷水机组制冷，以太阳能、地热 能氨水吸收压缩式热泵供热的三联供流程。在此基础上根据质量守恒方程、能量守恒 方程以及设备约束性方程对流程中性质相同的设备建立统一的数学模型，并提出了一 套针对此系统的热力学评价指标模型，从而形成整个系统流程的数学模型。 检验系统流程优劣的最准确方法是实际运行，但是这种方式代价太大，用 H
3、ysys 软件对系统流程进行模拟分析是一个相对较好的选择。在软件环境中，在太阳能集热 温度为 74120，地热水温度为 90，冷源温度平均为 20的条件下，系统输出 电量 150MW、冷量 23.6MW（-3） 、热量 2000MW（62） 。以此工况为基础，对系 统进行计算分析，得出了各种评价指标。 特别分析了小容量能量联供系统的五种运行工况，对各种热力学参数在一天当中 的波动情况进行了对比计算，研究表明：在设定条件下，系统的各种热力学指标随太 阳能的波动而变化，系统热能并没有最大限度转换为电能和冷能，这需要对太阳能热 泵的性能做进一步探讨。基于此分析得出的 e、c、h这三个参数的相对大小反
4、应了 输出电、冷、热的分配权重，这对于研究系统的变负荷特性有重要指导意义。 关键词：热力循环特性 冷热电三联供 可再生能源 流程模拟 变工况 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 II Abstract Nowadays, the combined cooling， heating and Power(CCHP)system usually using fuel, gas, coal and other fossil fuels as drivers is widely used in the world. The total energ
5、y utilization of the system can generally reach more than 80%. However, since fossil energy is reducing day by day and the use of fossil energy results in a series of environmental problems, which make this system fly in the ointment. Those problems can be solved by renewable energy for its renewabl
6、e capability and characteristics of environmental benefits. If the renewable energy is used as the main driven energy, the system can be maintained at a relatively high efficiency and the energy can be perfectly used, so the goals of energy recycling and Zero Emissions can be achieved. For this purp
7、ose, a kind of CCHP which uses the solar energy and Low temperature geothermal energy as the main driven energy is established so as to be analyzed. Based on the study of kinds of CCHP system forms, finally Rankine cycle power generation system using Chloroethane as working fluid was determined afte
8、r appropriate analysis and choice of the various system function modules, which refrigerated by ammonia absorption chiller and heated by solar absorption compression heat pump. On the basis of the above system, unified mathematical model of the identical characteristics of the equipments was establi
9、shed and a thermodynamic evaluation model of the system was proposed according to the Logistics balance equation, energy balance equation and equipment binding equation. The mathematical model of the whole system flow was formed. The practical operation is the most accurate method to test the advant
10、ages and disadvantages of the system flow, but this method is costly. Using Hysys software to simulate and analyze the system flow was a relatively better choice. In the software environment, the temperature of the solar heat collection was 74 120, and the temperature of the geothermal water is 90,
11、the average temperature of the cold source was under 20, system output power 150MW, cold energy 23.6MW （-3） , heat 2000MW （62）.Based on the working condition, calculation analysis and various evaluation 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 III indexes of the system were carried out. Five o
12、perating conditions of the small capacity energy generation system were specially analyzed and fluctuations of various thermodynamic parameters in a day were calculated and compared. The results show that, various thermodynamic indicators are change with the fluctuation of the solar energy under the
13、 conditions of setting, and the heat of the system isnt converted into electrical energy and cold energy to the maximum extent, which requires further study to the performance of the solar heat pump. Based on the above analysis, the result that relative size of e, c, h reflects the weight distributi
14、on of the output of the electricity, cooling, heat has great guiding significance for studying the system with variable load characteristics. Keywords: Thermodynamic cycle characteristics CCHP Renewable energy Flowsheeting simulation Variable working condition 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得
15、的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。 对本文的研究做 出贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许 论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段 保存和汇编本学位论文。 保 密，在_年解密后
16、适用本授权书。 不保密。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 本论文属于 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 1 绪 论 1.1 研究背景及意义 能源问题一直是影响国际政治经济局势，关系国民生活状况的重要问题。随着世 界经济社会的迅速发展，世界能源需求总量持续增大，尤其是对化石能源的需求不断 增长。世界能源的利用状况统计数据以及能源利用技术现状和预测指出，未来 20 年 内，化石能源仍然占据能源消耗的主要地位1。 世界能源消费量的增大造成了二氧化碳、氮氧化物、灰尘颗粒物等环境污染物的 排放量逐年增大，化石能源对环境的污染和全球气候的影响将日趋严重，这促进了可 再生能源的研究利用和开发，越
