第第6章章 燃气空调燃气空调 n6.1 燃气空调及其开展燃气空调及其开展n6.2 燃气吸收式冷热水机组燃气吸收式冷热水机组n6.3 燃气发动机热泵燃气发动机热泵n6.4 户式天然气空调户式天然气空调n6.5 燃气空调供冷、暖、生活热水系统燃气空调供冷、暖、生活热水系统6.1 燃气空调及其开展燃气空调及其开展n燃气空调燃气空调n 是指以燃气为能源，提供制冷、供暖和是指以燃气为能源，提供制冷、供暖和生活热水的空调系统及设备生活热水的空调系统及设备n国内开展国内开展n1992年，由开封通用机械厂、上海年，由开封通用机械厂、上海704研讨所、研讨所、开封锅炉厂共同研制胜利我国第一台燃气型吸收开封锅炉厂共同研制胜利我国第一台燃气型吸收式冷热水机；同年长沙远大和江苏双良空调设备式冷热水机；同年长沙远大和江苏双良空调设备股份先后研制胜利燃油气型吸收式冷热水机股份先后研制胜利燃油气型吸收式冷热水机组及其系列产品组及其系列产品n主要消费企业：江苏双良空调设备股份；长沙远主要消费企业：江苏双良空调设备股份；长沙远大空调；大连三洋制冷；烟台茬原空调设备等大空调；大连三洋制冷；烟台茬原空调设备等n我国目前是世界第二大溴化锂吸收式制冷机消费我国目前是世界第二大溴化锂吸收式制冷机消费国。
国n国外开展国外开展n美国：美国：n1930年，美国阿克拉公司研制出第一台小型单效年，美国阿克拉公司研制出第一台小型单效燃气空调机但因美国电力充足、电费廉价以及燃气空调机但因美国电力充足、电费廉价以及以为天然气资源紧张会危及美国平安，因此对燃以为天然气资源紧张会危及美国平安，因此对燃气空调的运用较长时期采取一种遏制政策气空调的运用较长时期采取一种遏制政策n1999年年7月，纽约地域月，纽约地域14个电网中有个电网中有6个陷于瘫个陷于瘫痪，导致数十座城市拉闸限电，才推行燃气空调痪，导致数十座城市拉闸限电，才推行燃气空调n2000年，美国中央空调销售市场中，燃气空调占年，美国中央空调销售市场中，燃气空调占有率迅速提高到有率迅速提高到7n日本：日本：n20世纪世纪60年代末起步，仅年代末起步，仅10年，就获得了飞跃年，就获得了飞跃的开展的开展缘由：能源消费构造、削峰填谷需求缘由：能源消费构造、削峰填谷需求及环保认识、政策支持等要素有关及环保认识、政策支持等要素有关n运用特点运用特点n环保优势环保优势n冷媒的环保特性好：冷媒的环保特性好：n燃气型直燃机以溴化锂燃气型直燃机以溴化锂水溶液为工质对。
溴化水溶液为工质对溴化锂水溶液无味、无毒、环保锂水溶液无味、无毒、环保n排放物的污染小排放物的污染小n能源利用优势能源利用优势n设备本身耗电少，可节约高档次的电力资源设备本身耗电少，可节约高档次的电力资源缓缓解城市电力短缺解城市电力短缺n吸收式冷水机组可以利用低势热能吸收式冷水机组可以利用低势热能(余热、废余热、废热热)符合能源的综合利用原那么，总体是节能符合能源的综合利用原那么，总体是节能的n可选驱动能源种类多可选驱动能源种类多生命力强生命力强n机组运转优势机组运转优势n直燃机在真空形状下运转，无高压爆炸危险；机组上直燃机在真空形状下运转，无高压爆炸危险；机组上熄灭器的天然气最大供气压力仅熄灭器的天然气最大供气压力仅4kPa，属低压熄灭，属低压熄灭器器系统平安可靠，对操作人员和安装部位均无特系统平安可靠，对操作人员和安装部位均无特殊要求n机组中除功率很小的屏蔽泵外，无运动部件机组中除功率很小的屏蔽泵外，无运动部件运转运转安静，振动小适于要求环境较安静的场所安静，振动小适于要求环境较安静的场所n当外界负荷变化时，设备性能稳定机组可在当外界负荷变化时，设备性能稳定机组可在10100的范围内进展冷量的无级调理。
的范围内进展冷量的无级调理n已有城市燃气输配管网时已有城市燃气输配管网时采用燃气空调设备，可采用燃气空调设备，可大大节约管线设备的投资费用大大节约管线设备的投资费用n机组功能优势机组功能优势n一机多能，运用方便大大提高了设备利用率，节约一机多能，运用方便大大提高了设备利用率，节约设备的投资费用和设备占用的建筑面积设备的投资费用和设备占用的建筑面积n燃气空调种类燃气空调种类n1 1燃气锅炉燃气锅炉+热水蒸汽吸收式冷水热水蒸汽吸收式冷水机组机组n适于：大型建筑、中小型区域适于：大型建筑、中小型区域n2 2燃气直燃型吸收式冷热机组燃气直燃型吸收式冷热机组n燃气型直燃式溴化锂吸收式冷热水机组：燃气型直燃式溴化锂吸收式冷热水机组：以燃气熄灭热为驱动热源燃气在高压发以燃气熄灭热为驱动热源燃气在高压发生器中直接熄灭，加热其中的溶液产生高生器中直接熄灭，加热其中的溶液产生高压冷剂蒸汽压冷剂蒸汽n户式燃气空调系统任务原理同上：室户式燃气空调系统任务原理同上：室外主机与室内空调系统构成一套封锁式三外主机与室内空调系统构成一套封锁式三功能功能(制冷、供暖、卫生热水制冷、供暖、卫生热水)独立的户式独立的户式空调系统。
空调系统n适于：普通建筑、户式天然气空调直燃适于：普通建筑、户式天然气空调直燃式式6.2 6.2 燃气吸收式冷热水机组燃气吸收式冷热水机组燃气型直燃燃气型直燃式溴化锂吸收式冷热水机组式溴化锂吸收式冷热水机组n定义：以燃气为能源，以产生的高温烟定义：以燃气为能源，以产生的高温烟气为驱动热源，按双效蒸汽吸收式循环气为驱动热源，按双效蒸汽吸收式循环的原理任务的冷热水机组的原理任务的冷热水机组n特点：热源温度高，传热损失小；污染特点：热源温度高，传热损失小；污染少；体积小，占地省；可供冷、供暖、少；体积小，占地省；可供冷、供暖、供生活热水供生活热水n构造组成构造组成n直燃型高压发生器直燃型高压发生器n低压发生器低压发生器n吸收器吸收器n蒸发器蒸发器n冷凝器冷凝器n节流安装节流安装n溶液热换热器溶液热换热器n屏蔽泵屏蔽泵n自动抽气安装自动抽气安装n自动控制安装自动控制安装高高压压发发生生器器水管水管紧缩机紧缩机n三种供热水方式三种供热水方式冷却水回路切换成热水回路冷却水回路切换成热水回路热水、冷水用同一回路热水、冷水用同一回路浓溶液浓溶液水水专设热水回路专设热水回路专设热水回路专设热水回路n燃气型直燃机的型号、性能参数燃气型直燃机的型号、性能参数n GB/T 18362-2001n燃气型直燃机机房消防平安和防火防爆燃气型直燃机机房消防平安和防火防爆n设计平安技术措施设计平安技术措施n机房配备：熄灭器、排烟系统、燃气泄露机房配备：熄灭器、排烟系统、燃气泄露报警器报警器n直燃机组安装在地下、半地下室：燃气管直燃机组安装在地下、半地下室：燃气管道、燃气泄露报警器、放散管、集水器、道、燃气泄露报警器、放散管、集水器、通风系统、各种信号显示器、地下机房泄通风系统、各种信号显示器、地下机房泄爆面积。
爆面积n燃气系统操作及平安维护技术措施燃气系统操作及平安维护技术措施n熄灭器控制程序：吹扫、点火、空燃比、熄灭器控制程序：吹扫、点火、空燃比、紧急平安措施紧急平安措施n平安维护元件：熄灭监视控制器、火焰检平安维护元件：熄灭监视控制器、火焰检测器、点火器、熄灭器、燃气调理阀、燃测器、点火器、熄灭器、燃气调理阀、燃气关断阀、风门等气关断阀、风门等6.3 燃气发动机热泵燃气发动机热泵n燃气驱动紧缩机制冷，发动机排热制热水燃气驱动紧缩机制冷，发动机排热制热水n热泵分类热泵分类n按任务原理分：蒸发紧缩式、吸收式按任务原理分：蒸发紧缩式、吸收式n按热源分：自然热源、排热热源按热源分：自然热源、排热热源n按用途分：家用制热量按用途分：家用制热量1 170kW70kW；商业；商业2 2120kW120kW；工业；工业10010010000kW10000kWn按功能分：供热，交替制冷、制热，同时按功能分：供热，交替制冷、制热，同时制冷、制热制冷、制热n按供热温度分：低温热泵按供热温度分：低温热泵100100，高，高温热泵温热泵100 100 n按驱动方式分：电动机、发动机、热能驱按驱动方式分：电动机、发动机、热能驱动动n热泵的驱动能源热泵的驱动能源紧缩机燃气发动机热泵燃气发动机热泵n燃气发动机分类：燃气发动机分类：n 外燃机、内燃机、燃气外燃机、内燃机、燃气轮机轮机n燃气轮机：内燃燃气轮机：内燃+高速旋高速旋转转n 利用燃气熄灭产生的高利用燃气熄灭产生的高温烟气直接驱动紧缩机温烟气直接驱动紧缩机燃气轮机紧缩式热泵。
燃气轮机紧缩式热泵n与电热泵技术经济性比较：与电热泵技术经济性比较：n 功率在功率在250400kW，与电动热泵相当；与电动热泵相当；n 400kW以上，比电动热以上，比电动热泵好燃气轮机燃气轮机n燃气发动机热泵燃气发动机热泵GHPn燃气发动机热泵任务原理燃气发动机热泵任务原理以空气为低温热以空气为低温热源源1四通转向阀2容积式紧缩机3天然气内燃式发动机4气缸冷却水循环泵5发动机排气管烟气6气缸水冷却板式换热器7发动机排烟气换热器8气液分别器9、11 止回阀10三通电磁阀12室内机13膨胀阀14空气热交换器室外15直流调速风扇冷凝放热冷凝放热蒸发吸热蒸发吸热n燃气发动机热泵空气为低温热源特点燃气发动机热泵空气为低温热源特点n室外机与电动紧缩式热泵的技术特点比较室外机与电动紧缩式热泵的技术特点比较n运用区域、任务原理、能源综合利用、机组效运用区域、任务原理、能源综合利用、机组效率、环境运用温度、除霜问题、紧缩机运用平率、环境运用温度、除霜问题、紧缩机运用平安问题、系统维护安问题、系统维护n室内机与电动紧缩式热泵的技术特点比较室内机与电动紧缩式热泵的技术特点比较n室外机衔接室内机台数、允许配管长度、室内室外机衔接室内机台数、允许配管长度、室内外机间的落差、室内机间的高差、系统控制台外机间的落差、室内机间的高差、系统控制台数、系统回油、能源系统。
数、系统回油、能源系统n与电动热泵运转的经济比较室内机同与电动热泵运转的经济比较室内机同n性能参数、运转费用比较性能参数、运转费用比较n结论：比电动的节约运转费用由当地燃气价结论：比电动的节约运转费用由当地燃气价钱决议：钱决议：4.4元元/m3天然气时，二者持平天然气时，二者持平低温低温热源热源n燃气发动机热泵供热系统燃气发动机热泵供热系统生活热水生活热水n燃气发动机排热的特殊运用燃气发动机排热的特殊运用前往一部前往一部分低温热分低温热水水补补充从高温充从高温回路引过回路引过来的那部来的那部分水量分水量适宜原有适宜原有采暖设备采暖设备坚持坚持80低负荷时低负荷时蓄热用蓄热用n功能：制冷、制热、生活热水功能：制冷、制热、生活热水 n能源：天然气、煤气、液化石油能源：天然气、煤气、液化石油气气n制冷量：制冷量：16kW117kW、n 如远大的：如远大的：16、23、70、115kW(相当于相当于7匹、匹、10匹、匹、30匹、匹、50匹匹)n适用于：住宅及小型商业、行政、适用于：住宅及小型商业、行政、公共建筑公共建筑1505000m22003年年3月月17日，第一日，第一台台BCT燃气空调在长沙燃气空调在长沙远大空调下线远大空调下线6.4 户式燃气空调户式燃气空调直燃型吸收式直燃型吸收式空调系统空调系统n任务原理任务原理 n室外机利用溴化锂作吸收剂、用水作制冷剂、用室外机利用溴化锂作吸收剂、用水作制冷剂、用天然气作热源。
天然气作热源n制冷循环：制冷循环：4的冷剂水喷洒在蒸发器管束上，的冷剂水喷洒在蒸发器管束上，管内管内14的空调冷水降为的空调冷水降为7，冷剂水受热后蒸，冷剂水受热后蒸发，溴化锂溶液将蒸发的冷剂水蒸汽释放的热量发，溴化锂溶液将蒸发的冷剂水蒸汽释放的热量吸收，然后经过冷却器释放到大气中去变稀了吸收，然后经过冷却器释放到大气中去变稀了的溶液经过熄灭加热浓缩，分别出的水再次去蒸的溶液经过熄灭加热浓缩，分别出的水再次去蒸发，浓溶液再次去吸收，如此循环不已发，浓溶液再次去吸收，如此循环不已n制热循环：熄灭的火焰加热溴化锂溶液，产生的制热循环：熄灭的火焰加热溴化锂溶液，产生的水蒸汽将主体换热管内的空调回水加热，水蒸气水蒸汽将主体换热管内的空调回水加热，水蒸气的凝结水流回溶液中，被溶液泵送回高温发生器，的凝结水流回溶液中，被溶液泵送回高温发生器，再次被加热，如此循环不已再次被加热，如此循环不已6.5 燃气空调供冷、暖、生活热水系统燃气空调供冷、暖、生活热水系统n以燃气轮机为驱动动力的冷热电三联产系统以燃气轮机为驱动动力的冷热电三联产系统n以燃料电池驱动动力的联产系统以燃料电池驱动动力的联产系统n燃气空调运用的全能量利用方式燃气空调运用的全能量利用方式楼宇冷热电植联产系统楼宇冷热电植联产系统n一种一种“以电定热的常规余热运用系统以电定热的常规余热运用系统n “燃气轮机燃气轮机+余热锅炉余热锅炉+蒸汽型双效溴化蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组运用方式。
锂吸收式冷水机组运用方式n系统任务过程：系统任务过程：n发电：天然气进入燃气轮机做功，带动发电机发电：天然气进入燃气轮机做功，带动发电机组发电；燃气轮机做功后排出的高档次余热进组发电；燃气轮机做功后排出的高档次余热进入余热锅炉入余热锅炉(燃气轮机的排气温度普通为燃气轮机的排气温度普通为500一一600)n供冷：余热锅炉产生蒸汽驱动吸收式冷水机夏供冷：余热锅炉产生蒸汽驱动吸收式冷水机夏季供冷n供生活热水：另一部分余热锅炉蒸汽经过汽一供生活热水：另一部分余热锅炉蒸汽经过汽一水热交换器供应全年生活热水水热交换器供应全年生活热水n供暖：然气热水锅炉冬季供暖供暖：然气热水锅炉冬季供暖n系统运用特点：系统运用特点：n燃气轮机发电燃气轮机发电楼宇夏季电力供应的调峰负荷楼宇夏季电力供应的调峰负荷n燃气轮机废气充分利用燃气轮机废气充分利用蒸汽型双效吸收式冷蒸汽型双效吸收式冷水机的夏季供冷水机的夏季供冷电力削峰、充分利用燃气轮机电力削峰、充分利用燃气轮机余热；但吸收式冷水机冬季停用，全年设备利用余热；但吸收式冷水机冬季停用，全年设备利用率不高n天然气热水锅炉天然气热水锅炉按常规单独用于冬季供暖和按常规单独用于冬季供暖和热水，无废热水，无废(余余)热可用热可用锅炉选型容量大，设备锅炉选型容量大，设备投资大。
投资大n“以电定热的设计原那么以电定热的设计原那么针对详细楼宇针对详细楼宇(或区或区域域)的冷热电三联产系统，根据全年冷、热、电负的冷热电三联产系统，根据全年冷、热、电负荷变化，确定冷、热、电设备的热电化是关键荷变化，确定冷、热、电设备的热电化是关键n楼宇楼宇(或区域或区域)冷热电三联产系统效率冷热电三联产系统效率采用小型采用小型和微型燃气轮机和微型燃气轮机(单机容量单机容量10kw10Mw)，其单循环发电效率仅其单循环发电效率仅1832假设利用小型假设利用小型燃气轮机的高温燃气轮机的高温(500600)余热，其系统综合余热，其系统综合供热效率可达供热效率可达8085以上；假设采用天然气以上；假设采用天然气为燃料的燃气轮机为燃料的燃气轮机蒸汽轮机结合循环安装，仅蒸汽轮机结合循环安装，仅发电效率发电效率55一一60n“燃气轮机燃气轮机+天然气直燃型溴化锂吸收式冷热天然气直燃型溴化锂吸收式冷热水机组运用系统水机组运用系统n系统任务过程：系统任务过程：n发电：天然气进入燃气轮机做功，带动发电机组发电：天然气进入燃气轮机做功，带动发电机组发电；燃气轮机排出的大部分高温烟气发电；燃气轮机排出的大部分高温烟气(250)250)进入直燃机预热高压发生器的吸收剂溶液，使天进入直燃机预热高压发生器的吸收剂溶液，使天然气燃料用量大幅度降低；然气燃料用量大幅度降低；n供生活热水：燃气轮机排出的多余烟气供生活热水：燃气轮机排出的多余烟气(或称尾或称尾气气)，经过气一水热交换器，向建筑楼字提供生，经过气一水热交换器，向建筑楼字提供生活热水，缺乏时由直燃机提供。
活热水，缺乏时由直燃机提供n供冷、供暖：直燃机夏供冷、冬供暖并可兼供生供冷、供暖：直燃机夏供冷、冬供暖并可兼供生活热水，其驱动能源为天然气和部分燃气轮机排活热水，其驱动能源为天然气和部分燃气轮机排出的高温烟气出的高温烟气n“燃气轮机燃气轮机+天然气型直燃机天然气型直燃机+电动紧缩式热泵电动紧缩式热泵运用系统运用系统n系统任务过程系统任务过程n电力：天然气进入燃气轮机做功，带动发电机发电力：天然气进入燃气轮机做功，带动发电机发电，部分电力用于该大楼的动力及照明电，部分电力用于该大楼的动力及照明n供冷、供暖：供冷、供暖：n电力主要用于驱动电动紧缩式电力主要用于驱动电动紧缩式(活塞式或螺杆式活塞式或螺杆式)热泵机组供冷、供暖，热泵机组供冷、供暖，n气轮机排出的高温烟气气轮机排出的高温烟气直燃机和余热锅炉采直燃机和余热锅炉采用，预热直燃机内的进入高压发生器之前的吸收用，预热直燃机内的进入高压发生器之前的吸收剂溶液，以减少天然气燃料耗量剂溶液，以减少天然气燃料耗量n直燃机直燃机承当夏季供冷和冬季供暖：承当夏季供冷和冬季供暖：n供生活热水：余热锅炉供生活热水：余热锅炉高压蒸汽经汽一水热高压蒸汽经汽一水热交换器后供应热水。
交换器后供应热水n燃用天然气一蒸汽结合循环动力系统燃用天然气一蒸汽结合循环动力系统“天然气燃气轮机天然气燃气轮机+余热锅炉余热锅炉+蒸汽轮机蒸汽轮机+各类各类制冷机或热泵安装的冷热电三联产的最正确运制冷机或热泵安装的冷热电三联产的最正确运用方式之一用方式之一n系统任务流程系统任务流程n两台燃气轮机并联方式两台燃气轮机并联方式n电力：其中一台燃气轮机发电，其排出的烟气进电力：其中一台燃气轮机发电，其排出的烟气进入余热锅炉产生蒸汽再进入一台背压式蒸汽轮入余热锅炉产生蒸汽再进入一台背压式蒸汽轮机机发电机所发的电一同，共同承当大楼的电力发电机所发的电一同，共同承当大楼的电力负荷；负荷；n供冷：另一台燃气轮机直接驱动紧缩式冷水机组供冷：另一台燃气轮机直接驱动紧缩式冷水机组(或热泵或热泵)，与蒸汽轮机排出的余热驱动的吸收式，与蒸汽轮机排出的余热驱动的吸收式冷水机，共同承当大楼的供冷负荷冷水机，共同承当大楼的供冷负荷n供热：冬季蒸汽轮机排出的背压蒸汽供供暖用供热：冬季蒸汽轮机排出的背压蒸汽供供暖用n燃料电池驱动动力系统燃料电池驱动动力系统n燃料电池原理：氢和氧的化学反响产生电能和热能燃料电池原理：氢和氧的化学反响产生电能和热能。
n燃料电池原料：碳氢化合物燃料电池原料：碳氢化合物主要来源于天然气、主要来源于天然气、液化气、石油和煤炭等化石燃料液化气、石油和煤炭等化石燃料n200kW200kW燃料电池，其尺寸为燃料电池，其尺寸为3000 x7300 x3500(mm)3000 x7300 x3500(mm)，置，置于屋顶燃气作为燃料，产生的电力并入电网，热水于屋顶燃气作为燃料，产生的电力并入电网，热水供应一幢主楼和两幢辅楼供应一幢主楼和两幢辅楼n燃料电池安装：额定寿命为燃料电池安装：额定寿命为4000040000时时(5(5年不延续运转年不延续运转)H2H2n燃气空调运用的全能量利用系统燃气空调运用的全能量利用系统n 楼字冷热电植联产系统楼字冷热电植联产系统 n是是“楼宇冷热电联产楼宇冷热电联产+绿色大棚结合系统绿色大棚结合系统n流程：流程：n燃气轮机排烟气燃气轮机排烟气(500(500一一600)600)预热直燃机预热直燃机高压发生器的溴化锂水溶液高压发生器的溴化锂水溶液天然气耗天然气耗量大幅度下降量大幅度下降n直燃机：供冷、冬供暖、生活热水；直燃机：供冷、冬供暖、生活热水；n直燃机排烟直燃机排烟100100左右：废热、左右：废热、CO2CO2、NOxNOx和水蒸气全部注入绿色大棚和水蒸气全部注入绿色大棚供应大供应大棚的温室保温暖植物吸收，棚的温室保温暖植物吸收，n最终实现能量和资源的完全利用和污染物最终实现能量和资源的完全利用和污染物的零排放。
的零排放思索题思索题n燃气空调的定义燃气空调的定义n燃气空调的运用特点优势燃气空调的运用特点优势n燃气型直燃式溴化锂吸收式冷热水机组的定义、特点燃气型直燃式溴化锂吸收式冷热水机组的定义、特点n对照相应的图了解燃气型直燃式溴化锂吸收式冷热水机对照相应的图了解燃气型直燃式溴化锂吸收式冷热水机组的三种热水供应方式组的三种热水供应方式n燃气型直燃机的型号含义燃气型直燃机的型号含义n什么是燃气发动机热泵什么是燃气发动机热泵n了解燃气发动机热泵的任务原理了解燃气发动机热泵的任务原理n了解燃气发动机热泵供热系统了解燃气发动机热泵供热系统n了解户式燃气空调任务原理了解户式燃气空调任务原理。