分布式冷熱電聯供系統（CCHP）已被國內外公認為是節能減排的一項前沿技術，在美國、日本以及歐洲已得到了快速發展，我國也非常重視分布式供能技術研發，被國家科技中長期發展規劃列為四項前沿技術之一。發電裝置排煙余熱的梯級利用是分布式供能系統取得節能效益的關鍵，目前分布式供能系統中，300~500℃的發電機組排煙直接用于驅動吸收式制冷系統，而制冷機吸熱溫度僅為100~200℃，帶來了較大的不可逆損失。減低大溫降余熱利用的溫度斷層，提高能量利用效率，是分布式冷熱電聯供系統急需解決的關鍵難題。基于正逆循環耦合的功冷聯產技術具有解決這一難題的潛力，具有很好的應用前景。

1.　 正逆循環耦合系統簡介

正逆循環耦合系統，是指在分布式供能系統中設置在燃機下游的一種熱力循環，該循環通過將做功正循環和制冷逆循環的系統集成，對煙氣余熱進行梯級利用，最大限度地減少余熱利用過程的不可逆損失。總的系統集成原則是余熱的高溫部分（200℃以上）用于驅動做功子循環，余熱的低溫部分（200℃以下）和做功子循環排放的低溫熱量由吸收式制冷循環加以利用。根據正循環和逆循環的集成方式不同，可以分為閉式系統和開式系統。閉式系統是指做功和制冷兩個子循環是各自封閉的循環，二者只有能量交換，沒有物質交換，該類系統主要實現了熱量的梯級利用；開式系統是指做功和制冷兩個子循環通過某些部件連接在一起，既有能量交換也有物質交換，該類系統在實現熱量梯級利用的同時，也實現了工質有效成份的合理利用。

2.　 國內外研究現狀

基于正逆循環耦合的功冷聯產技術在國內外的研究較為活躍，相關研究已經從余熱利用領域拓展到了太陽能、地熱等中低溫可再生能源的利用。但相關研究工作剛剛起步，仍然以系統集成研究，系統模擬與理論分析，小型試驗驗證為主。所采用的工質類型可以分為混合工質和純工質，根據所采用的工質類型，可以將現有的功冷并供系統分為以下兩大類：第一類是基于混合工質吸收式動力循環和吸收式制冷循環等單元技術發展而來的混合工質功冷并供系統；第二類是基于有機朗肯循環和噴射式制冷循環等單元技術結合而成的純工質功冷并供系統。氨水二元非共沸混合物具有變溫蒸發的特性，可以與顯熱熱源進行良好的熱匹配，同時氨水工質具有良好的制冷性質，是一種常用的吸收式制冷工質對，因此，氨水被認為是正逆循環耦合系統的最佳工質之一，以氨水為工質的正逆循環耦合的功冷聯產系統研究成為目前的研究主流。

3.　 分布式供能與可再生能源實驗室的研究基礎和研究特色

分布式供能可再生能源實驗室從正逆循環耦合機理、系統集成以及實驗等多方面對功冷并供系統進行了較為深入的研究。提出了具有自主知識產權的正逆循環耦合的功冷聯產系統，已經申請6項國家發明專利授權（已獲得授權2項），相關研究成果發表了一系列高水平國際論文，并搭建了一套氨水吸收式制冷實驗臺，開展了相關試驗，為進一步研發正逆循環耦合的功冷聯產技術奠定了理論基礎。實驗室在該方向的研究特色主要體現在循環集成理論方面，在能量耦合方面，揭示了熱量的梯級利用關系，從外熱源的利用深入到循環內部熱量的梯級利用；在物質耦合方面，發現了正循環工質濃度差在制冷子循環中回收利用的潛力和方法。

作者：分布式供能與可再生能源實驗室 韓巍 孫流莉