摘　要：對直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組、燃?xì)夥植际侥茉聪到y(tǒng)的能效水平進(jìn)行分析。結(jié)合工程實(shí)例，對某商業(yè)建筑分別采用以上兩種供能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了對比。

關(guān)鍵詞：直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組；  燃?xì)夥植际侥茉聪到y(tǒng)；  能效水平；  經(jīng)濟(jì)性

Comparison between Direct-fired Absorption-type Unit and Gas Distributed Energy System

Abstract：The energy efficiency levels of directfired lithium bromide absorption-type water chillerheater unit and gas distributed energy system are analyzed．The economical efficiencies of the above．mentioned two power supply systems used in a commercial tmilding respectively are compared combined with an engineering example．

Keywords：direct．fired lithium bromide absorption-type water chiller-heater unit；gas distributed energy system；energy efficiency level；economyical elficiency

1　概述

隨著近年來我國天然氣事業(yè)的高速發(fā)展，直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組(以下簡稱直燃吸收式機(jī)組)逐漸獲得推廣，主要優(yōu)勢在于^[1-2]：在夏季利用天然氣制冷，可以緩解夏季供電系統(tǒng)的壓力，調(diào)節(jié)夏冬季用氣不均衡；可兼顧供冷、供熱、供生活熱水；活動部件少，運(yùn)行穩(wěn)定，使用壽命長。燃?xì)夥植际侥茉聪到y(tǒng)(以下簡稱分布式系統(tǒng))以天然氣作為燃料，利用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等，將天然氣燃燒產(chǎn)生的高溫氣體先用于發(fā)電，然后再利用余熱供熱和制冷，還可提供生活熱水。分布式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了天然氣能源的高效梯級利用，降低了能耗成本^[3-4]。本文對直燃吸收式機(jī)組、分布式系統(tǒng)供能系統(tǒng)的能效水平、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析比較。

2　能效分析

以一定體積的天然氣燃燒熱能作為基準(zhǔn)(定義為100％)，對直燃吸收式機(jī)組、分布式系統(tǒng)的能效進(jìn)行分析。

設(shè)定直燃吸收式機(jī)組的制冷系數(shù)為1.3，制熱系數(shù)為0.95。利用100％的天然氣燃燒熱能，制冷時獲得130％的冷能，制熱時獲得95％的熱能。

對于典型分布式系統(tǒng)(系統(tǒng)流程見圖1)，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組將天然氣燃燒產(chǎn)生的35％熱能轉(zhuǎn)化為電能，40％的熱能(以煙氣余熱、缸套冷卻水余熱體現(xiàn))利用煙氣熱水型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組(以下簡稱煙氣熱水型吸收式機(jī)組)進(jìn)行供冷、供熱，剩余25％熱能隨煙氣排空。當(dāng)煙氣熱水型吸收式機(jī)組無法滿足冷熱負(fù)荷時，采用電驅(qū)動離心式水冷機(jī)組供冷，分體式熱泵空調(diào)設(shè)備供暖。設(shè)定電能全部用于電驅(qū)動空調(diào)設(shè)備制冷及制熱，離心式冷水機(jī)組的制冷系數(shù)取4.5，分體式熱泵空調(diào)的制熱系數(shù)取3.5，則可分別獲得158％的冷能及123％的熱能。設(shè)定煙氣熱水型吸收式機(jī)組的制冷系數(shù)為1.3、制熱系數(shù)為0.95，利用40％的天然氣燃燒熱能，可獲得52％的冷能及38％的熱能。

由以上分析可知，無論供冷還是供熱工況，分布式系統(tǒng)的能效水平均優(yōu)于直燃吸收式機(jī)組。

3　經(jīng)濟(jì)性對比

由以上分析可知，分布式系統(tǒng)的能效水平優(yōu)于直燃吸收式機(jī)組。但分布式系統(tǒng)增加r發(fā)電設(shè)備、離心式冷水機(jī)組等設(shè)備，使得分布式系統(tǒng)更為復(fù)雜，設(shè)備造價也相應(yīng)更高。下面以佛山地區(qū)某商業(yè)建筑為例，對兩種供能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較。

3.1　項(xiàng)目概況及設(shè)備選型

佛山地區(qū)某商業(yè)建筑總建筑面積約13×10⁴m²，供冷期為4月至ll月，單位建筑面積冷負(fù)荷為100W／m²，供暖期為12月至次年1月，單位建筑面積熱負(fù)荷為15W／m²，工作時間為8：00—20：00。供冷期典型日逐時冷負(fù)荷占設(shè)計(jì)冷負(fù)荷比例分布見圖2，供暖期典型日逐時熱負(fù)荷占設(shè)計(jì)熱負(fù)荷比例分布見圖3。

擬采用直燃型吸收機(jī)組、分布式系統(tǒng)分別為商業(yè)建筑供能?？紤]到供冷期冷負(fù)荷較高，因此按50％的設(shè)計(jì)冷負(fù)荷(6500kW)作為設(shè)備選型依據(jù)。直燃吸收式機(jī)組、分布式系統(tǒng)設(shè)備配置及造價分別見表l、2。由表1可知，對于直燃吸收式機(jī)組，供冷期運(yùn)行2臺直燃吸收式機(jī)組(總供冷能力為7269kW)，供暖期運(yùn)行供熱能力為1454kW的直燃吸收式機(jī)組，其余冷熱負(fù)荷由輔助電驅(qū)動熱泵空調(diào)設(shè)備承擔(dān)。由表2可知，對于分布式系統(tǒng)，供冷期運(yùn)行2臺煙氣熱水型吸收式機(jī)組及2臺離心式冷水機(jī)組(總供冷能力為7018kW)，供暖期運(yùn)行2臺煙氣熱水型吸收式機(jī)組(總供熱能力為1150kW)，其余冷熱負(fù)荷由輔助電驅(qū)動熱泵空調(diào)設(shè)備承擔(dān)。

3.2　經(jīng)濟(jì)性比較

在設(shè)計(jì)條件下對兩種供能系統(tǒng)的能耗與產(chǎn)出進(jìn)行計(jì)算，且不考慮輔助電驅(qū)動熱泵空調(diào)設(shè)備的耗電量，天然氣低熱值按33.285MJ／m³計(jì)算。在供冷工況下，直燃吸收式機(jī)組單日耗氣量為6878m²／d，耗電量為500kW·h／d；分布式系統(tǒng)單日耗氣量為4197m³／d，富裕發(fā)電量(除離心式冷水機(jī)組用電外，其他發(fā)電量均視為富裕發(fā)電量)為4392kW·h／d。在供熱工況下，直燃吸收式機(jī)組單日耗氣量為1557m³／d，耗電量為117kW·h／d；分布式系統(tǒng)單日耗氣量為4197m³／d，富裕發(fā)電量為15177kW·h／d。

將兩種供能系統(tǒng)部分負(fù)荷運(yùn)行時間折算成滿負(fù)荷運(yùn)行時間，設(shè)定供冷期內(nèi)供能系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行時間為200d，供暖期供能系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行時間為30d。天然氣價格按3.79元／m³計(jì)算，電價按1.00元／(kW·h)計(jì)算，冷熱價均按100元／GJ計(jì)算。將年耗氣量、耗電量作為年運(yùn)行成本，將年供冷量、供熱量、富裕發(fā)電量作為年收益。兩種供能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性比較見表3。由表3可知，在設(shè)定能源價格下，與直燃吸收式機(jī)組相比，分布式系統(tǒng)的年運(yùn)行成本低，年收益高，靜態(tài)投資回收期僅為3.3a。

將上述兩種供能系統(tǒng)的設(shè)備配置及能源價格作為基準(zhǔn)方案，將天然氣價格、電價、熱價、冷價、設(shè)備造價作為可變因素，分別計(jì)算某一可變因素下浮10％、上調(diào)10％對兩種基準(zhǔn)方案靜態(tài)投資回收期的影響。由計(jì)算結(jié)果可知：①影響直燃吸收式機(jī)組的可變因素由強(qiáng)至弱為冷價、氣價、設(shè)備造價、熱價、電價，影響分布式系統(tǒng)的可變因素由強(qiáng)至弱為冷價、氣價、設(shè)備造價、電價、熱價。由于該項(xiàng)目以制冷為主，且供冷期長達(dá)8個月，因此冷價對供能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的影響最顯著。天然氣作為一次能源，其價格對供能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的影響也非常大。②無論冷價、氣價下浮10％或上調(diào)10％，分布式系統(tǒng)的靜態(tài)投資回收期變化率總小于直燃吸收式機(jī)組，這說明分布式系統(tǒng)的抗市場風(fēng)險能力優(yōu)于直燃吸收式機(jī)組。

4　結(jié)論

①無論供熱還是供冷工況，分布式系統(tǒng)的能效水平均優(yōu)于直燃吸收式機(jī)組。

②對于佛山地區(qū)某商業(yè)建筑，分布式系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性明顯優(yōu)于直燃吸收式機(jī)組，且前者的抗市場風(fēng)險能力較強(qiáng)。

③對于佛山地區(qū)新建商業(yè)建筑宜采用分布式系統(tǒng)，不僅可提高能源利用率、供能安全性，還可增強(qiáng)抗市場風(fēng)險能力。對于采用直燃吸收式機(jī)組的既有商業(yè)建筑，可考慮進(jìn)行分布式系統(tǒng)改造。

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本文作者：林梓榮，趙先勤

作者單位：佛山市燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司