分布式多能联供系统作为一种能源节约型、环境友好型以及增加电力供应的新型能源利用方式,在国外能源利用领域已有广泛应用,近年来我国建筑面积不断扩大,带来了较大且稳定的冷热电负荷需求,因此极大促进了我国分布式多能联供系统的发展,同时小型分布式多能联供系统具有适应性更强、安全系数更高以及布置更加灵活等优点,有广泛应用前景,开展小型分布式多能联供系统运行参数以及能量转化特性研究,并进一步提出优化措施提高能源利用率,对扩大我国对分布式多能联供系统的应用具有重要意义。本文主要研究内容及相应结果如下:(1)设计以10 kW内燃机为动力机的小型分布式多能联供系统,主要包括以下几部分:动力子系统输出电能的同时产生余热;制冷子系统提供冷量满足用户冷负荷需求;余热回收子系统通过改进内燃机封闭式水冷系统回收冷却水余热,设计加工烟气热水型换热器回收烟气余热;冷、热、电负荷子系统用于模拟用户负荷需求;最后完成分布式多能联供系统管路水力计算,确定管道尺寸及循环水泵,完成小型分布式多能联供系统的设计。(2)依托10 kW小型分布式多能联供系统,开展内燃机不同负荷率下的热电联供、冷电联供、及冷热电三联供多种工况运行实验,分析的主要运行参数特性有以下几点:内燃机油耗、排烟温度、水箱温度等基本参数随输出功率改变时的变化特性,以及内燃机输出余热量、热功比的变化特性;环境温度、出口水温对制冷机运行性能的影响;多能联供系统最大供冷量、最大供热量以及不同工况下输出能间的匹配转化特性。为优化系统运行,研究中还进一步分析了燃料的高、低位热值对一次能源利用率的影响;冷却水温度对内燃机发电效率的影响。实验结果表明:内燃机油耗、排烟温度、余热量、热功比等变化幅度较大,水箱温度、冷却水余热占比等基本稳定;环境温度及出口水温均对制冷机性能有较大影响;采用不同热值分析一次能源利用率结果相差较大;提高内燃机冷却水温可有效提高内燃机发电效率。(3)为进一步提高能源利用率,提出一种DCCHP低温烟气余热耦合空气源热泵系统,实现了排烟余热的深度回收。采用Aspen Plus化工流程模拟软件,以低温烟气作为空气源热泵的低温热源,构建耦合系统,并详细分析了系统关键部件和评价指标;同时以10 kW小型分布式多能联供系统为例,对该耦合系统进行了模拟研究,结果表明该系统可以显著提高一次能源利用率、热泵COP,同时解决了冬季寒冷地区热泵机组蒸发器结霜、低温环境下运行性能差等问题。