冷热源是空调系统的关键设备,冷热源形式直接决定了建筑空调系统的能耗特点及对外部环境的影响状况,对于超市冷热源的选择初步确定了以下三种方案,白天营业时段的平均电价0.748元/kWh:天然气2.2元/平,其热值为35275.12kJ/Nm。
一、方案一
离心式冷水机组+电热水锅炉电动冷水机组+电锅炉是目前大型超市中采用较多的组合方式,也可以说是传统的冷热源组合方式。离心式冷水机组制冷能力大、结构紧凑、调节性能好、技术成熟、工作可靠、维护管理方便,大型离心式压缩机还能合理利用能源,即可用多种类型的驱动机来带动,所以其常作为大中型空调系统的冷机而使用。但是,离心式冷水机组耗电量特别大,而且在高压头或较低制冷负荷情况下工作,会发生严重的喘振现象,而不能正常工作:同时变工况适应能力不强。电热锅炉由于具有使用便利、占地少、无噪声、对负荷跟踪好、对使用地点无污染等优点,因而目前被许多大型超市业主选为冬季供暖方式,该方案的初投资估算及经济分析见表2。
二、方案二
直燃式澳化锉吸收式冷热水机组直燃式澳化锉吸收式冷热水机组是将燃烧设备与澳化锉吸收式制冷系统组合成一体的新型机组,它不需另设锅炉。制冷时或制热时可同时供应生活热水。直燃机的重要的特点就是电耗小,只有其它电动冷水机组的30^'S0%,可以大大减轻了夏季空调高峰期的用电负荷。直燃机机组结构紧凑,自带燃烧设备,减少了锅炉房的设置。同时,除屏蔽泵外,没有其它运动部件。噪声为75-80dBCA,维护简便,不必作防振基础,安装简单,对外界条件变化的适应性强。
从能量角度来看,减少了能量的中间转换次数及多次传热的热损失。但不足之处是,机组冷量衰减严重,一般情况下,运行3年以上,冷量衰减可达20%:机组寿命相对较短,尤其是国产机。另外,机组的冷剂蒸汽的冷凝和吸收过程均为排热过程,因而机组排热量大,导致冷却塔和冷却水系统容量大。同时,按照目前的市场状况,直燃机价格偏高,初投资比较大。目前直燃式澳化锉机组在大型超市中应用的相对较少,但随着大量的天然气的逐步引进,该方案将具有广阔的发展前景,方案二初投资估算及经济分析见表3。
三、方案三
燃气内燃机一余热/补燃双效澳化锉吸收式机组随着热电冷联产全能系统的发展,合理利用系统中的排热是提高系统性能系数的重要因素。通过余热产生蒸汽或热水,采用常规的蒸汽或热水型澳化锉吸收式冷水机组制冷是常见的方式之一。同时与之相配合的专用吸收式制冷机也随之产生。采用此种方案,有利于燃气的峰谷平衡,有利于电力负荷率的改善,电力与燃气是两大主要能源。在炎热的夏季(7;8;9月)由于大量电力空调器的使用,使电力负荷率出现了越来越大的不平衡。以上海市为例,1999年夏季用电高峰负荷达到901.3万kW,其中空调用电325万kW;占36%:2000年夏季用电高峰负荷达到1047.6万kW,其中空调用电达390万kW,占38.5%。
而在1999年冬季电力最高负荷为700万kW,夏季用电为冬季用电的129%。将燃气用于空调制冷,既节省了夏季大量的电力消耗,有利于电力负荷率的改善,又可利用夏季过剩的燃气,有利于燃气的峰谷平衡,达到燃气与电力企业双赢的效果,该方案燃气内燃机采用Caterpiller的G3412TA;澳化锉吸收式制冷机采用远大VII型余热双效吸收式冷温水机组,G3412TA内燃机额定发电出力为519kW,发电效率为37,排烟温度450℃,可回收余热581kW,热电综合效率78,热电比1.12;图1为燃气能量转化示意图,表4为不同环境温度下ST6L-721燃气轮机主要技术指标,其全年燃气消耗量见表5,该方案投资分析见表6。
从以上分析可知,方案二比方案一初投资多出59.6万元,年运行费用低31.3万元,这样相对方案一,方案二运行1.8年就能将多出初投资收回:方案三比方案一初投资多出146.1万元,年运行费用低68.7万元,这样相对方案一,方案三运行2.1年就能将多出初投资收回:方案三比方案二初投资多出86.5,年运行费用低37.4万元,这样相对方案二,方案三运行2.3年后就能将多出的初投资收回。各方案按10年运行来计算,则方案三比方案二287.5万元,比方案一节省540.9万元:方案二比方案三节省253.4万元,因此从长远来看,采用一燃气为动力的热电联产的空调方式是比较合理的方案。
四、结论
冷热源形式直接决定了建筑空调系统的能耗特点及对外部环境的影响状况,以燃气为动力的热电联产的空调方案是比较经济的一种供选方案。http://www.zhenghangyq.net
