【摘 要】
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冷热电三联供系统可以提高一次能源利用效率,固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）由于工作温度高、清洁等特点可以很好地作为冷热电三联供系统的顶层循环,针对SOFC尾气具有大量高温余热的特点,本文建立了由SOFC系统、温差发电器和溴化锂吸收式冷热水机组作为子系统的,不同组成、不同布置形式和不同水循环形式的冷热电三联供系统,实现了废热的梯次利用,同时提高了能源利用效率
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冷热电三联供系统可以提高一次能源利用效率,固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）由于工作温度高、清洁等特点可以很好地作为冷热电三联供系统的顶层循环,针对SOFC尾气具有大量高温余热的特点,本文建立了由SOFC系统、温差发电器和溴化锂吸收式冷热水机组作为子系统的,不同组成、不同布置形式和不同水循环形式的冷热电三联供系统,实现了废热的梯次利用,同时提高了能源利用效率。SOFC系统包括空气压缩机、燃料压缩机、水泵、换热器、SOFC、后燃室和混合器,温差发电器由若干个PN节构成,溴化锂吸收式冷热水机中的部件有发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器和溶液泵。本文首先介绍了系统各部件的数值计算方法,在MATLAB环境中对各系统构建程序模型,根据初始参数进行系统性能计算。与溴化锂吸收式冷热水机组相结合的冷热电联供系统可以根据用户冷热负荷需求进行运行工况的改变,而温差发电器与SOFC有良好的匹配效果;其次,研究了温差发电器冷端水循环方式对系统性能的影响,为系统节能节水提供了新的方向;第三,研究了系统中余热利用部件接入顺序的不同对系统性能的影响。通过分析温差发电器面积、燃料流量、空气流量等的变化对最优系统输出功率的影响,为系统最优工况的确定给出参考曲线;最后,建立建筑冷热电三联供系统,讨论了根据用户负荷改变系统运行模式的可能性及效果。结果表明:本文建立的联供系统较单独SOFC系统效率得到提升,供热工况下直接供热SOFC系统输出效率最低,但相比单独SOFC系统效率仍提高了19%;水循环形式不同的冷热电三联供系统中C方案水资源节约效果最好,在制热工况下总效率可达到94%;温差发电器面积的增加会导致温差发电器输出功率增加,但系统整体效率减小;随燃料流量的增加,温差发电器输出功率逐渐增加,SOFC发电功率呈现先增加后减小的趋势,系统的整体效率逐渐增大;随空气流量的增加,温差发电器输出功率逐渐减小,SOFC发电功率先增加后减小,而系统的整体效率先减小后逐渐增加;在应用于建筑供能时,当温差发电器放在后燃室后面时系统性能最优,效率可以达到187%,热电比为4.1。
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