燃?xì)饪照{(diào)的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益

摘 要

摘要：結(jié)合工程實例，分析了燃?xì)饪照{(diào)相對于電空調(diào)的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。關(guān)鍵詞：燃?xì)饪照{(diào)；經(jīng)濟效益；環(huán)境效益；社會效益Economic and Environmental Benefits of Gas Air-c
摘要：結(jié)合工程實例，分析了燃?xì)饪照{(diào)相對于電空調(diào)的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。
關(guān)鍵詞：燃?xì)饪照{(diào)；經(jīng)濟效益；環(huán)境效益；社會效益
Economic and Environmental Benefits of Gas Air-conditioner
ZHA0 Xia，JIANG Nian，GUO Qiang
Abstract：The economic，environmental and social benefits of gas air-conditioner compared to electric air-conditioner are analyzed with an engineering example.
Key words：gas air-conditioner；economic benefit；environmental benefit；social benefit
1 概述
    隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的日益提高，我國空調(diào)的使用量不斷增大，同時電力消耗增大。我國的能源結(jié)構(gòu)主要是以礦物燃料為主，據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會數(shù)據(jù)，2010年全國新增電源規(guī)模7000×104kW，其中火電(煤炭發(fā)電)占60%左右。空調(diào)使用量的增大促使電力消耗量的增加，從而要使用更多的煤炭進(jìn)行發(fā)電。礦物燃料燃燒產(chǎn)生大量污染物，大量SO2、NOx等有害氣體及CO2等溫室氣體的排放日益成為各國政府和公眾關(guān)注的焦點。因此為空調(diào)尋找一種更加環(huán)保合理的能源替代電能成為我國乃至全世界面臨的一個重要問題。隨著環(huán)保要求日益提高和西氣東輸工程的開展，改變?nèi)珖笾谐鞘械哪茉唇Y(jié)構(gòu)，引入與推廣清潔能源——天然氣已成為一種發(fā)展趨勢。用天然氣作為空調(diào)能源，是一種合理的選擇，燃?xì)饪照{(diào)將有非常廣闊的發(fā)展前景。
   發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)，既可以緩解由于大量使用電空調(diào)引起的高溫季節(jié)的電力緊張，又增加了夏季的用氣量，可以調(diào)節(jié)用電用氣的季節(jié)不平衡。此外，在我國大力發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)，可以比較合理地消費天然氣，適應(yīng)我國西氣東輸工程的要求，受到國家能源政策的支持。
2 燃?xì)饪照{(diào)的經(jīng)濟效益
    許多學(xué)者和國內(nèi)的一些企業(yè)針對以天然氣作為驅(qū)動能源的空調(diào)的經(jīng)濟性作了相關(guān)研究，一致認(rèn)為燃?xì)饪照{(diào)比電空調(diào)更具競爭力。目前天津工業(yè)商業(yè)用戶天然氣價格與等熱量的電力價格之比約為1:3.25，吸收式燃?xì)饪照{(diào)供熱費用低于電空調(diào)，以天然氣為燃料的吸收式燃?xì)饪照{(diào)的制冷費用與電空調(diào)相比很有競爭力。吸收式燃?xì)饪照{(diào)不僅具有用電少、環(huán)境污染小等優(yōu)點，而且其建設(shè)造價和運行費用(未包括折舊費和人工費等)均低于常規(guī)用電集中空調(diào)[1]。在目前的能源價格條件下，天然氣熱泵的年單位面積總成本低于電動冷熱水機組、燃?xì)忮仩t和冷水機組[2]。如果燃?xì)饪照{(diào)采用冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，可大幅度提高能源利用率，其能源綜合利用率可達(dá)到80%～90%。與大型熱電聯(lián)產(chǎn)比較，冷熱電聯(lián)產(chǎn)可以減少輸配電系統(tǒng)和供熱管網(wǎng)的造價，對降低成本和減輕污染都十分有利。下面以天津市西青區(qū)某公司使用燃?xì)饪照{(diào)的實例來說明燃?xì)饪照{(diào)相對于電力空調(diào)在經(jīng)濟上的優(yōu)勢。
    ① 項目概況
    天津市西青區(qū)某公司總建筑面積為400m2，冷負(fù)荷為140W/m2。電力價格為0.8元(kW·h)，天然氣價格為2.4元/m3，天然氣低熱值為35.112MJ/m3。建筑物的年供冷時間為130d，每天供冷時間為10h。
   ② 系統(tǒng)與設(shè)備
   該公司燃?xì)鉄岜每照{(diào)制冷系統(tǒng)見圖1。根據(jù)該公司基本情況，選用DGP-H560M2G2型燃?xì)鉄岜脵C組，安裝在屋頂，該機組長為1.800m，寬為1.060m，高為2.248m，質(zhì)量為840kg。該型號燃?xì)鉄岜脵C組的技術(shù)參數(shù)見表1，其外形見圖2。
 
表1 DGP-H560M2G2型燃?xì)鉄岜脵C組技術(shù)參數(shù)
電源
220V，50Hz
供冷能力/kW
56.0
供暖能力/kW
63.0
電氣特性
供冷運轉(zhuǎn)電流/A
7.4
供冷電功率/kW
1.36
供暖運轉(zhuǎn)電流/A
6.0
供暖電功率/kW
1.12
啟動電流/A
30
燃?xì)庀牧?(m3·h-1)
供冷
3.5
供暖
4.0
③ 燃?xì)馀涮坠こ糖闆r
    該項目燃?xì)夤艿澜幼愿浇麯N 200mm中壓管道，建設(shè)中-低壓調(diào)壓柜1臺，以3000Pa的低壓燃?xì)夤┙o燃?xì)鉄岜脵C組作為能源。
   ④ 經(jīng)濟比較
   燃?xì)饪照{(diào)采用上述燃?xì)鉄岜脵C組1臺，造價為18.96×104元；電力空調(diào)采用電制冷螺桿機組1臺，造價為12.64×104元。
    建筑物的冷負(fù)荷為56kW，年供冷時間為1300h。運行負(fù)荷系數(shù)：電制冷螺桿機組取0.66，燃?xì)鉄岜脵C組取0.6。室內(nèi)機或者室內(nèi)風(fēng)機盤管耗電量基本一致，在此不作比較。
    若要滿足建筑物的冷負(fù)荷，燃?xì)鉄岜脵C組每年滿負(fù)荷運行需要消耗電量1768kW·h，消耗天然氣4550m3，考慮燃?xì)鉄岜脵C組運行負(fù)荷系數(shù)為0.6，因此燃?xì)鉄岜脵C組每年的運行費用為7400.64元/a。
    電制冷螺桿機組的電功率為19.2kW，若要滿足建筑物的冷負(fù)荷每年至少需要消耗24960kW·h電量，考慮電制冷螺桿機組運行負(fù)荷系數(shù)為0.66，因此電制冷螺桿機組每年的運行費用達(dá)13178.88元/a。
    雖然燃?xì)鉄岜脵C組比電制冷螺桿機組造價高一些，但是其運行費用比電制冷螺桿機組低很多，從長遠(yuǎn)的使用情況來看，燃?xì)鉄岜镁哂忻黠@的經(jīng)濟優(yōu)勢。而且燃?xì)鉄岜脵C組可根據(jù)負(fù)荷調(diào)節(jié)燃?xì)饧半姷妮斎肓浚?fù)荷一般根據(jù)室內(nèi)情況精確控制，即室內(nèi)機開1臺，主機只開啟1臺室內(nèi)機的負(fù)荷，負(fù)荷系數(shù)一般為0.55～0.65，故實際使用時將更加節(jié)省。電制冷螺桿機在使用過程中，1臺室內(nèi)機開啟則系統(tǒng)必須運轉(zhuǎn)，機組及水泵也必須運轉(zhuǎn)，負(fù)荷系數(shù)一般為0.65～0.80，這是水系統(tǒng)最大的劣勢。燃?xì)鉄岜脵C組采用空氣冷卻，無水系統(tǒng)，無需機房及冷卻塔、水泵等附屬設(shè)備，不會產(chǎn)生水處理、除垢防銹等后期維護費用，因此在實際使用過程中將會更加節(jié)省運行費用。而且燃?xì)鉄岜脵C組室外機可直接放在屋頂或地面，具有占地面積小、節(jié)省空間等優(yōu)勢。
3 燃?xì)饪照{(diào)的環(huán)境效益
    燃?xì)饪照{(diào)的主要優(yōu)點在于它能提高能源的利用率。據(jù)統(tǒng)計，電力空調(diào)主機的一次能源利用率遠(yuǎn)低于燃?xì)饪照{(diào)的一次能源利用率。因此，限制電力空調(diào)使用量，加快燃?xì)饪照{(diào)的發(fā)展速度是今后能源合理利用的方向，采用燃?xì)饪照{(diào)是平衡電力和燃?xì)饽茉吹淖罴堰x擇。
    使用燃?xì)饪照{(diào)最顯著的優(yōu)勢就是環(huán)保，天然氣是公認(rèn)的綠色能源，天然氣比燃煤電力要清潔得多。據(jù)有關(guān)資料，同等熱量的天然氣與燃煤相比，燃用天然氣的煙氣中的顆粒物是燃煤的1/600，二氧化硫是燃煤的1/120，一氧化碳是燃煤的1/9，二氧化碳不足燃煤的2/3。我國現(xiàn)在超過80%的電力來自火力發(fā)電，在火力發(fā)電約30%轉(zhuǎn)換效率的情況下[1]，獲得電能的代價巨大，約70%的一次能源要浪費掉，而燃煤污染占所有污染的40%，因此，電空調(diào)無疑是給中國環(huán)境污染雪上加霜。
    另外，燃?xì)馕帐娇照{(diào)的工作原理是以水為制冷劑，利用水在高真空狀態(tài)下低沸點的特性，在蒸發(fā)器內(nèi)沸騰而吸收大量的熱量，從而制取空調(diào)所需冷水。用溴化鋰作為吸收劑，把蒸發(fā)器內(nèi)沸騰后的水蒸氣吸收，經(jīng)燃?xì)饧訜峤馕?，再反?fù)利用，如此不斷循環(huán)，完全不用氯氟烴及其替代品，而溴化鋰對人體無毒、無害，不會危害大氣臭氧層，且可減少溫室氣體二氧化碳排放量。這對保護臭氧層、減少由于制冷劑而帶來的溫室效應(yīng)具有重要意義。
4 燃?xì)饪照{(diào)的社會效益
    我國北方大部分為冬冷夏熱地區(qū)，供暖期多達(dá)150d，供冷期多達(dá)120d甚至更多?，F(xiàn)行供暖政策按建筑面積收取供暖費，低于實際的供熱成本，使供熱部門負(fù)擔(dān)過重。北方大量燃?xì)忮仩t的出現(xiàn)，供暖用氣也大幅增加，由此冬季燃?xì)夤?yīng)緊張，而夏季天然氣供應(yīng)能力大量擱置，能源結(jié)構(gòu)很不合理，給燃?xì)膺\營企業(yè)增加運營成本。燃?xì)饪照{(diào)的推廣將優(yōu)化用氣結(jié)構(gòu)，使用氣均衡發(fā)展，也將改善城市能源結(jié)構(gòu)。每年夏季空調(diào)用電使得供電緊張，電力嚴(yán)重超負(fù)荷，而此時天然氣供應(yīng)大量閑置。積極推廣燃?xì)饪照{(diào)對緩解城市供電壓力有巨大的促進(jìn)作用，在削減夏季高峰電力負(fù)荷的同時，又能填補夏季燃?xì)馐褂玫牡凸?sup>[3]。由此可見，燃?xì)饪照{(diào)具有很好的社會效益。
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(本文作者：趙霞 姜念 郭強 天津市燃?xì)饧瘓F第三銷售分公司 天津 300112)