燃气空调工程实例——方案设计与运行分析

眦凰　燃气空调工程实例——方案设计与运行分析　上海航天能源有限公司　张倩　摘要：通过对上海飞奥燃气设备有限公司燃气空调工程的设计计算和运行分析，阐述了在当前能源结构不　合理，电、气的峰谷差加剧的情况下，大力推广燃气空调的可行性和重要性。此外对目前中央空调设计中　负荷指标过大的情况做了分析，并给出了在低负荷场所和高负荷场所进行选型时的负荷指标。　关键词：燃气空调　方案设计　运行分析　燃气空调由于其环保、节能、优化能源结构的　时间较固定，故综合考虑经济性和舒适性，最终决　三重效果在欧美等经济发达国家得到了较广泛的　定采用风机盘管全水系统。空调区域采用末端再热　利用和重视。我国也在积极制定有关鼓励发展该技　方式，尤其利于温度和湿度的控制。　术的政策法规。上海市政府已制定了《上海市燃气　结合考虑建筑的地理位置、环境条件等，对空　空调、分布式燃气热电联产系统发展规划》，以加　调负荷进行了认真核算，尽可能降低空调投资成　快其推广应用，并出台了对投资燃气空调和分布式　本，减少机房设计、安装、管理的麻烦，突出系统　供能系统的项目给予设备投资补贴的方案。随着夏　的低成本和方便性，让用户在舒适的空间里体会　季“电荒”的愈演愈烈和以“西气东输”工程为标　“空调”的真实含义：空气调和。　志的天然气工业进入快速发展通道，燃气空调项目　将有较大的发展空间。本文结合工程实例，对燃气　２．１负荷计算…　空调的方案设计、实际运行等进行分析，并与电空　在初期计划时概略估出主要设各的性能参数，　调进行对比。　作为实际设计计算的参考。以建筑物规模来估计主　要设备的规格，以及所需设备种类、台数、空调方　１　工程简介　式等。用经验估计值应注意建筑物的特性、用途、　构造等，以±１０％公差做全盘参考，根据实际情况　为了响应市政府的号召，也为了缓解夏季工厂　加以修正。若建筑物的负荷按８Ｏ　ｗ／ｍ　计算，空调　内电力紧张的矛盾，上海飞奥燃气设备有限公司拟　总面积２　７００　ｍ　，则０．０８×２　７００－－２１６　ｋＷ，冷量估　对一期办公楼进行改造，建设燃气中央空调系统以　算为１９５￣２４０　ｋＷ之间。　供办公楼内的冷热负荷。　根据建筑材料、各房间朝向、人员密度、照明　一期办公楼建筑位于浦东新工业园区，共三　和设备负荷的不同，对各房间做了详细计算，最终　层，总面积为３　１００　ｍ２，其中空调面积为２　７００　ｍ　，　计算得出总的最大冷负荷为２６７　ｋＷ。考虑到虽然　建筑构造为混凝土结构。　办公室同时使用概率较高，但一楼餐厅主要为职工　餐厅，其供冷供热高峰刚好与办公室错开，所以取　２燃气空调方案设计　同时使用系数Ｏ．８，则选取机组的供冷量为２１５　ｋＷ。　经过设备调研和比较，我们选取两台ＢＣＴ１１５型燃　根据现场考查，建筑为板楼，空调总面积较小；　气空调作为制冷机，单机额定制冷量与制热量均为　外窗面积较大，室外空气品质较好，可由门窗缝隙　ｌｌ５　ｋＷ，机组的负荷调节范围为１Ｏ％～ｌｌＯ％。在负　或开窗补充新风；人员密度相对较小，员工的工作　荷较高时两台机　ｉｌ＿Ｊ时升机，半时１台为主，１台　上海煤气２００６年第１期（（　维普资讯 http://www.cqvip.com

ｓｉｔｌｅｎ　为辅，低谷时仅开１台，以节约运行成本，同时保　证主机的最佳运行性能，而２台机组轮换开机，又　可保证整个系统的安全可靠性。本系统规模较小，　日常维护保养不设专人，所以机器运转操作要简单　而不繁杂。　２．２设备布置方案　在布置空调主机时，由于原办公楼没有机房，　考虑到不破坏建筑的外观、布置合理、操作方便等　因素，拟将机组设于屋顶。在楼顶设立一个支撑钢　架，将机组重量分担到建筑的支柱上。布置空间相　对宽敞，仅需考虑建筑的承重能力、管道走向即可。　在布置末端设备和室内水系统时，本案中冷热　水管路系统为密封式，采用同程式布置以达到水力　平衡，一楼距离主机最远的干管上设压差旁通阀以　保证机组冷水循环。房间内仅需做水管和风机盘管　布置，采用卧式暗装风机盘管，项面标高为该层内　梁底标高一０．０６０　ｒｎ，水管布置尽量紧凑，避免改向　或跨越。　系统采用水冷模式，冷却水供水原计划由市政　管网接入，但后来发现因为飞奥公司的供水系统水　压过低，不足以满足机组补水压力要求，故考虑在　楼顶安装补水水箱，高于机组３　ｒｎ，经计算和后来　的实际操作显示，此方案切实可行。　３燃气空调运行分析　３．１运行状况　空调机组于全部安装调试完毕后试运行一周。　试运行期间，２台机组的出水温度设为７℃。试运　行最初３天气温较高，室外最高温度高达３９℃。　据实测，２台机组的出水温度均在９℃，入口温度　在１３￣１６℃，各房间室内温度均可达到２０－２５℃，　符合设计要求。第４天起由于气温下降到３０℃左　右，将１　机组的出水温度设为１２℃，２　机组的出　水温度为７℃，此时２　机组的出水温度为７－９℃，　入口温度为１２￣１４℃，１　机组则随气温波动燃烧机　有启停动作。各房间室内温度在２０￣２３℃之间，亦　符合设计要求。　口Ｊ见，在燃气中央　设计亡Ｆ　，负荷指标不一一　刀））２００６年第１期上海煤气　定越大越好，如果按以往经验值，负荷指标取　１２０～１５０　Ｗ／ｍ　，则显然过大，会造成能源的浪费，　并增加设备初投资。　３．２经济性分析　该机组试运行一周后，由采集的电、热、水的　消耗量及能源单价数据　对系统的经济性进行分析　如表１。　表１燃气空调运行一周费用　参考电空调的相近制冷量的机组，其耗能指标　如下：　制冷量／ｋＷ　２ｌ０　制热量／ｋｗ　２２９　电功率／ｋＷ　７４　电力单价／元（ｋＷｈ）　０．７９９　开机时问，ｈ　８．５×７　费用合计／元　３　５１８．Ｏ０　由此可见，在采用双机并联的情况下，根据室　外气候条件机组可随之调整开停机及燃烧机的燃　烧火焰大小，从而在满足负荷要求的情况下减少能　源消耗。而且系统采用水冷模式，受室外气温条件　影响较小。相对于电空调，在额定制冷量高于电空　调的情况下，燃气空调可以节约１７％左右的能耗，　具有一定的经济效益：同时，又缓解了厂区内夏季　用电紧张的矛盾，可谓一举两得。　４结论　作为天然气利用的一种有效方式，燃气空调将　越来越受到人们的关注，其发展空间较大。燃气空　调相对于电空调有四大优点：１）环保，直接利用燃　气能源，以水为制冷剂，溴化锂作为吸收剂，不使　用氟利昂或其它替代品，不污染大气层：２）舒适，　可同时或单独提供空调制冷、采暖、卫生热水，实　现三位一体：３）经济，本例核算下来，同样功率的　维普资讯 http://www.cqvip.com

ＡｐｐｌＩｃ　燃气空调比电空调的使用成本低约１７％：此外，燃　负荷指标可选择１５０￣２５０　ｗ／ｍ　。合理的负荷选择可　气空调机械运动部件少，运行稳定性高，维修费用　进一步节省系统初投资、能源消耗和运行费用。　低，使用寿命超过２０　ａ，而电力空调寿命一般不足　１　５　ａ；４）可有效平衡城市能源结构，缓解城市夏季　参考文献　供电紧张、燃气使用量过低的矛盾。　［１］电子工业部第十设计研究院主编．空气调节设计手册　燃气空调设计选型中，应注意建筑的地理位　（第二版）．中国建筑工业出版社．２００３年ｌ０月　置、环境因素、结构和使用性质，恰当地选择负荷　［２］上海市价格信息服务网．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗｊ．ｓｈ．ｃａ　指标。普通的低负荷场所，如住宅、办公室、酒店　（收稿日期：２００５－０８—０８）　客房等，负荷指标在７０～９０　ｗ／ｍ　即可达到舒适性要　求。在高负荷场所，如商场、餐厅、教室、诊所等，　Ｐｒｏｊｅｃｔ　Ｃａｓｅ　ｏｆ　Ｇａｓ　Ａｉ　ｒ—ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ．Ｗｉｔｈ　Ｉｔｓ　Ｓｃｈｅｍｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｏｐｅｒａｔｉ０ｎ　ＡｎａＩｙｓｉ　ｓ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ａｅｒｏｓｐａｃｅ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，　Ｚｈａｎｇ　Ｑｉａｎ　Ａｂｓｔ　ｒ　ａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｎａｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇａｓ　ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｆｉｏｒｅｎｔｉｎｉ　Ｇａｓ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，ａｎｄ　ｔｈｏｕｇｈｔ　ｈｔａｔ　ｉｔ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｔｏ　ａｐｐｌｙ　ｔｈｉｓ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌａｃｋ　ｏｆ　ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　ａｎ—ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ　ｏｆ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｎａａｌｙｚｅｄ　ａｌｓｏ　ｔｈｅ　ｉｎｓｔｎａｃｅ　ｏｆ　ｌｏａｄ　ｉｎｄｅｘ　ａｒｅ　ｔｏｏ　ｂｉｇ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｎｇ　ｏｆ　ｃｅｎｔｅｒ　ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ，ａｎｄ　ｗｅ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｈｔｅ　ｉｎｄｅｘ　ｗｈｅｎ　ｃｈｏｏｓｉｎｇ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｓｉｚｅ　ｉｎ　ｌｏｗ　ｌｏａｄ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｌｏａｄ　ｉｎｓｔｎａｃｅ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｇａｓ　ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｓｃｈｅｍｅ　ｄｅｓｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｎａａｌｙｓｉｓ　（上接第６页）　４结束语　参数与齿轮速比之间的关系，机芯、传动系统以及　计数显示系统的设计、制造等方面领先于国内其他　通过对国内外涡轮流量计的性能参数以及标　产品：一些性能参数已经接近或达到国际水平，并　准使用情况的对比分析，可以看出上海飞奥设计、　拥有了自主的知识产权。总之，随着天然气工业的　生产的ＴＧＭ系列涡轮流量计产品，在总体水平上　发展，上海飞奥的ＴＧＭ系列涡轮流量计产品市场　处于国内领先地位，尤其在流道系统、涡轮的设计　前景非常广阔。　（收稿日期：２００５．０８．０８）　Ｃｏｍｐａｒ　ｉ　ｓｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｔｅｃｈｎ　ｉ　ｑｕｅ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒ　ｉ　ｓｔ　ｉ　ＣＳ　ａｎｄ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　Ｔｕｒｂ　ｉ　Ｒｅ　Ｆ　ｌ　ｏｗｍｅｔｅｒ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｆｉｏｒｅｎｔｉｎｉ　Ｇａｓ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏ．．Ｌｔｄ　Ｗａｎ　Ｊｉａｂａｏ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｆｒｓｔｌｙ　ｈｔｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ＴＧＭ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｆｌｏｗｍｅｔｅｒ　ｄｅｓｉｎｇｅｄ　ｂｙ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｆｉｏｒｅｎｔｉｎｉ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｓｔｎａｄａｒｄｓ　ａｎｄ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｗｉｈｔ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｆｏｒｅｉｎｇ　ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ，ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅｉｒ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｍａｒｋｅｔ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＴＧＭ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｌｆｏｗｍｅｔｅｒ　ｄｉｓｓｃｕｓｓｅｄ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｔｕｒｂｉｎｅ　ｌｆｏｗｍｅｔｅｒ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃｏｍｐａｒｉｓ　０ｎ　上海煤气２００６年第１期（（刀