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隨著傳統(tǒng)能源的日益枯竭，以風(fēng)能、太陽(yáng)能為代表的可再生能源的重要性日益突出。而在對(duì)新能源進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用的過(guò)程中，其自身的不穩(wěn)定性成為能源利用的主要障礙。儲(chǔ)能系統(tǒng)是解決上述問(wèn)題的一種有效方法t（8）出口氣體溫度為：其中，m為膨脹比，為透平機(jī)的等撕效率。

　　8）冷用戶假設(shè)空氣溫度由進(jìn)口溫度Tfi升至出口溫度乃，出口溫度假定為環(huán)境溫度，則該過(guò)程供給給冷用戶的冷董為由于X和Y均為變量，若返還給空氣的熱量較多，經(jīng)膨脹后空氣溫度可能篼于溫度TV，此時(shí)系統(tǒng)無(wú)制冷董。故需判定系統(tǒng)有冷董輸出時(shí)Y的最大值。

　　根據(jù)7V=幾，當(dāng)透平機(jī)的出口溫度=乃時(shí)，系統(tǒng)恰無(wú)制冷能力。假設(shè)透平機(jī)出口溫度T6，n，ax=T，根據(jù)膨脹比7Tt，可得允許的最高溫度75，為：離開(kāi)的擁為：壓氣機(jī)部分的擁?yè)p失為：2）換熱器1進(jìn)入換熱器1的擁由空氣提供，離開(kāi)的擁由水帶走，則進(jìn)入換熱器1的擁為：4）熱用戶由于儲(chǔ)熱器中熱董分配與水的質(zhì)量有關(guān)，故擁的分配也與水的質(zhì)董有關(guān)。以環(huán)境溫度作為衡M指標(biāo)，熱用戶得到的擁為：根據(jù)熱量守恒，在換熱器2處有當(dāng)Ymax確定，便可確定系統(tǒng)的供冷情況。

　　由于系統(tǒng)的能量消耗僅為壓氣機(jī)的耗功，故將壓氣機(jī)部分的耗功作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，定義功效率、熱效率和冷效率如下：三者之和定義為能量利用系數(shù)：5）儲(chǔ)氣室對(duì)于儲(chǔ)氣室，僅需要考慮其進(jìn)氣溫度與出氣溫度，且壓力不變，故擁?yè)p失為：6）換熱器2進(jìn)入換熱器2的擁由熱水提供，離開(kāi)的擁由空氣帶走。故進(jìn)入換熱器2的擁為：離開(kāi)的擁為：則換熱器2的擁?yè)p失為：1.2擁效率該部分涉及到的主要部件與1.1節(jié)相同。

　　1）壓氣機(jī)進(jìn)入壓氣機(jī)的擁為輸入功，離開(kāi)壓氣機(jī)的擁由空氣帶走。則進(jìn)入的擁為：7）透平機(jī)進(jìn)入透平機(jī)的煳由空氣帶入：離開(kāi)的擁即輸出功：（28）則透平的擁?yè)p失為：tpinrriout.Lx，f，8）冷用戶以環(huán)境溫度作為衡M標(biāo)準(zhǔn)，則冷量煙為：從擁的角度定義系統(tǒng)的功、熱和冷效率如下：三者之和定義為總煳效率：根據(jù)公式推導(dǎo)結(jié)果，給定具體參數(shù)值，如表1所示。

　　表1參數(shù)及取值數(shù)值l比Tiv5膨脹比TO5換熱器1能效O0.8換熱器2能效0.8壓氣機(jī)等熵效率0.9透平機(jī)等熵效率川0.9空氣質(zhì)M1空氣比定壓熱容cp/.kg-1.K1000水的比熱容fWig-lPT14200空氣的比熱容比71.4環(huán)境溫度7b/K293環(huán)境壓力Po/Pa100000根據(jù)表1中的參數(shù)，首先確定x和y的變化范圍。根據(jù)式（11）和式（12），可以得到Kmax二1.196，對(duì)應(yīng)的即、儲(chǔ)熱器返還給空氣的熱董為存儲(chǔ)熱攝的l.U）倍時(shí)，才會(huì)川現(xiàn)系統(tǒng)無(wú)制冷M的情況，再結(jié)合（KK<1，故系統(tǒng)始終有制冷能力。

　　同理可知，X的變化范圍滿足（K久CU2.1系統(tǒng)效率分析在上述限制條件下，根據(jù)能抽效率相關(guān)的參數(shù)公式，得到和。

　　由可知，隨著熱用戶用熱童的增加，透平輸出功由于進(jìn)氣溫度降低而減少，同時(shí)由于透平出氣溫度下降，系統(tǒng)制冷量增加。根據(jù)，功冷熱的效率變化曲線與數(shù)值變化曲線一致，能量利用系數(shù)單調(diào)增加，即從輸出能坐的總M上考慮，X=1時(shí)，功冷熱的能饋輸出之和最大。需要說(shuō)明的是，由r在評(píng)價(jià)能域效率時(shí)僅從撾的角度去衡埴，沒(méi)有考慮功冷熱品位的不等價(jià)性，故能餓利用系數(shù)存在大r1的情況。

　　4從擁的角度分析時(shí)，根據(jù)擁效率的參數(shù)表達(dá)式，可以得到參數(shù)的變化趨勢(shì)如和所示。

　　由可知，由r功v擁等價(jià)，功對(duì)應(yīng)的擁值v圖‘2中相同，同理?yè)硇首兓蚕嗤?；隨著熱用戶用熱M的增加，系統(tǒng)冷址擁增加，且x較小時(shí)，冷擁的增量較小，而4x較大時(shí)，冷tt煳的增tf：較大。根據(jù)，功冷熱的擁效率趨勢(shì)與能M效率變化趨勢(shì)相同，總擁效率則先降低后增加，最大值為77.7%，出現(xiàn)在X=1時(shí)，最小值約為72.2%，出現(xiàn)在X 0.2處。最大值與最小值相差約5.5%，這說(shuō)明在X<0.2時(shí)，隨著X增加，功效率減小量多于熱和冷兩者效率增加量之和，而隨著X的繼續(xù)增加，冷量擁出現(xiàn)了明顯的增加，總擁效率升高?？偟膩?lái)看，當(dāng)從擁角度分析系統(tǒng)的能量變化時(shí)，系統(tǒng)的功輸出為能量輸出的主體，熱與冷所占比例較小，且比功低一個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　對(duì)比能童利用系數(shù)與總擁效率的變化趨勢(shì)，可以發(fā)現(xiàn)兩者的變化規(guī)律存在不同，這也是因?yàn)閮砷_(kāi)對(duì)能量分析的角度有差異。能童利用系數(shù)隨X的增加而單調(diào)增加，故X越大，系統(tǒng)輸出的能董總童越多，同時(shí)，系統(tǒng)在進(jìn)行冷熱電聯(lián)供時(shí)，應(yīng)避開(kāi)總擁效率最低的狀態(tài)以減小擁?yè)p失。當(dāng)X=1時(shí)，能董利用系數(shù)最大，此時(shí)系統(tǒng)的擁效率也最大。

　　2.2系統(tǒng)橫型比較如前所述，系統(tǒng)的功輸出模型僅從出功最大化的角度評(píng)價(jià)系統(tǒng)效率，不考慮儲(chǔ)熱器中熱童利用和透平出口氣體的狀態(tài)，故功輸出模型對(duì)應(yīng)于；C=0的狀態(tài)點(diǎn)，且系統(tǒng)的功效率與能童利用系數(shù)、擁效率相同。而系統(tǒng)的冷熱電聯(lián)產(chǎn)模型則綜合考慮功冷熱的輸出情況，且隨X的變化，系統(tǒng)的輸出特性不同。

　　根據(jù)表2中數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)于系統(tǒng)的功輸出模型，由于功與擁等價(jià)，其能量利用系數(shù)與擁效率相等，均為72.4%，而對(duì)于冷熱電聯(lián)產(chǎn)模型，當(dāng)X=0時(shí)，由T系統(tǒng)有一定的冷董輸出，系統(tǒng)的能量利用系數(shù)升高，為80.8%，而由于冷擁效率較小，僅為0.2%，故系統(tǒng)的總擁效率為72.6%.當(dāng)對(duì)比效率的最值可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)冷熱電聯(lián)產(chǎn)模型，當(dāng)不考慮能M品位差異時(shí)，能董利用系數(shù)由80.8%升至182.3%，能董輸出的總量均大于功輸出模型，最低為1.1倍，最高為2.5倍；而從擁效率角度考慮時(shí)，功輸出模型的擁效率值比冷熱電聯(lián)產(chǎn)模型的最小擁效率高0.2%，比最大擁效率低5.3%，而在久=0時(shí)，冷熱電聯(lián)產(chǎn)模型的擁效率略高于功輸出模型。

　　因此，從能貴輸出總董的角度看，AA-CAES系統(tǒng)冷熱電聯(lián)產(chǎn)模型的能M輸出總童始終大于功輸出模型；而從擁角度考慮時(shí)，功輸出模型的輸出擁略小于同條件下的冷熱電聯(lián)產(chǎn)模型，且其擁效率處于冷熱電聯(lián)產(chǎn)模型擁效率的最大值與最小值之間。

　　表2 AA-CAES系統(tǒng)不同模型的效串比較模型參數(shù)效率值A(chǔ)取值功輸出模塑能量利用系數(shù)擁效率能量利用系數(shù)擁效率冷熱電聯(lián)產(chǎn)模型最小能量利用系數(shù)最小擁效率最大能M利用系數(shù)最大擁效率2.3裝置的傭損失分析系統(tǒng)擁?yè)p失集中在壓氣機(jī)、透平機(jī)、儲(chǔ)氣室、換熱器1和換熱器2五個(gè)部件，根據(jù)參數(shù)公式可得五部件的煙損失隨X的變化趨勢(shì)，如所示。

　　由圖（；可以看出，除換熱器2之外，其余部件的擁?yè)p失都與X的變化無(wú)關(guān)。換熱器2處的擁?yè)p失隨著熱用戶用熱M的增加先增大，再減?。黄溆嗖考膿?yè)p失為定值。這是因?yàn)閷?duì)于透平機(jī)，其擁?yè)p失僅與膨脹比有關(guān)，與進(jìn)口空氣的溫度無(wú)關(guān)，故其損失不受X變化的影響；對(duì)T-換熱器1和壓氣機(jī)，參數(shù)均與X無(wú)關(guān)，故擁?yè)p失不變；儲(chǔ)氣室的擁?yè)p失與儲(chǔ)氣室進(jìn)出口氣體溫度有關(guān)，當(dāng)換熱器1能效較高時(shí)，溫差較小，故擁?yè)p失值較小，且與X無(wú)關(guān)。換熱器2的擁?yè)p失則與輸入和輸出擁的變化有關(guān)。

　　熱用戶的用熱量所占比例隨X變化，裝置擁?yè)p失的變化部件的擁?yè)p失占總擁?yè)p失的比例情況，如表3所示。壓氣機(jī)、透平機(jī)及換熱器1的擁?yè)p失之和約占系統(tǒng)總擁報(bào)失的81）%，且透平機(jī)的擁?yè)p失最大，最高可達(dá)40%；儲(chǔ)氣室由f進(jìn)出U溫差的原因存在擁?yè)p失，但所占比例較?。粨Q熱器2的擁?yè)p失波動(dòng)性較大。

　　表3隨X變化，不同部件的損失所占比例系統(tǒng)部件壓氣機(jī)透平機(jī)換熱器1換熱器2儲(chǔ)氣室綜上所述，從擁?yè)p失的角度考慮系統(tǒng)，'1x=i時(shí)，五部件的擁?yè)p失之和最小，此時(shí)系統(tǒng)的總擁效率最大；當(dāng)X0.2時(shí)，五部分的擁?yè)p失之和最大，此時(shí)系統(tǒng)的總擁效率最小。

　　3總結(jié)1）提出了AA-CAES技術(shù)應(yīng)用于冷熱電聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)模型，并從熱力學(xué)角度對(duì)該模型的能量輸出特性進(jìn)行了分析，得到了系統(tǒng)輸出冷熱電的變化規(guī)律；通過(guò)對(duì)系統(tǒng)儲(chǔ)熱器中的熱董利用進(jìn)行控制，得到了冷熱電的輸出比重與熱董利用之間的關(guān)聯(lián)性。

　　分析了AA-CAES系統(tǒng)的冷熱電聯(lián)產(chǎn)模型4功輸出模型的能童輸出特性，并對(duì)兩者進(jìn)行了對(duì)比。

　　對(duì)r本文采用的模型，前者的能量輸出總M始終大r-后者，最低約為l.i倍，最高約為2.5倍；且前者的輸出擁多r同條件下的后，其最大擁效率比后者高5.3%.因此，在能域輸入相同的條件下，AA-CAES冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)有更多的能域輸出，其能埴效率和擁效率更高。

　　揭示了AA-CAES冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)部件的擁?yè)p失V系統(tǒng)效率的關(guān)聯(lián)性。其中，透T機(jī)、換熱器及壓氣機(jī)部分的擁?yè)p失最高約占系統(tǒng)總擁擬失的?。?%，為系統(tǒng)傭損失的主要部分；透T前端換熱器的擁擬失對(duì)系統(tǒng)供熱試的變化最敏感，波動(dòng)性最大。