Типовые схемы тригенерации

Автономный источник, в котором происходит выработка тепловой энергии, электрической энергии, а также холода будем рассматривать как тригенерационный центр. В качестве тепло и электрогенерирующих мощностей можно применять когенерацион-

ные установки на базе газотурбинных или газопоршневых двигателей.

На рис.8.10 представлена схема автономного тригенерационного источника на базе газотурбинной установки. В базовом режиме газотурбинная установка служит для выработки электрической и тепловой энергии. Отвод теплоты от ГТУ осуществляется с водой, циркулирующей по замкнутому контуру с помощью циркуляционного насоса газотурбинного корпуса. Отпуск тепла теплопотребителям на отопление и ГВС осуществляется через пластинчатые теплообменники.

В режиме зимнего максимального теплопотребления тепловой энергии, отводимой от ГТУ, может оказаться не достаточной для покрытия пиковых тепловых нагрузок. Для покрытия таких нагрузок в схеме тригенерационного центра предусмотрена установка пикового водогрейного котла.

В летний период при отсутствии отопительных нагрузок тепловая мощность ГТУ используется только для покрытия нагрузок ГВС. Избыток тепловой энергии не используется и выбрасывается в атмосферу. В то же самое время для системы кондиционирования административных помещений может потребоваться значительное количество холодной воды. Для получения холодной воды в схему тригенерационного центра включена абсорбционная холодильная машина (АБХМ), работающая на тепловой энергии, отводимой от ГТУ. Насос контура кондиционирования подает теплую воду при температуре 12 – 15 ^оС в испаритель АБХМ, из которого вода отводится при температуре 5 – 7 ^оС в систему кондиционирования.

Отвод теплоты из абсорбера (А) и конденсатора (К) осуществляется с помощью воды охлаждающего контура и градирни.

В представленной схеме тригенерационного центра АБХМ используется только для получения холодной воды и как источник тепловой энергии не рассматривается.

В то же время АБХМ, работающие при прямом горении топлива в камере генератора, могут эксплуатироваться в следующих трех режимах:

- комбинированный режим, при котором осуществляется выработка холода с получением холодной воды и частичным использованием теплоты;

- теплонасосный режим, при котором осуществляется выработка холода с получением холодной воды и полным использованием отводимой теплоты для получения горячей воды;

- отопительный режим, при котором вырабатывается теплота с получением горячей воды.

На рис.8.11 представлена тепловая схема автономной модульной котельной на базе водогрейного котла и абсорбционной холодильной машины. В отопительный период тепловые нагрузки на отопление и ГВС покрываются исключительно за счет работы водогрейного котла.

Рис. 8.10. Тепловая схема автономного источника для выработки тепловой и электрической энергии, а также холодной воды

Рис. 8.11. Тепловая схема автономной модульной котельной на базе водогрейного котла и абсорбционной холодильной машины

В летний период, при отсутствии отопительных нагрузок и появлением потребителей холодной воды для системы кондиционирования, автономный источник переводится на работу от абсорбционной холодильной машины. В этом случае нагрузка ГВС покрывается за счет подключения теплогенератора АБХМ к системе ГВС за пластинчатым теплообменником. При этом температура воды, подаваемой в систему ГВС при открытом водоразборе, должна быть не менее 60 ^оС и должна быть предусмотрена подпитка сети от городского водопровода.

При температуре воды, отводимой от АБХМ 60 – 70 ^оС, возможно подключение к сети ГВС через пластинчатый теплообменник. При этом образуется замкнутый контур: теплогенератор АБХМ – пластинчатый теплообменник, что повышает надежность работы АБХМ.

Как в первом, так и во втором случае абсорбционная холодильная машина является источником холодной воды, которая отводится от испарителя машины при температуре 5 – 7 ^оС. Охлаждающая вода из абсорбера и конденсатора отводится в градирню при температуре 28 – 35 ^оС и насосом охлаждающего контура при температуре 20 – 25 ^оС возвращается в АБХМ.

При низких тепловых нагрузках и всесезонной потребности в холодной воде автономный источник энергоснабжения может быть создан на базе одной абсорбционной холодильной машины. На рис. 8.12 представлена тепловая схема автономного источника энергоснабжения на базе АБХМ.

В таких схемах температура воды на выходе из АБХМ должна быть не ниже 95 ^оС.