Тригенерация

Тригенерация (Trigeneration, CCHP — combined cooling, heat and power) — это процесс совместной выработки электричества, тепла и холода. Тригенерация позволяет эффективно утилизировать тепло зимой для отопления и летом для кондиционирования помещений и технологических нужд.

Для тригенерационного комплекса  необходима абсорбционная бромистолитиевая холодильная машина (АБХМ). Абсорбционная холодильная машина потребляет бросовую тепловую энергию, а не дорогостоящее электричество для реализации холодильного цикла. Генерирующая установка может использоваться круглый год — не снижается коэффициент полезного действия энергетической установки в летний период, когда потребность в тепле уменьшается.

В настоящее время тригенерация набирает популярность и используется на заводах и различных предприятиях (торговых центрах, на хладо- и молочных комбинатах, пивоваренных заводах и т.д.). Также тригенерационные установки применяются в нефтехимии, металлургии, химической промышленности и в некоторых других отраслях.

Тригенерация сегодня — одна из лучших технологий, которая позволяет сократить выбросы парниковых газов и других загрязнений окружающей среды. В системах тригенерации на базе АБХМ также отсутствуют вредные химические загрязнения, т. к. в качестве хладагента используется вода.

Комбинированное производство тепловой и электрической энергий называется когенерацией.

Преимущества тригенерационных установок

Преимущества использования АБХМ в тригенерационных установках.

Схема системы тригенерации

Принципиальная схема тригенерации в летнем режиме

В летний период, когда у Заказчика имеется потребность в охлажденной воде, например, для систем кондиционирования воздуха, горячая вода от системы охлаждения ГПУ/ГТУ поступает в генератор АБХМ, где происходит I-я ступень утилизации тепла.

В генератор также поступают выхлопные газы АБХМ, где осуществляется II-я ступень утилизации теплоты, за счет чего и вырабатывается холод с максимально высокой эффективностью.

Рис. 1 — Схема тригенерации в летнем режиме

scheme_trigeneratsiya_leto

Принципиальная схема тригенерации в зимнем режиме

В зимний период, Заказчик, как правило, нуждается в горячей воде. В этом случае горячая вода от системы охлаждения ГПУ/ГТУ идет напрямую к потребителю без участия чиллера. Выхлопные газы поступают в абсорбционный чиллер/нагреватель, где за счет утилизации тепла, производиться дополнительное количество горячей воды. Таким образом, осуществляется наиболее полное использование бросовой теплоты для нужд теплоснабжения.

Принцип работы тригенерации

Абсорбционная холодильная машина (абсорбционный чиллер или АБХМ) — промышленная холодильная установка, используемая для отбора и удаления избыточного тепла и поддержания заданного оптимального температурного и теплового режимов при работе производственного оборудования, технологических устройств, инструмента, оснастки, а также технологических процессов, связанных с повышенными тепловыми нагрузками. В качестве абсорбента в них используются различные растворы, например, бромида лития (LiBr) в воде. Нагрев АБХМ происходит горячей водой или паром и может проходить в одну или две ступени. При одноступенчатой схеме с 1 МВт электрической энергии снимается 600 кВт холода, при двухступенчатой — 1200 кВт холода. Холодильный коэффициент работы (отношение холодопроизводительности к потребляемой мощности) одноступенчатых машин 0.6-0.82, двухступенчатых машин 1.2-1.40. Двухступенчатая схема, которая является одной из наиболее эффективных схем тригенерации для выработки холода: Рис. 3 - Двухступенчатая схема тригенерации chema_trigeneratsii Способы подключения АБХМ в систему тригенерации:
  1. Теплоносителем является вода, предварительно нагретая в теплообменнике когенерационной установки. Преимущества: трехходовой клапан с электронной системой управления позволяет точно регулировать холодильную мощность. Недостатки: ниже холодильная мощность.
  2. Теплоносителем являются выхлопные газы ДВС. Преимущества: выше эффективность, а, следовательно, холодильная мощность. Недостатки: отсутствует гибкость управления выработкой холодильной мощности.
Для оптимальной эффективности тригенерационную систему необходимо эксплуатировать на максимуме холодильной мощности.

Сферы​ ​применения

Тригенерация подходит для всех объектов, имеющих централизованную схему отопления, вентиляции и кондиционирования: