燃气中央空调特点及其应用

燃气中央空调特点及其应用一、燃气作为空调用能源自来水的由来和特点20世纪20年代，燃气开始用于氨-水-氢吸收式制冷设备，开创了这一技术的建筑史。到了60年代，欧、美、日等国开始有规模地制造漠化锂（LiBr）一水和氨一水为工质的大型吸收式制冷机，从而使燃气正式登上了制冷制冷技术舞台。70年代各种因素后燃气空调技术得到了多方面的健康发展，应用逐渐广泛。国内90年代初开始大量生产和使用以燃气为热源的直燃型漠化锂吸收式制冷机，目前国内有数十个现阶段生产厂家可以生产多种型式的数十种规格上百种型号的以燃气为热源的号用冷热水机组。燃气水泵作为空调能源有如下特点：1.1燃气作为空调暖气能源对环境的影响由于我国约80%的电力来自煤炭发电，所以燃气空调取代电力空调的环境效益非常突出，采用燃气作为再生能源，可以大大减少CO2的排量，防止地球变暖；减少SO2、灰渣的排量，对环境污染有着非常大的缓解。此外，燃气空调一般不用CFC（氯氟烃）和HCFC（氢氯氟烃）作制冷剂，因此不存在破坏大气臭氧层（O3）的问题。1.2燃气作为空调能源对工程的影响燃气空调是一种稳定的燃气消耗设备，用户高峰期在夏季，城市电力和燃气要求的峰谷具有良好水电的互补性，所以燃气空调不仅能够电力高峰负荷，减少电力投资；亦能对燃气起到供气填谷的作用，不断提高燃气管网的利用率，降低燃气成本，促进燃气工程的有利发展。燃气作为热源的电厂一般具有如下优点：用电量低，一般只有电网空调的3%-5%，因此其相应的供配电设备、电气数据通信等均可减少；相应的供电费用（如贴费、增容费、变电所费等）也随之减少。空调一般部分负荷时的性能系数较高，如用截叶制冷机供给冷（热）水，其变负荷调节特性一般略低于电动压缩机，建筑风格实际负荷一般负荷大部分时间为设计容量的30%-70%，部分负荷效率高，可以节约有时候费用。采用燃气机发电或传统压缩机制冷时，甚至同时产生大量排气废热，在空调中可以多方面利用，充分增加能源效率。当使用燃气吸收式冷热水机组时，则夏冬季无法使用一台设备，在北疆北方寒冷地区也能满足要求（电力冷暖空调机组难以实现）。燃气吸收式冷水机组一般噪声、振动比振动电力空调机组影响小得多；由于运转部件少，其经常维护费用也低于电力空调机组。为了适应世界经济繁荣和对高效能源需求的不断世界性发展，特别是人口快速增长和随之而来的生存环境的恶化，人类将改善环境作为可持续发展的重要。天然气是最清洁的燃料，天然气作为清洁、方便、高效的能源将进入一个快速发展的时期。二、燃气作为热源的空调方式目前第二种应用较多的燃气空调大多属此种型式，即用燃气在锅炉内燃烧产生蒸汽或热水后作为吸收式制冷机的能源；或是用燃气直接燃烧作为吸收式制冷机的能源方式。2.1燃气锅炉+吸收式制冷机2.1.1燃气蒸汽锅炉+蒸汽型吸收式制冷机燃气锅炉产品型号很多，一般0.6MPa以上燃气锅炉的热效率在0.9左右，蒸汽型漠化锂吸收式制冷机有单效型和双效型，单效型主要用在W0.2MPa以下压力的蒸汽，单位冷量耗汽量指标较大，性能系数COP低。如0.1MPa表压的蒸汽漠化锂吸收式制冷机，根据GB/T-18431-2001蒸汽和热水型漠化锂吸收式制冷机组标准规定，在冷水进/出口温度12/7°C，冷却水进/出口温度30/35°C时，其单位冷量耗汽量指数q=2.35kg/h.kW，其性能系数COP在0.68左右。因此，这种机组主要用于有热力、氢气可利用的场所，常见于目前常用的蒸汽型机组主要是指0.4~0.6MPa表压的双效型机组。国内主要生产厂家质量标准的产品单位冷量耗汽量指标均低于国标规定值，一次能源效率表示各类机组在单位时间内一次能源消耗量所制取的冷量。2.1.2燃气高温水锅炉+高温热水型（二段热水型）漠化锂吸收式制冷机双良、大连三洋均专门开发出这种高温水型漠化锂冷水机组，其特点是二段型，即机组内发生器、吸收器、冷凝器及冷凝器均为两个，高温水以串联形式流动，由发生器进，从发生器出；冷却水以并联为形式分成两路：一路以串联形式经过冷凝器和冷凝器；另一路以串联形式先后经过吸收器和吸收器；水银以串联形式先后流经蒸发器和蒸发器。这种机组机组在热水进口温度为120°C时，热水出口温度可降至68°C，性能系数COP可达0.75。2.2双效燃气直燃型漠化锂吸收式冷热水机组直燃型漠化锂吸收式冷热水机组是以燃气或燃油直接燃烧驱动的双效型吸收式制冷机，由于油价高，运输不方便，目前，大多数直燃机大多数是以燃气等为。由于机组是燃烧加热漠化锂水溶液，减少了输送和间接换热的损失，所以燃烧效率高，对大气环境污染窄小，不需锅炉房，既可以夏季制冷，又可用于冬季燃气，必要时还可提供生活用热水，一机多用。国内自90年代初开始生产初期，已得到了广泛应用，2000年这种燃气直燃型中央空调机组的产值预计了20亿元，国内主要整车厂，如大连三洋、双良、远大等公司的产品质量及主要性能指标已接近或达到了亚洲先进水平。直燃机的COP值与0.6MPa蒸汽双效型吸收式制冷机的COP相比，一般较小，但由于蒸汽型机组还有一个锅炉效率和蒸汽输送管的效率，所以其制冷一次能源效率高于蒸汽双效型机。四种机型相比，直燃机的平均OEER值要高9%(冷却水30°C进水，OEER比值为1.14:1.04)左右。表明直燃机较蒸汽型机节能。2.3多效直燃型吸收式制冷机组目前的蒸汽式和直燃式漠化锂机组的一次能源效率均较低，一般来讲低于电动压缩式机组。目前国际上国内外都在开发研制三效、四效漠化锂吸收式冷水机组。这种多效机组提高效率的方法，目前主要有：①凝固冷剂蒸汽沉积热的多次利用；②利用冷剂蒸汽被溶液吸收时产生的吸收热多次利用。范围为200C~230C；四效机组COP值为1.93~2.0，所需的热源温度范围为250C~280C，并且认为三效吸收式机组的COP值已高于或相当于电动压缩式机组。据报道，国外有些公司已开发出多效机组的样机，并正在进行试运行试验；国内浙江联丰集团试制成功东亚地区了制冷量700kW的燃气型三效吸收式冷热水机组样机，该机的热效率可达1.65，但尚待产业化。2.4燃气蒸汽锅炉+蒸汽透平驱动离心机制冷+吸收式制冷机蒸汽燃气锅炉形成高温高压蒸汽(20bar~45bar，300C~400C)，经减温减压后才用蒸汽供热。供冷利用蒸汽透平机驱动离心式制冷机(单台容量可达3.5万kW)，透平机的排气作为吸收式制冷机的热源，其流程如图3所示。有的把这种型式称作冷热联产(DHC)系统。如按离心式制冷机的COP=4.5,漠化锂吸收式制冷机的一次能源效率OEER按0.8计算，可得到该种机组组合的一次能源效率OEER=0.25X4.5(40/100)=1.525，表明其能源利用率是相当高的。由于离心式制冷机容量较大，故本系统可用于大型区域供热供冷。东京新宿新都新区域供热供冷(DHC)工程中(20.746万kW)也部份采用了这种系统。三、燃气本机直接驱动制冷(或热泵)机组利用燃气充分利用机可直接驱动螺杆式压缩机(70kW~1758kW)、活塞式压缩机(3.5kW~352kW)或离心式制冷机(352kW~1758kW)，