033-电制冷与直燃机对比分析

溴化锂直燃机组与电制冷离心机组对比溴化锂直燃机组特点：溴化锂直燃机组是以燃气为能源的制冷设备，主要特点是无须电能（须消耗燃气如天然气、煤气等）机组即可制冷及制热。

在九十年代中后期中国普遍电力紧张电力增容费较高的情况下在中国应用较多。

但其在客户实际应用中也发现存在许多实际问题。

1、溴化锂机组能耗很大，其节电不节能特点为制冷界公认，且冷却水流量也较大，耗水量也较大。

北京和桥立晶国际公寓为一高档涉外公寓，由三洋溴化锂直燃机组集中供冷及供热。

由于机组耗能太大，物业收费较高，业主正寻求改造方案，以电制冷机组取代溴化锂直燃机组，以降低物业成本。

2、溴化锂直燃机组有冷量衰减问题。

即随着运行年限增加，机组制冷量明显下降。

这就要求在机组冷量选择上留有较大余地，或系统设计为将来增加机组留有余地。

北京源深节能公司隶属于北京市，专门负责世界银行贷款在北京节能项目的应用。

其对北京一溴化锂直燃机组项目的测试表明，机组在第一年运行结束后的冷量衰减即达机组容量的20%以上，且机组耗能很大。

基于以上原因。

其所有支持项目都不使用溴化锂直燃机组。

3、溴化锂直燃机组运行过程中有燃烧器结焦，溴化锂溶液结晶及对机组的腐蚀问题。

机组可靠性较低。

对机组维修保障能力要求较高。

因此要求工厂可提供当地较强维修力量及机组日常运行人员素质较高，责任心较强。

随时监控机组运行状况。

且机组使用寿命较短，为8-10年左右。

如北京亚运村因集中供热有蒸汽热源，89年投入使用蒸汽溴化锂机组。

98年机组机组即已重新更新完毕。

基于以上原因，目前溴化锂机组在西方发达国家应用较少，其应用仅限于周边有工厂、发电厂等可提供免费废热利用的项目或严重缺少电力的情况。

目前天津电力情况明显好转。

因此新建项目，尤其大型项目或外商投资项目，很少使用溴化锂机组。

离心式制冷机组：离心式制冷机组发展的历史超过七十年。

因其离心式制冷原理机组被广泛的用于制冷量要求较大的场所及对可靠性要求较高的场所。

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：0.62.3.2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。

燃气空调与电力空调经济对比分析摘要：本文针对燃气空调和电空调的经济效益进行了对比分析。

通过对两款空调在使用寿命内的能耗、运行成本、环境影响等方面的比较，阐述了燃气空调的优点和局限性。

结果表明，燃气空调相比电空调具有更高的经济性。

关键词：燃气空调，电空调，经济效益，使用成本，环境影响引言随着人们对能源效率和环境保护的关注度不断提高，燃气空调和电空调作为两种主流的空调形式，其经济效益的比较成为了热门话题。

本文旨在对这两种空调的经济性进行全面的对比分析，从而为人们在选购空调时提供参考。

一、工作原理燃气空调的工作原理是采用热交换原理，以水为制冷剂，利用水在高真空状态下低沸点的特性，在蒸发器内沸腾而吸收大量的热量，从而制取所需空调用冷冻水。

用溴化锂作为吸收剂，把蒸发室内沸腾后的水蒸气带走，经燃气加热解吸，再反复利用，如此不断循环，完全不用氯氟烃及其替代品。

电力空调的工作原理是采用机械压缩原理，空调压缩机是在空调制冷剂回路中起压缩驱动制冷剂的作用。

工作回路中分蒸发区(低压区)和冷凝区(高压区)。

室内机和室外机分别属于高压或低压区(要看工作状态而定)，压缩机一般装在室外机中。

压缩机把制冷剂从低压区抽取来经压缩后送到高压区冷却凝结，通过散热片散发出热量到空气中，制冷剂也从气态变成液态，压力升高。

制冷剂再从高压区流向低压区，通过毛细管喷射到蒸发器中，压力骤降，液态制冷剂立即变成气态，通过散热片吸收空气中大量的热量。

这样，机器不断工作，就不断地把低压区一端的热量吸收到制冷剂中再送到高压区散发到空气中，起到调节气温的作用。

二、燃气空调与电空调的成本比较以办公楼夏季制冷和冬季采暖，空调面积为10000m2为例。

1.购买成本燃气空调的初购成本一般不高于电力空调。

以市场上某知名品牌的家用中央空调为例：燃气空调属热交换设备，无机械磨损，噪声低，振动小，运行平稳。

故障率低。

而且维护简便，维护费用低廉，也不存在冷媒泄漏，无需添加。

一、工程概况冷热源是空调系统的重要组成部分，其设计合理与否，直接影响空调系统的使用效果、运行的经济性、使用的可靠性等问题。

大楼总建筑面积约60000 M2，建筑物夏季总冷负荷约为750万大卡，冬季热负荷约为450万大卡，卫生热水热量约95万大卡（流量约为60M3/H）。

系统的冷热源有多种选择，现提供二个方案供参考，方案一是采用电制冷机组配锅炉作为冷热源；方案二是采用一机三用的直燃式冷水机组作为冷热源；二、电制冷机组配锅炉空调系统简介用电制冷机组配锅炉作冷热源已有约一百年的历史，是目前最常用的一种空调系统冷热源方式。

这种方案的特点是技术成熟，运行稳定可靠。

据统计95%以上的空调用户选用电制冷方式，使用电制冷方式是大势所趋。

1、主机配置中央空调主机采用电制冷机组配锅炉，离心式冷水机组夏季供冷，锅炉供卫生热水并且冬季采暖；辅助配套设备有冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵、板式换热器等。

2、系统优点：⒈初投资低；⒉使用可靠，故障率低，日常维护量极小；⒊水冷机组自动化程度高,部分负荷调节方便,可以很好地适应大楼的负荷变化。

⒋冷水机组均能在单机最佳工况区域内工作,具有较好的满负荷效率和部分负荷效率,自动化程度高,调节方便,机组之间具备很好的兼备性，系统运行费用低；⒌噪音小、振动低，无污染；⒍过渡季节只开一台锅炉供卫生热水，节能效果明显；⒎冷却塔、冷却水泵比直燃机系统小20%左右，节能又节省初投资。

3、系统缺点：⒈机组数量多，占地面积大；三、直燃式冷水机组空调系统简介直燃式冷水机组是上个世纪50年代研发出来的，由于这种产品以油或气作能源，因此产品能耗高，污染大（排出大量的二氧化碳），其冷量衰减问题也一致未得到根本的解决。

这些问题大大限制了它的使用。

只有在一些特定的场合，比如在火力发电厂，煤厂，钢厂或化工厂等有余热可利用的场所有一些使用。

此外，值得注意的是，象国内类似于武汉的大中型城市中，95%以上的民用建筑采用电制冷机。

T 电制冷机组与直燃式溴化锂机组的性能比较一、能耗比目前世界以采用电动式空调制冷机为主流，因为电动式机组的体积小、可靠性 高、操作简单。

电动式机组比燃气直燃式机组可节省 30％的能源消耗。

在制冷机组的能效方面，从机组的 COP 值（制冷量 KW/输入功率 KW ）比较，可以看到电制冷机组的能效远比直燃机组高。

现一般节能型电制冷机组，单位制冷功率为 0.7KW/RT ，COP 值为 5。

直燃式 机组的 COP 值约为 1.1。

电制冷机组的 COP 值为直燃式机组的 4.5 倍。

说明电制冷 是节能产品。

直燃式机组发生器的燃烧效率比火力发电的效率低，更不用说水电和核电了。

燃烧产物对大气有污染。

溴化锂机组节电不节能，是耗能产品。

单级、双级吸收式机组则只适合在有余热、废热的地方使用。

二、溴化锂制冷机组消耗能量多，还表现在循环冷却水系统的耗电上，各类制冷机组冷却水的需要量如下所示：制冷机组类别冷却水流量 排热量相对值 冷却水流量相对值 (以电制冷为基础) (以电制冷为基础) 电制冷机每冷吨 0.200L/s 单级吸收式每冷吨 0.227L/s 双级吸收式每冷吨 0.250L/s 直燃式 每冷吨5.0 o C 100% 100% 5.5 o C 125% 114% 5.5 o C 137% 125% 5.5 o C 153% 139% 0.278L/s冷却水的多少表示排热量的大小，即能源消耗的大小。

冷却水流量大，冷却水泵和冷却塔的功率消耗大，同是水泵、水管、冷却塔的初投资费用也随之增多。

三、电制冷机组采用的制冷剂是 HCFC/HFC其使用得到 ARI 、ASHRAE 及 EPA 之认可，对机组材料没有腐蚀作用，对机 组运行寿命没有影响，一般使用寿命为 25～30 年。

在 1938 年安装的特灵牌离心式 冷水机组中，超过 90％的机组至今还在运行。

溴化锂机组采用的制冷剂是水及溴化锂溶液，对碳钢的腐蚀性较强，严重影响 机组寿命，一般运行寿命为 10 年左右。

直燃机空调和电空调使用费用比较
1、天燃气每立方燃烧热值为7800大卡至8400大卡，取8000。

2、电每度热值：860大卡。

3、空调能效比，直燃机空调1.3 ，电空调 6.0 。

燃气空调一方气产生热值约：8000*1.3=10400，电空调一度电产生的热值约：
860*6=5160，燃气空调和电空调相比：10400/5160=2 ，也就是说两度电产生的热值等于一方气。

4、一方气价格重庆地区商业用2.3元，一度电重庆地区商业用0.8元，两度电才1.6 ，远远少于一方气的价格。

综上：受惠于全国电网建设加强，全国范围的电荒状况得到缓解，目前电价政策优惠。

在直燃机和电空调之间使用的费用上，电空调优于直燃机。

大型中央空调水冷螺杆冷水机组与直燃机性能比较一、螺杆机组的性能特点目前螺杆式冷水机组的COP值已经接近离心式冷水机组的水平。

加上螺杆机组能耐液击、零件少、运行平稳，其产量在逐步扩大。

螺杆式制冷机组适用于高低温范围，包括空调和商业冷冻设备中，长期以来主要是R22制冷剂，近期许多厂商开始使用R134A制冷剂。

最近，特别是欧洲市场出现以R404A和R407C为制冷剂的螺杆式制冷机。

螺杆制冷压缩机的特点之一是单级压缩比大。

但随着压比的增大，循环的节流损失增加，机器的泄漏损失也增加，效率急剧下降。

为了提高效率，改善性能，常利用螺杆压缩机吸气、压缩、排气为单方向进行的特点，在压缩机的中部设置一个中间补气口，吸入从经济器来的闪发蒸汽。

带经济器的螺杆压缩制冷循环系统有两种：一种是两次节流的系统；一种是一次节流，使液体过冷的系统。

一）螺杆式压缩机优点：1) 螺杆式压缩机只有旋转运动，没有往复运动，因此压缩机平衡性好，振动小，可以提高压缩机的转速。

2) 螺杆式压缩机的结构简单、紧凑，重量轻，无吸、排气阀，易损件少，可靠性高，检修周期长。

3) 在低蒸发温度或高压缩比工况下，用单级压缩仍然可以正常工作，且有良好的性能。

这是由于螺杆式压缩机没有余隙，故在这种不利工况下仍然有较高的容积效率；还由于气缸内喷油冷却，排气温度比活塞式压缩机低得多。

4) 螺杆式压缩机的制冷量可以在10％～100％范围内无级调节，但在40％以上负荷时的调节比较经济。

二）螺杆式压缩机缺点：1) 加工要求高，转子部件表面呈曲面形状，必须用专用精密机床。

2) 噪声大，以及需要一套润滑油分离、冷却、过滤和加压的辅助设备，造成机组体积大。

二、直燃机性能特点一）直燃机的优点：1) 直燃型溴化锂吸收式冷、热水机组就是把锅炉的功能与溴化锂吸收式冷水机组的功能合二为一，简化了热源供应系统，减少了热输送过程的损失；2) 一机多用，使用范围广。

既可以单独供冷，也能实现夏季供冷，冬季供热，必要时还可提供生活用热水；3) 用电量很小，对电力供应紧张的地区可以起到电力调峰的作用；4) 在电价较高的地区，运行费用较电制冷低。

溴化锂吸收式直燃机与电制冷冷水机组的经济性分析溴化锂吸收式直燃机与电制冷冷水机组的经济性分析电动压缩式空调设备费用1.1冷水机组及其配套设备初投资（见表1）表1 冷水机组及其配套设备初投资表设备WSC离心机组冷冻水泵冷却水泵冷却塔燃油热水炉日用燃油箱热水箱蓄水箱热水泵储油罐数量 2 3 3 3 2 1 1 2 2 1技术参数Q=2286Kw，N=398Kw， Gl=480t/h，Gz=400t/h。

G=400t/h，H=15m， N=36Kw G=480t/h，H=20m， N=43KwG=480t/h，N=17Kw G=6t/h，t=60℃,燃油19kg/h，N=0.2Kw G=1000kg,V=1.4m3 G=20t,V=22.5m3 G=144t,V=170m3 G=60t/h，H=90m， N=37KwG=6.4t,V=9.5m3单价/ 万元/台 105 1.5 1.73 22.3 8.5 0.486 3.07 11.9 1.1 9.18 总计合价/ 万元 210 4.5 5.19 66.9 17.0 0.486 3.07 23.8 2.2 9.18 342.326 注： Gl—冷凝器流量，Gz—蒸发器流量。

1.2溴化锂吸收式直燃机机房设备费用1.2.1溴化锂吸收式直燃机及其配套设备初投资（见表2）表2溴化锂吸收式直燃机及其配套设备初投资表设备数量技术参数Q=2300Kw，Gl=654t/h，Gz=400t/h，G油=172kg/h， GLiBr=8.2t，N=18.7Kw G=400t/h，H=15m， N=36KwG=480t/h，H=20m， N=43KwG=480t/h，N=17Kw G=20t,V=22.5m3 G=60t/h，H=90m， N=37KwG=144t,V=170m3单价/ 万元/台 220合价/ 万元 440溴冷机 2冷冻水泵冷却水泵冷却塔热水箱热水泵蓄水箱蒸汽开户费换热设备及安装3 3 3 1 2 2 1 11.5 1.73 22.33.07 1.1 11.9 126 404.55.19 66.9 3.07 2.2 23.8 126 40二次管网建设溴化锂溶液 1ξ=50%，G=30t 10 2.2万元/t 总计 10 66 787.66注：1以远大Ⅵ型直燃机技术参数为依据。

电制冷使用范围
全球80%是电制冷衰减度
使用多年后基本无衰减占地面积
占地面积小运行重量
每平米900公斤冷却塔
制冷剂
R134环保综合温室效应
低制冷效率
高适用范围
有电的地方制冷系数
最少3.2以上制冷调节范围
10%-100%控制中心
电脑控制，界面友好使用寿命
20-30年运行维护
操作简单，维护费低补水量
正常初投资
0.6元/大卡排放
无危险性
小机房设计
除重量外无特殊要求机房通风
正常换气机组高度
高小于2.5米耗能价格电制冷与燃气制冷技术
电价，天燃
冷技术，经济性对比表
燃气制冷
1%是燃气，燃油制冷
三年后衰减15%以上
是电制冷的1.5倍
每平米1400公斤以上
比电制冷的大30%
溴化锂环保
是电制冷的10倍
是电制冷的六分之一
有余热可利用，能制冷和生活热水综合利用的地方
0.7-0.8，双效的1.2-1.3
15%-100%
电脑控制，界面友好
没有超过10年的
操作复杂，维护费高
补水量大
比电制冷的大30%
大量高温烟气
大
有重量，防爆防火，大量冷却水排污等特殊要求
是电制冷的5倍
高大于3.0米（建筑通道高小于2.5米）
，天燃气价之比1:3.3使用费均等。