燃气空调ppt课件

1 第6章燃气空调 6 1燃气空调及其发展6 2燃气吸收式冷热水机组6 3燃气发动机热泵6 4户式天然气空调6 5燃气空调供冷 暖 生活热水系统 2 6 1燃气空调及其发展 燃气空调是指以燃气为能源 提供制冷 供暖和生活热水的空调系统及设备 国内发展1992年 由开封通用机械厂 上海704研究所 开封锅炉厂共同研制成功我国第一台燃气型吸收式冷热水机 同年长沙远大和江苏双良空调设备股份有限公司先后研制成功燃油 气 型吸收式冷热水机组及其系列产品 主要生产企业 江苏双良空调设备股份有限公司 长沙远大空调有限公司 大连三洋制冷有限公司 烟台茬原空调设备有限公司等 我国目前是世界第二大溴化锂吸收式制冷机生产国 3 国外发展美国 1930年 美国阿克拉公司研制出第一台小型单效燃气空调机 但因美国电力充足 电费便宜以及认为天然气资源紧张会危及美国安全 因而对燃气空调的应用较长时期采取一种遏制政策 1999年7月 纽约地区14个电网中有6个陷于瘫痪 导致数十座城市拉闸限电 才推广燃气空调 2000年 美国中央空调销售市场中 燃气空调占有率迅速提高到7 日本 20世纪60年代末起步 仅10年 就获得了飞跃的发展 原因 能源消费结构 削峰填谷需要及环保意识 政策支持等因素有关 4 应用特点环保优势冷媒的环保特性好 燃气型直燃机以溴化锂 水溶液为工质对 溴化锂水溶液无味 无毒 环保 排放物的污染小能源利用优势设备自身耗电少 可节约高品位的电力资源 缓解城市电力短缺 吸收式冷水机组可以利用低势热能 余热 废热 符合能源的综合利用原则 总体是节能的 可选驱动能源品种多 生命力强 5 机组运行优势直燃机在真空状态下运行 无高压爆炸危险 机组上燃烧器的天然气最大供气压力仅4kPa 属低压燃烧器 系统安全可靠 对操作人员和安装部位均无特殊要求 机组中除功率很小的屏蔽泵外 无运动部件 运转安静 振动小 适于要求环境较安静的场所 当外界负荷变化时 设备性能稳定 机组可在10 100 的范围内进行冷量的无级调节 已有城市燃气输配管网时 采用燃气空调设备 可大大节约管线设施的投资费用 机组功能优势一机多能 使用方便 大大提高了设备利用率 节约设备的投资费用和设备占用的建筑面积 6 燃气空调种类 1 燃气锅炉 热水 蒸汽 吸收式冷水机组适于 大型建筑 中小型区域 2 燃气直燃型吸收式冷热机组燃气型直燃式溴化锂吸收式冷热水机组 以燃气燃烧热为驱动热源 燃气在高压发生器中直接燃烧 加热其中的溶液产生高压冷剂蒸汽 户式燃气空调系统 工作原理同上 室外主机与室内空调系统形成一套封闭式三功能 制冷 供暖 卫生热水 独立的户式空调系统 适于 一般建筑 户式天然气空调 直燃式 9 6 2燃气吸收式冷热水机组 燃气型直燃式溴化锂吸收式冷热水机组 定义 以燃气为能源 以产生的高温烟气为驱动热源 按双效蒸汽吸收式循环的原理工作的冷热水机组 特点 热源温度高 传热损失小 污染少 体积小 占地省 可供冷 供暖 供生活热水 10 结构组成直燃型高压发生器低压发生器吸收器蒸发器冷凝器节流装置溶液热换热器屏蔽泵自动抽气装置自动控制装置 高压发生器 水管 压缩机 11 三种供热水方式 冷却水回路切换成热水回路 热水 冷水用同一回路 浓溶液 水 12 专设热水回路 13 专设热水回路 14 燃气型直燃机的型号 性能参数 GB T18362 2001 直燃型溴化锂吸收式冷 温 水机组 15 16 17 燃气型直燃机机房消防安全和防火防爆设计安全技术措施机房配备 燃烧器 排烟系统 燃气泄露报警器直燃机组安装在地下 半地下室 燃气管道 燃气泄露报警器 放散管 集水器 通风系统 各种信号显示器 地下机房泄爆面积 燃气系统操作及安全保护技术措施燃烧器控制程序 吹扫 点火 空燃比 紧急安全措施安全保护元件 燃烧监视控制器 火焰检测器 点火器 燃烧器 燃气调节阀 燃气关断阀 风门等 18 6 3燃气发动机热泵 燃气驱动压缩机制冷 发动机排热制热水 19 热泵分类按工作原理分 蒸发压缩式 吸收式按热源分 自然热源 排热热源按用途分 家用 制热量1 70kW 商业 2 120kW 工业 100 10000kW 按功能分 供热 交替制冷 制热 同时制冷 制热按供热温度分 低温热泵 100 高温热泵 100 按驱动方式分 电动机 发动机 热能驱动 20 热泵的驱动能源 21 燃气发动机热泵 燃气发动机分类 外燃机 内燃机 燃气轮机燃气轮机 内燃 高速旋转利用燃气燃烧产生的高温烟气直接驱动压缩机 燃气轮机压缩式热泵 与电热泵技术经济性比较 功率在250 400kW 与电动热泵相当 400kW以上 比电动热泵好 燃气轮机 燃气发动机热泵 GHP 22 燃气发动机热泵工作原理 以空气为低温热源 1 四通转向阀2 容积式压缩机3 天然气内燃式发动机4 气缸冷却水循环泵5 发动机排气管 烟气 6 气缸水冷却板式换热器7 发动机排 烟 气换热器8 气液分离器9 11 止回阀10 三通电磁阀12 室内机13 膨胀阀14 空气热交换器 室外 15 直流调速风扇 23 燃气发动机热泵 空气为低温热源 特点室外机与电动压缩式热泵的技术特点比较应用区域 工作原理 能源综合利用 机组效率 环境使用温度 除霜问题 压缩机使用安全问题 系统维护 室内机与电动压缩式热泵的技术特点比较室外机连接室内机台数 容许配管长度 室内外机间的落差 室内机间的高差 系统控制台数 系统回油 能源系统 与电动热泵运行的经济比较 室内机同 性能参数 运行费用比较结论 比电动的节约运行费用 由当地燃气价格决定 4 4元 m3天然气时 二者持平 24 燃气发动机热泵供热系统 25 生活热水 26 燃气发动机排热的特殊应用 27 28 29 功能 制冷 制热 生活热水能源 天然气 煤气 液化石油气制冷量 16kW 117kW 如远大的 16 23 70 115kW 相当于7匹 10匹 30匹 50匹 适用于 住宅及小型商业 行政 公共建筑 150 5000m2 2003年3月17日 第一台BCT燃气空调在长沙远大空调有限公司下线 6 4户式燃气空调 直燃型吸收式空调系统 30 工作原理室外机利用溴化锂作吸收剂 用水作制冷剂 用天然气作热源 制冷循环 4 的冷剂水喷洒在蒸发器管束上 管内14 的空调冷水降为7 冷剂水受热后蒸发 溴化锂溶液将蒸发的冷剂水蒸汽释放的热量吸收 然后通过冷却器释放到大气中去 变稀了的溶液经过燃烧加热浓缩 分离出的水再次去蒸发 浓溶液再次去吸收 如此循环不已 制热循环 燃烧的火焰加热溴化锂溶液 产生的水蒸汽将主体换热管内的空调回水加热 水蒸气的凝结水流回溶液中 被溶液泵送回高温发生器 再次被加热 如此循环不已 31 32 33 6 5燃气空调供冷 暖 生活热水系统 以燃气轮机为驱动动力的冷热电三联产系统以燃料电池驱动动力的联产系统燃气空调应用的全能量利用方式 楼宇冷热电植联产系统 34 35 36 一种 以电定热 的常规余热应用系统 燃气轮机 余热锅炉 蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组 应用方式 37 系统工作过程 发电 天然气进入燃气轮机做功 带动发电机组发电 燃气轮机做功后排出的高品位余热进入余热锅炉 燃气轮机的排气温度一般为500一600 供冷 余热锅炉产生蒸汽驱动吸收式冷水机夏季供冷 供生活热水 另一部分余热锅炉蒸汽通过汽一水热交换器供应全年生活热水 供暖 然气热水锅炉冬季供暖 38 系统应用特点 燃气轮机发电 楼宇夏季电力供应的调峰负荷 燃气轮机废气充分利用 蒸汽型双效吸收式冷水机的夏季供冷 电力削峰 充分利用燃气轮机余热 但吸收式冷水机冬季停用 全年设备利用率不高 天然气热水锅炉 按常规单独用于冬季供暖和热水 无废 余 热可用 锅炉选型容量大 设备投资大 以电定热 的设计原则 针对具体楼宇 或区域 的冷热电三联产系统 根据全年冷 热 电负荷变化 确定冷 热 电设备的热电化是关键 楼宇 或区域 冷热电三联产系统效率 采用小型和微型燃气轮机 单机容量 10kw 10Mw 其单循环发电效率仅18 32 若利用小型燃气轮机的高温 500 600 余热 其系统综合供热效率可达80 85 以上 若采用天然气为燃料的燃气轮机 蒸汽轮机联合循环装置 仅发电效率 55 一60 39 燃气轮机 天然气直燃型溴化锂吸收式冷热水机组 应用系统 40 系统工作过程 发电 天然气进入燃气轮机做功 带动发电机组发电 燃气轮机排出的大部分高温烟气 250 进入直燃机预热高压发生器的吸收剂溶液 使天然气燃料用量大幅度降低 供生活热水 燃气轮机排出的多余烟气 或称尾气 通过气一水热交换器 向建筑楼字提供生活热水 不足时由直燃机提供 供冷 供暖 直燃机夏供冷 冬供暖并可兼供生活热水 其驱动能源为天然气和部分燃气轮机排出的高温烟气 41 燃气轮机 天然气型直燃机 电动压缩式热泵 应用系统 42 系统工作过程电力 天然气进入燃气轮机做功 带动发电机发电 部分电力用于该大楼的动力及照明 供冷 供暖 电力主要用于驱动电动压缩式 活塞式或螺杆式 热泵机组供冷 供暖 气轮机排出的高温烟气 直燃机和余热锅炉采用 预热直燃机内的进入高压发生器之前的吸收剂溶液 以减少天然气燃料耗量 直燃机 承担夏季供冷和冬季供暖 供生活热水 余热锅炉 高压蒸汽经汽一水热交换器后供应热水 43 燃用天然气一蒸汽联合循环动力系统 天然气燃气轮机 余热锅炉 蒸汽轮机 各类制冷机或热泵装置 的冷热电三联产的最佳应用方式之一 44 系统工作流程两台燃气轮机并联方式电力 其中一台燃气轮机发电 其排出的烟气进入余热锅炉产生蒸汽再进入一台背压式蒸汽轮机 发电机所发的电一起 共同承担大楼的电力负荷 供冷 另一台燃气轮机直接驱动压缩式冷水机组 或热泵 与蒸汽轮机排出的余热驱动的吸收式冷水机 共同承担大楼的供冷负荷 供热 冬季蒸汽轮机排出的背压蒸汽供供暖用 45 燃料电池驱动动力系统 燃料电池原理 氢和氧的化学反应产生电能和热能 燃料电池原料 碳氢化合物 主要来源于天然气 液化气 石油和煤炭等化石燃料 200kW燃料电池 其尺寸为3000 x7300 x3500 mm 置于屋顶 燃气作为燃料 产生的电力并入电网 热水供应一幢主楼和两幢辅楼 燃料电池装置 额定寿命为40000时 5年不间断运行 46 47 燃气空调应用的全能量利用系统 楼字冷热电植联产系统是 楼宇冷热电联产 绿色大棚 联合系统 流程 燃气轮机排烟气 500一600 预热直燃机高压发生器的溴化锂水溶液 天然气耗量大幅度下降 直燃机 供冷 冬供暖