燃氣中央空調(diào)特點及其應(yīng)用

燃氣中央空調(diào)特點及其應(yīng)用一、燃氣作為空調(diào)用能源自來水的由來和特點20世紀20年代，燃氣開始用于氨-水-氫吸收式制冷設(shè)備，開創(chuàng)了這一技術(shù)的建筑史。到了60年代，歐、美、日等國開始有規(guī)模地制造漠化鋰（LiBr）一水和氨一水為工質(zhì)的大型吸收式制冷機，從而使燃氣正式登上了制冷制冷技術(shù)舞臺。70年代各種因素后燃氣空調(diào)技術(shù)得到了多方面的健康發(fā)展，應(yīng)用逐漸廣泛。國內(nèi)90年代初開始大量生產(chǎn)和使用以燃氣為熱源的直燃型漠化鋰吸收式制冷機，目前國內(nèi)有數(shù)十個現(xiàn)階段生產(chǎn)廠家可以生產(chǎn)多種型式的數(shù)十種規(guī)格上百種型號的以燃氣為熱源的號用冷熱水機組。燃氣水泵作為空調(diào)能源有如下特點：1.1燃氣作為空調(diào)暖氣能源對環(huán)境的影響由于我國約80%的電力來自煤炭發(fā)電，所以燃氣空調(diào)取代電力空調(diào)的環(huán)境效益非常突出，采用燃氣作為再生能源，可以大大減少CO2的排量，防止地球變暖；減少SO2、灰渣的排量，對環(huán)境污染有著非常大的緩解。此外，燃氣空調(diào)一般不用CFC（氯氟烴）和HCFC（氫氯氟烴）作制冷劑，因此不存在破壞大氣臭氧層（O3）的問題。1.2燃氣作為空調(diào)能源對工程的影響燃氣空調(diào)是一種穩(wěn)定的燃氣消耗設(shè)備，用戶高峰期在夏季，城市電力和燃氣要求的峰谷具有良好水電的互補性，所以燃氣空調(diào)不僅能夠電力高峰負荷，減少電力投資；亦能對燃氣起到供氣填谷的作用，不斷提高燃氣管網(wǎng)的利用率，降低燃氣成本，促進燃氣工程的有利發(fā)展。燃氣作為熱源的電廠一般具有如下優(yōu)點：用電量低，一般只有電網(wǎng)空調(diào)的3%-5%，因此其相應(yīng)的供配電設(shè)備、電氣數(shù)據(jù)通信等均可減少；相應(yīng)的供電費用（如貼費、增容費、變電所費等）也隨之減少?？照{(diào)一般部分負荷時的性能系數(shù)較高，如用截葉制冷機供給冷（熱）水，其變負荷調(diào)節(jié)特性一般略低于電動壓縮機，建筑風格實際負荷一般負荷大部分時間為設(shè)計容量的30%-70%，部分負荷效率高，可以節(jié)約有時候費用。采用燃氣機發(fā)電或傳統(tǒng)壓縮機制冷時，甚至同時產(chǎn)生大量排氣廢熱，在空調(diào)中可以多方面利用，充分增加能源效率。當使用燃氣吸收式冷熱水機組時，則夏冬季無法使用一臺設(shè)備，在北疆北方寒冷地區(qū)也能滿足要求（電力冷暖空調(diào)機組難以實現(xiàn)）。燃氣吸收式冷水機組一般噪聲、振動比振動電力空調(diào)機組影響小得多；由于運轉(zhuǎn)部件少，其經(jīng)常維護費用也低于電力空調(diào)機組。為了適應(yīng)世界經(jīng)濟繁榮和對高效能源需求的不斷世界性發(fā)展，特別是人口快速增長和隨之而來的生存環(huán)境的惡化，人類將改善環(huán)境作為可持續(xù)發(fā)展的重要。天然氣是最清潔的燃料，天然氣作為清潔、方便、高效的能源將進入一個快速發(fā)展的時期。二、燃氣作為熱源的空調(diào)方式目前第二種應(yīng)用較多的燃氣空調(diào)大多屬此種型式，即用燃氣在鍋爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生蒸汽或熱水后作為吸收式制冷機的能源；或是用燃氣直接燃燒作為吸收式制冷機的能源方式。2.1燃氣鍋爐+吸收式制冷機2.1.1燃氣蒸汽鍋爐+蒸汽型吸收式制冷機燃氣鍋爐產(chǎn)品型號很多，一般0.6MPa以上燃氣鍋爐的熱效率在0.9左右，蒸汽型漠化鋰吸收式制冷機有單效型和雙效型，單效型主要用在W0.2MPa以下壓力的蒸汽，單位冷量耗汽量指標較大，性能系數(shù)COP低。如0.1MPa表壓的蒸汽漠化鋰吸收式制冷機，根據(jù)GB/T-18431-2001蒸汽和熱水型漠化鋰吸收式制冷機組標準規(guī)定，在冷水進/出口溫度12/7°C，冷卻水進/出口溫度30/35°C時，其單位冷量耗汽量指數(shù)q=2.35kg/h.kW，其性能系數(shù)COP在0.68左右。因此，這種機組主要用于有熱力、氫氣可利用的場所，常見于目前常用的蒸汽型機組主要是指0.4~0.6MPa表壓的雙效型機組。國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家質(zhì)量標準的產(chǎn)品單位冷量耗汽量指標均低于國標規(guī)定值，一次能源效率表示各類機組在單位時間內(nèi)一次能源消耗量所制取的冷量。2.1.2燃氣高溫水鍋爐+高溫熱水型（二段熱水型）漠化鋰吸收式制冷機雙良、大連三洋均專門開發(fā)出這種高溫水型漠化鋰冷水機組，其特點是二段型，即機組內(nèi)發(fā)生器、吸收器、冷凝器及冷凝器均為兩個，高溫水以串聯(lián)形式流動，由發(fā)生器進，從發(fā)生器出；冷卻水以并聯(lián)為形式分成兩路：一路以串聯(lián)形式經(jīng)過冷凝器和冷凝器；另一路以串聯(lián)形式先后經(jīng)過吸收器和吸收器；水銀以串聯(lián)形式先后流經(jīng)蒸發(fā)器和蒸發(fā)器。這種機組機組在熱水進口溫度為120°C時，熱水出口溫度可降至68°C，性能系數(shù)COP可達0.75。2.2雙效燃氣直燃型漠化鋰吸收式冷熱水機組直燃型漠化鋰吸收式冷熱水機組是以燃氣或燃油直接燃燒驅(qū)動的雙效型吸收式制冷機，由于油價高，運輸不方便，目前，大多數(shù)直燃機大多數(shù)是以燃氣等為。由于機組是燃燒加熱漠化鋰水溶液，減少了輸送和間接換熱的損失，所以燃燒效率高，對大氣環(huán)境污染窄小，不需鍋爐房，既可以夏季制冷，又可用于冬季燃氣，必要時還可提供生活用熱水，一機多用。國內(nèi)自90年代初開始生產(chǎn)初期，已得到了廣泛應(yīng)用，2000年這種燃氣直燃型中央空調(diào)機組的產(chǎn)值預(yù)計了20億元，國內(nèi)主要整車廠，如大連三洋、雙良、遠大等公司的產(chǎn)品質(zhì)量及主要性能指標已接近或達到了亞洲先進水平。直燃機的COP值與0.6MPa蒸汽雙效型吸收式制冷機的COP相比，一般較小，但由于蒸汽型機組還有一個鍋爐效率和蒸汽輸送管的效率，所以其制冷一次能源效率高于蒸汽雙效型機。四種機型相比，直燃機的平均OEER值要高9%(冷卻水30°C進水，OEER比值為1.14:1.04)左右。表明直燃機較蒸汽型機節(jié)能。2.3多效直燃型吸收式制冷機組目前的蒸汽式和直燃式漠化鋰機組的一次能源效率均較低，一般來講低于電動壓縮式機組。目前國際上國內(nèi)外都在開發(fā)研制三效、四效漠化鋰吸收式冷水機組。這種多效機組提高效率的方法，目前主要有：①凝固冷劑蒸汽沉積熱的多次利用；②利用冷劑蒸汽被溶液吸收時產(chǎn)生的吸收熱多次利用。范圍為200C~230C；四效機組COP值為1.93~2.0，所需的熱源溫度范圍為250C~280C，并且認為三效吸收式機組的COP值已高于或相當于電動壓縮式機組。據(jù)報道，國外有些公司已開發(fā)出多效機組的樣機，并正在進行試運行試驗；國內(nèi)浙江聯(lián)豐集團試制成功東亞地區(qū)了制冷量700kW的燃氣型三效吸收式冷熱水機組樣機，該機的熱效率可達1.65，但尚待產(chǎn)業(yè)化。2.4燃氣蒸汽鍋爐+蒸汽透平驅(qū)動離心機制冷+吸收式制冷機蒸汽燃氣鍋爐形成高溫高壓蒸汽(20bar~45bar，300C~400C)，經(jīng)減溫減壓后才用蒸汽供熱。供冷利用蒸汽透平機驅(qū)動離心式制冷機(單臺容量可達3.5萬kW)，透平機的排氣作為吸收式制冷機的熱源，其流程如圖3所示。有的把這種型式稱作冷熱聯(lián)產(chǎn)(DHC)系統(tǒng)。如按離心式制冷機的COP=4.5,漠化鋰吸收式制冷機的一次能源效率OEER按0.8計算，可得到該種機組組合的一次能源效率OEER=0.25X4.5(40/100)=1.525，表明其能源利用率是相當高的。由于離心式制冷機容量較大，故本系統(tǒng)可用于大型區(qū)域供熱供冷。東京新宿新都新區(qū)域供熱供冷(DHC)工程中(20.746萬kW)也部份采用了這種系統(tǒng)。三、燃氣本機直接驅(qū)動制冷(或熱泵)機組利用燃氣充分利用機可直接驅(qū)動螺桿式壓縮機(70kW~1758kW)、活塞式壓縮機(3.5kW~352kW)或離心式制冷機(352kW~1758kW)，