سیستم CCHP مجموعه ای است که قابلیت تولید همزمان گرمایش، سرمایش و برق را دارا می باشد. مهمترین ویژگی مجموعه CCHP استفاده از انرژی های هدر رفته می باشد. انرژی های هدر رفته به سه شکل اگزاست، بخار و آب گرم در کلیه نیروگاه ها وصنایع مختلف در دسترس می باشد. گرمای هدر رفته مولدهای برق اعم از مولد های دیزلی و توربین های گازی به صورت اگزاست می باشد و همچنین در مولد های دیزلی با وجود یک مبدل، آب گرم نیز تولید می شود. همچنین در برخی از صنایع و نیروگاه ها نیز بخار اتلافی زیادی موجود می باشد که تمامی این انرژی های اتلافی به عنوان منابع گرمایی در چیلرهای جذبی قابل استفاده می باشند.

در سیستم های CCHP، مولد برق و چیلر جذبی دو بخش اصلی سیستم می باشند که این دو بخش اساسی، تقسیم بندی سیستم های CCHP را تشکیل می دهند.

سیستم های CCHP دارای بخش های اصلی زیر می باشند:

1-     مولد برق (توربین های گازی یا ژنراتور های دیزلی) که با استفاده از سوخت های فسیلی، انرژی گرمایی را به قدرت ( الکتریسته) تبدیل می نماید.

2-     چیلرهای جذبی بخار، اگزاست، آب گرم و مولتی انرژی (اگزاست و آب گرم) که توان تولید سرمایش گومایش را دارا می باشند.

3-     مجموعه ی بازیاب گرما، جهت تامین آبگرم 98 C در مولد های دیزلی

4-     برج خنک کن برای تامین آب با دمای 30 C برای استفاده در ابزوربر و کندانسور چیلر جذبی

5-     رادیاتور خنک کننده جهت خنک سازی مجموعه بازیاب گرما

افزایش راندمان نیروگاه ها با استفاده از توان برودتی سیستم های CCHP:

یکی از موثرترین روش ها برای افزایش توان نیروگاه های گازی و ترکیبی در ساعات گرم سال، خنک کاری هوای ورودی به توربین می باشد که نتایج مطلوبی در سراسر دنیا و در داخل کشور (به صورت محدود) به همراه داشته است. از آنجایی که تغییر دمای محیط مهمترین پارامتری است که رفتار توربین ها را تحت تاثیر قرار می دهد و با علم به اینکه افزایش دمای محیط موجب افت شدید توان و راندمان واحد های گازی می شود، این روش می تواند جهت جلوگیری از این افت ناگهانی، موثر واقع شود.

حال در نیروگاه ها با استفاده از انرژی های مذکور، توان برودتی قابل توجهی تولید و مقادیر اندکی از آب سرد تولیدی توسط چیلر جذبی، جهت استفاده در مبدل های کویلی، برای خنک کاری هوای ورودی به توربین مورد استفاده قرار می گیرد و قسمت اعظمی از این توان برودتی یا آب سرد تولیدی ،جهت سرمایش فضا های اداری و مسکونی صرف می شود.

بنابراین با استفاده از سیستم های CCHP با یک راهکار مناسب می توان هم توان تولیدی نیروگاه را افزایش داد و هم توان سرمایش و گرمایشی برای مصارف مختلف را تامین نمود.

چرا سیستم های CCHP استفاده می گردد؟

1-     استفاده از انرژی های اتلافی و هدر رفته

2-     تولید سرمایش و گرمایش و قدرت از یک مجموعه واحد

3-     جلوگیری از آلودگی هوا و انتشار گازهای گلخانه ای و سمی

4-     کاهش اتلاف انرژی حرارتی و مکانیکی در تجهیزات

5-     استفاده مفید و موثر از سوخت و کاهش مصرف آن

6-      کم کردن هزینه های جاری تولید توان و بالا بردن راندمان حرارتی

7-     کاهش محدودیت های شبکه تولید توان و بهبود بهره برداری شبکه از 30 درصد به 60 درصد

8-     نصب،راه اندازی، سرویس و نگهداری بسیار ساده

9-     کاهش فضای مورد نیاز جهت سیستم های سرمایشی و گرمایشی و تولید قدرت

میزان بازیافت گرما و تولید سرمایش در سیستم های CCHP توسط چیلر های جذبی:

در سیستم های تولید توان به واسطه احتراق سوخت های فسیلی صورت می پذیرد که بازیافت گرمای اتلافی حاصل از این سوخت مسئله ای حائز اهمیت است. این انرژی های اتلافی به روش های مختلفی بازیابی می شوند.

دو روش کلی جهت تولید توان وجود دارد که به اختصار به شرح زیر می باشند:

1-     ژنراتور های دیزلی (موتور های احتراق داخلی)

در ژنراتور های دیزلی برای تولید توان 1MW، راندمان تولید حرارتی تولید برق برابر 35 درصد و انرژی اگزاست برابر 30 درصد حدود 857 KW و همچنین انرژی آب گرم تولیدی مبدل های حرارتی برابر 30 درصد می باشد. در این ژنراتورها معمولا 5 درصد اتلاف حرارتی وجود دارد که می توان گرمای تولید شده اگزاست و آب گرم را توسط چیلرهای جذبی مولتی انرژی بازیابی و به صورت برودت ارائه نمود.

2-    توربین ها گازی

در توربین های گازی برای تولید 1MW، راندمان حرارتی تولید برق برابر 33 درصد می باشد و انرژی اگزاست برابر 60 درصد حدود 2121KW و اتلاف حرارتی 7 درصد می باشد. با بازیابی این گرمای اگزاست، توسط چیلرهای جذبی می توان تولید سرمایش نمود.

در تصویر زیر نمونه ای از سیستم های CCHP که با استفاده از بازیافت زباله های شهری و تولید بیوگاز برای تولید بخار به جهت استفاده از توربین های بخار، تولید برق نموده و با استفاده از بخار خروجی از توربین گاز، تولید سرمایش و گرمایش می نماید نشان داده شده است. پروژه CCHP مذکور مربوط به موزه بزرگ باستانی در شهر بارسلونا اسپانیا می باشد.

علاوه بر تمام مزایای سیستم های CCHP که بیان شده، عدم نیاز سیستم های CCHP جدید به بویلرهای بازیافت گرما نیز از مزیت های اصلی سیستم CCHP محسوب می گردد. عدم نیاز به بویلرهای بازیافت حرارت موارد زیر را به همراه دارد:

1-     کاهش سرمایه گذاری ها به جهت عدم استفاده از بویلرهای بازیافت گرما

2-     کاهش هزینه های عملیاتی و راندمان بالا

3-     طراحی ساده سیستم ها و اجرا و مدیریت آسان