燃气制冷供暖方式探讨.doc

燃气制冷供暖方式探讨 郑志敏杨延萍 摘要： 从能量转换及一次能源利用系数角度对燃气制冷供暖的几种方式进行了分析， 指出应从整个系统出发，计算综合一次能源利用系数，作为评价系统性能的一个重要指标。 关键词：燃气；制冷供暖； 能量转换；一次能源利用系数 1引言 燃气包括天然气、人工煤气、液化石油气和沼气，其中人工煤气为煤等固体燃料干編或 气化而来，属二次能源。由于人T煤气生产过程屮的污染问题，在发达国家基木已淘汰，在 我国燃气的比例屮也逐渐减少，木文主要指天然气、液化石油气。过去燃气在我国主要是通 过燃气灶、燃气热水器提供生活用热，以及燃气锅炉、燃烧器等提供生产用热。随着我国社 会的发展，人民生活水平的不断提高，制冷供暖能耗越来越大。燃气供暖比例加大，使得我 国燃气冬夏季川气量相并很大，燃气管网能力夏季处于闲置状态。利用燃气制冷可改善电 力负载率，填补燃气夏季的低谷，实现资源的充分和均衡利用。目前国内己有燃气公司为推 广燃气使用范围，解决夏季管网闲置问题，拟实行分季计价政策，夏季燃气用户在气价、管 网投资等各类费用上可享受优惠。同时我国能源结构的调整，国家的环保基木国策也必将使 燃气制冷供暖比例逐年增加。 2气化学能=> 热能=> 制冷、供月 2 气化学能=> 热能=> 制冷、供月 2.1驷动吸收式热泵用于制冷、供暖 吸收式热泵工作原理见图1,理想的吸收式热泵有T = T= 7；仲间温度）。加入系统 的能量有燃气一次能源的供热量Qg、溶液泵消耗的功忆,因为 忆《2,忽略巴,则 其最大制热性能系数、制冷系数等于相应一次能源利用系数： 式屮：%、乙“一分别为吸收式热泵制热性能系数、一次能源利用系数; 6.“、E/分别为吸收式热泵制冷性能系数、一次能源利用系数; 1\、T。、几一分别为冷凝温度、吸收温度，在理想的吸收式热泵循环屮7；= Ta,相 对于冷源温度和热源温度，它处于中间,所以令7；= T = Tm。 Qg金霁C<c 惴ca: absorber g: generator e: evaporator c: condenser 图1 吸收式热泵工作原理图粪平机浴液泵?动力循环冷凝器 Qg 金霁C <c 惴ca: absorber g: generator e: evaporator c: condenser 图1 吸收式热泵工作原理图 粪平机 浴液泵?动力循环冷凝器 Qzc 对于同温度范围的压缩式逆卡诺循环 节流阀 Qc 家庭供热循环 图2直接燃烧驱动的家用热泵工作原理图 (参见图3右半部)，其制热性能系数.制冷性能 系数永远大于吸收式热泵。 T r.a￡..= ——> ￡. r.a TOC \o "1-5" \h \z m e m e 式屮：勺八 分别为逆卡诺循环制热性能系数、制冷性能系数。 但从一次能源利用来看，电动机驱动的压缩式逆卡诺循环的一次能源利用系数为: T T e必=% - n = - - 〃 Er c = ? n = 士 ? n / 1 m 1 e L m 1 e 式屮：Ehc. Erc-分别为逆卡诺循环制热、制冷时的一次能源利用系数； n—为发电效率和输配效率之积，煤变电时约为().27,大型燃气机发电厂约为().46。 供暧时蒸发器从环境屮取热，若取7；=264K(—9°C), n二0.27,令 T 人一 264 T E, = > 氐=X 0.27 则高温热源温度>361.6K(88.6°C)时，燃气驱动的理想吸收式热泵的一次能源利用系数 就大于电驱动的压缩式循环。同样制冷时冷凝器向环境放热，若取T = Tm = 306. 2K(33. 2°C), 则7； > 419.5K(146.5°C),理想的吸收式热泵的一次能源利用系数就大于电驱动的压缩式 循环。燃气变电H二0.46, 7；相应取的高些，分别为216C、294°C o bl前燃气吸收式热泵 % >1. 0, ￡*单效育燃机0. 7,双效肓燃机1.1,新的三效机组有望达到1. 4?1. 5o当然 若 考虑燃气余热的综合利用，就不皿孤立地评价某一个设备的一次能源利用系数，而应从整个 系统出发，来计算系统的综合一次能源利用系数，并以此为依据来评价系统的好坏。对于燃 气吸收式热泵若能同时制冷、供暖，如夏季向建筑提供制冷的同时提供洗澡等生活用或生产 用热，冬季向建筑提供供暖的同时提供生产用冷量，无疑一次能源利用系数将大大提高。 2.2直接供暖 利用燃气燃烧产生的热能右?接供暖的方式有: （1） 区域燃气锅炉房（适宜于儿十力F?建筑面积）:一次能源利用系数为锅炉燃烧效率％ 与热网效率〃］、热力站或用户引入口二次换热效率弘之积，Ed h = r/b - - 7： （2） 集屮锅炉房（十几力-亦建筑面积）： Eh wm （3 ）頁燃机（供暖时相当于一真空锅炉）、