电压缩式制冷直燃型吸收式制冷技术比较

1．前言

随着社会生产力的发展和人民生活水平的提高，空调已成为各类建筑不可缺少的重要组成部分，夏季用于空调制冷的能耗相当巨大。

现广泛使用的空调制冷方式有：（1）电压缩式制冷，包括活塞式、螺杆式、离心式压缩机制冷；（2）直燃型吸收式制冷，有燃油型和燃气型直燃机；（3）蒸汽（或热水）型吸收式制冷。它们所消耗的主要能源分别为电、天然气和蒸汽。

目前北京市的能源供应情况为：电力供应的峰谷矛盾严重，尤其在空调季该矛盾更为突出，给电力生产带来很大困难和浪费；天然气供应虽较以前有很大提高，但仍供不应求，且天然气作为一种消耗性能源，不可再生；很多集中热源厂冬夏季热负荷存在较大峰谷差，夏季蒸汽使用一直处于低负荷状态，给安全、高效的蒸汽输配带来不利影响，且不利于提高热源厂设备利用率和经济效益。

空调制冷方式选择得是否合理及切合实际，将直接影响社会能源的利用和人类的生存环境，如选择得当，既可安全可靠地供冷，还可合理利用和节约能源，改善城市的环境质量。

本文结合实例，对电压缩制冷、直燃型吸收式制冷、蒸汽型吸收式制冷三种制冷方式进行技术、经济比较，可为实际制冷方案的确定提供参考。

2．某建筑三种制冷方式的技术、经济比较

2.1项目概况

某建筑夏季需空调制冷，其建筑面积为20000m2，冷负荷指标为100W/m2，其总冷负荷为2000kW(1720×103kcal/h)。

2.2方案选择

方案1：选用1台制冷量为2093kW(1800×103kcal/h)的水冷螺杆式冷水机组，制冷剂为R22；

方案2：选用1台制冷量为2110kW(1815×103kcal/h)的直燃型双效吸收式冷热水机组，燃料为天然气；

方案3：选用1台制冷量为2040kW(1754×103kcal/h)的蒸汽型双效吸收式冷水机组，热源为0.6MPa饱和蒸汽。

2.3计算参数

2.3.1地区参数

配电设备费：1200元/kW用电电价：0.8元/kW·h

天然气热值：8650kcal/Nm3天然气价格：1.90元/Nm3

蒸汽价格：80元/吨制冷期：120天/年

日运行时间：10小时/天制冷负荷率：0.6

2.3.2技术参数

根据上述方案制冷主机的选择，配设相应的冷冻水系统和冷却水系统等主要设备，各方案的技术参数统计如表1。

从表2可知，以设备初投资进行比较，直燃机制冷方案设备初投资为最大，电制冷方案设备初投资为最低，蒸汽制冷方案比电制冷方案设备初投资稍高。

2.5运行费用比较

运行费用包括设备运行能源消耗费（耗电费、燃料费、热源费）、耗水费、设备维护费、折旧费等。其中能源消耗费占较大比例，不考虑其它各项费用，各方案运行费用统计如下表：

从表3可知，以年运行费用进行比较，直燃机制冷方案的年运行费用为最高，蒸汽制冷方案的年运行费用为最低，而电制冷方案比蒸汽制冷方案的年运行费用稍高。从整个制冷期的单位面积年运行费用看，蒸汽制冷方案比电制冷方案每平米节约1.47元，比直燃机制冷方案每平米节约5.45元。对于整个建筑（建筑面积20000m2），蒸汽制冷方案比电制冷方案每年节约运行费用2.94万元，约3.74年可收回比电制冷方案增加的初投资。

2.6能源利用率比较

为了合理地评价各种制冷方式的能源消耗，需以各种制冷方式的一次能源利用率进行比较。实际运行中，随着室外气象条件的变化，在整个制冷期的各天或每天的各个时间段的冷负荷都在变化，表4中的数据未计及这种变化。

2.7对环境质量影响的比较

目前，我国的电力生产以燃煤发电为主，所以火电不能称为清洁能源。从宏观上说，电制冷方式因发电排放的有害物质对环境的影响大于直燃式和蒸汽式制冷。另外，压缩制冷机以氟里昂作为制冷剂，其对臭氧层具有破坏作用。供热采暖网直燃式制冷燃烧天然气、煤气或柴油等清洁能源，燃烧后的烟气排放符合国家相关的大气污染物排放标准。对于蒸汽式制冷，如采用热电联产的蒸汽作为热源，可认为其不再增加一次能源的消耗，对整体环境不产生新的排放污染，较为合理综合地利用了能源，最大程度地保护了环境。

3．结语

（1）空调制冷还有一些其它的方式，如电制冷结合冰蓄冷、水源热泵制冷（热）等，每种制冷方式都有其相应的优缺点和适宜的应用场合。制冷方式的选择，应按需供冷建筑物的用途、制冷机的特性，结合当地水源（包括水量、水温、水质）、电源、热源（包括热源性质、品位高低）等具体情况，从初投资和运行费用等方面进行综合的技术、经济比较来确定。

（2）电制冷方式在电力供应充足，特别是水力发电丰富的地区，应考虑采用，但电力消耗量大，并且其用电高峰恰与城市供电网用电高峰一致，会加重电网峰谷矛盾。为削峰填谷，可采用蓄冷空调系统，利用峰谷电价差可一定程度地降低运行成本，但其系统相对复杂，占地面积大，初投资高。考虑到蓄冷系统制低温水时制冷机效率降低，及系统的冷损失，从实质上说，采用蓄冷装置增加了能源的消耗。

燃气式吸收制冷在燃气供应充足的地区应提倡采用，能缓解城市夏季用电的紧张局面，对城市季节用气的平衡也有积极作用，但其运行成本相对较高。而燃油式吸收制冷仅在气源、电源都不满足的情况下才考虑采用，但因其需配设一套燃油储存及输送系统，使初投资和运行成本都会有所增加。

蒸汽式吸收制冷在区域内有大量蒸汽热源（如热电联产蒸汽）时，应优先考虑采用。其不但可为用户节约运行成本，运行管理简便，噪音低，而且可提高夏季热电厂的蒸汽使用率，提高整个系统的能源利用率，又不增加夏季城市电网的负荷，产生良好的社会经济效益。

（3）1993年10月，建设部在山东淄博召开现场会，推广热、电、冷联产联供。现场会上明确了一些技术数据，摘录如下。

溴化锂吸收式制冷与窗式空调比较：

投资比为1:1.4

运行费用比为1:1.1

与压缩式螺杆大型中央空调比较：

投资比为1:1.2

运行费用比为1:1.1

耗电比为1:3~1:4

总能耗比为1:1.7

1998年元月1日，我国第一个节约能源法《中华人民共和国节约能源法》公布实施。节约能源法明确规定，国家鼓励发展下列通用的节能技术，推广热、电、冷联产集中供热，提高热电机组利用率，发展热能阶梯利用技术，热电冷联产技术……提高热能综合利用率。

可见，蒸汽型吸收式制冷不论从经济效益还是社会效益方面，都具有良好的发展前景。