天然氣空調的技術經濟分析

摘要 本文簡述了天然氣應用于空調機組的技術概況，通過辦公樓空調冷熱源的四種方案的經濟比較，分析了以天然氣為驅動能源的空調機組的經濟性。此外本文還就以天然氣為驅動能源的空調機組對環境的影響以及在小區集中供冷供熱中的應用前景進行了討論。

1前言

天然氣是一種高效、潔凈的能源。在功率相同的條件下，燃燒天然氣所產生的CO2、NOx、CO量比燃燒油或煤都少。而且沒有煙塵又極少SO2的污染。天然氣既可以為燃料來獲得熱能，又可以實現冷熱電聯產。就上海而言，天然氣的供應較為豐富．距上海370公里的東海平湖油田， 已探明儲量折合天然氣約400億m3，1999年4月開始向上海浦東地區日供天然氣120萬m3；，等到2003年“西氣東輸”的實現將為上海提供更充足的氣源。

近年來，人們對空調的需求不斷增加，用電量也隨之劇增，特別是加重了夏季的用電負荷。如果部分改用天然氣作驅動能源，不僅能夠調整能源結構，降低環境污染，兩且能夠對電和燃氣分別起到削峰、填谷的作用。

在國外，尤其是能源緊缺、環保要求高的國家里。使用煤氣空調已較普遍，具有先進的技術和成熟的經驗。1994年，上海市煤氣公司在美華大樓開始使用煤氣空調系統， 以后在上海圖書館、天然氣公司等大樓都使用了人工煤氣或天然氣空調系統。

2天然氣空調冷熱源機組

目前，天然氣在空調系統中的應用主要有三種方式：一是利用天然氣燃燒產生熱量的吸收式冷熱水機組；二是利用天然氣發動機驅動的壓縮式制冷機；三是利用天然氣燃燒余熱的除濕冷卻式空調機。

2．1天然氣直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組

吸收式冷熱水機組主要由發生器、冷凝器、節流機構、蒸發器和吸收器等組成，工質是兩種沸點不同的物質組成的二元混合物。 當前以水-溴化鋰為工質對的直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組應用較為廣泛。溴化鋰稀溶液受燃燒直接加熱后產生高壓水蒸汽，并被冷卻水冷卻成冷凝水，水在低壓下蒸發吸熱，使冷凍水的溫度降低；蒸發后的水蒸氣再被溴化鋰溶液吸收，形成制冷循環。當冬天需要供暖時，由燃燒加熱溴化鋰稀溶液產生水蒸氣，水蒸氣凝結時釋放熱量，加熱采暖用熱水，形成供熱循環。

由于溴化鋰水溶液需要在發生器中吸收熱量，產生水蒸汽，因此可以來用直接燃燒天然氣的方法來提供這部分熱量，即以天然氣為燃料的直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組。該機組既可以制冷，又可以供熱。如果在高壓發生器上再加一個熱水換熱器，就可以同時提供生活用熱水，達到一機三用和省電的目的．而且使用天然氣的直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組還有下面的優點：

(1)由于通過直接燃燒天然氣來加熱吸收器內的溴化鋰溶液，因此省去了由鍋爐產生蒸汽，再由蒸汽加熱溴化鋰溶液的二次加熱過程，提高了傳熱效率。同時，因省去了鍋爐而大大減少了占地面積及設備、土建初投資。

(2)由于以燃燒天然氣的方式提供熱量，避免了間接通過燒煤或油鍋爐提供熱量的方式，降低了環境污染，調整了能源結構。

(3)直燃型溴化鏗吸收式機組除功率較小的泵外，沒有其他運動部件，機組噪音和振動都很小。

(4)直燃型溴化鋰吸收式機組用吸收器和發生器代替了壓縮機，因此大大降低了電耗。但這種直燃型冷熱水機組與水冷離心式和螺桿冷水機組相比，一次能耗大，制冷效率低，而且不適用于熱負荷大，生活熱水用量大的建筑物。

2．2天然氣發動機驅動的壓縮式制冷機

壓縮式制冷主要是制冷劑在壓縮機(螺桿式、往復式、離心式)、冷凝器、節流機構、蒸發器等設備中循環流動，完成制冷、制熱的過程。傳統上壓縮機是由電帶動進行工作的，因此設備耗電量較大．把天然氣用于壓縮式制冷機，即通過燃燒天

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