摘　要：对直燃型溴化锂吸收式冷热水机组、燃气分布式能源系统的能效水平进行分析。结合工程实例，对某商业建筑分别采用以上两种供能系统的经济性进行了对比。

关键词：直燃型溴化锂吸收式冷热水机组；  燃气分布式能源系统；  能效水平；  经济性

Comparison between Direct-fired Absorption-type Unit and Gas Distributed Energy System

Abstract：The energy efficiency levels of directfired lithium bromide absorption-type water chillerheater unit and gas distributed energy system are analyzed．The economical efficiencies of the above．mentioned two power supply systems used in a commercial tmilding respectively are compared combined with an engineering example．

Keywords：direct．fired lithium bromide absorption-type water chiller-heater unit；gas distributed energy system；energy efficiency level；economyical elficiency

1　概述

随着近年来我国天然气事业的高速发展，直燃型溴化锂吸收式冷热水机组(以下简称直燃吸收式机组)逐渐获得推广，主要优势在于^[1-2]：在夏季利用天然气制冷，可以缓解夏季供电系统的压力，调节夏冬季用气不均衡；可兼顾供冷、供热、供生活热水；活动部件少，运行稳定，使用寿命长。燃气分布式能源系统(以下简称分布式系统)以天然气作为燃料，利用燃气内燃机、燃气轮机等，将天然气燃烧产生的高温气体先用于发电，然后再利用余热供热和制冷，还可提供生活热水。分布式系统实现了天然气能源的高效梯级利用，降低了能耗成本^[3-4]。本文对直燃吸收式机组、分布式系统供能系统的能效水平、经济性进行分析比较。

2　能效分析

以一定体积的天然气燃烧热能作为基准(定义为100％)，对直燃吸收式机组、分布式系统的能效进行分析。

设定直燃吸收式机组的制冷系数为1.3，制热系数为0.95。利用100％的天然气燃烧热能，制冷时获得130％的冷能，制热时获得95％的热能。

对于典型分布式系统(系统流程见图1)，燃气内燃机发电机组将天然气燃烧产生的35％热能转化为电能，40％的热能(以烟气余热、缸套冷却水余热体现)利用烟气热水型溴化锂吸收式冷热水机组(以下简称烟气热水型吸收式机组)进行供冷、供热，剩余25％热能随烟气排空。当烟气热水型吸收式机组无法满足冷热负荷时，采用电驱动离心式水冷机组供冷，分体式热泵空调设备供暖。设定电能全部用于电驱动空调设备制冷及制热，离心式冷水机组的制冷系数取4.5，分体式热泵空调的制热系数取3.5，则可分别获得158％的冷能及123％的热能。设定烟气热水型吸收式机组的制冷系数为1.3、制热系数为0.95，利用40％的天然气燃烧热能，可获得52％的冷能及38％的热能。

由以上分析可知，无论供冷还是供热工况，分布式系统的能效水平均优于直燃吸收式机组。

3　经济性对比

由以上分析可知，分布式系统的能效水平优于直燃吸收式机组。但分布式系统增加r发电设备、离心式冷水机组等设备，使得分布式系统更为复杂，设备造价也相应更高。下面以佛山地区某商业建筑为例，对两种供能系统的经济性进行比较。

3.1　项目概况及设备选型

佛山地区某商业建筑总建筑面积约13×10⁴m²，供冷期为4月至ll月，单位建筑面积冷负荷为100W／m²，供暖期为12月至次年1月，单位建筑面积热负荷为15W／m²，工作时间为8：00—20：00。供冷期典型日逐时冷负荷占设计冷负荷比例分布见图2，供暖期典型日逐时热负荷占设计热负荷比例分布见图3。

拟采用直燃型吸收机组、分布式系统分别为商业建筑供能。考虑到供冷期冷负荷较高，因此按50％的设计冷负荷(6500kW)作为设备选型依据。直燃吸收式机组、分布式系统设备配置及造价分别见表l、2。由表1可知，对于直燃吸收式机组，供冷期运行2台直燃吸收式机组(总供冷能力为7269kW)，供暖期运行供热能力为1454kW的直燃吸收式机组，其余冷热负荷由辅助电驱动热泵空调设备承担。由表2可知，对于分布式系统，供冷期运行2台烟气热水型吸收式机组及2台离心式冷水机组(总供冷能力为7018kW)，供暖期运行2台烟气热水型吸收式机组(总供热能力为1150kW)，其余冷热负荷由辅助电驱动热泵空调设备承担。

3.2　经济性比较

在设计条件下对两种供能系统的能耗与产出进行计算，且不考虑辅助电驱动热泵空调设备的耗电量，天然气低热值按33.285MJ／m³计算。在供冷工况下，直燃吸收式机组单日耗气量为6878m²／d，耗电量为500kW·h／d；分布式系统单日耗气量为4197m³／d，富裕发电量(除离心式冷水机组用电外，其他发电量均视为富裕发电量)为4392kW·h／d。在供热工况下，直燃吸收式机组单日耗气量为1557m³／d，耗电量为117kW·h／d；分布式系统单日耗气量为4197m³／d，富裕发电量为15177kW·h／d。

将两种供能系统部分负荷运行时间折算成满负荷运行时间，设定供冷期内供能系统满负荷运行时间为200d，供暖期供能系统满负荷运行时间为30d。天然气价格按3.79元／m³计算，电价按1.00元／(kW·h)计算，冷热价均按100元／GJ计算。将年耗气量、耗电量作为年运行成本，将年供冷量、供热量、富裕发电量作为年收益。两种供能系统的经济性比较见表3。由表3可知，在设定能源价格下，与直燃吸收式机组相比，分布式系统的年运行成本低，年收益高，静态投资回收期仅为3.3a。

将上述两种供能系统的设备配置及能源价格作为基准方案，将天然气价格、电价、热价、冷价、设备造价作为可变因素，分别计算某一可变因素下浮10％、上调10％对两种基准方案静态投资回收期的影响。由计算结果可知：①影响直燃吸收式机组的可变因素由强至弱为冷价、气价、设备造价、热价、电价，影响分布式系统的可变因素由强至弱为冷价、气价、设备造价、电价、热价。由于该项目以制冷为主，且供冷期长达8个月，因此冷价对供能系统经济性的影响最显著。天然气作为一次能源，其价格对供能系统经济性的影响也非常大。②无论冷价、气价下浮10％或上调10％，分布式系统的静态投资回收期变化率总小于直燃吸收式机组，这说明分布式系统的抗市场风险能力优于直燃吸收式机组。

4　结论

①无论供热还是供冷工况，分布式系统的能效水平均优于直燃吸收式机组。

②对于佛山地区某商业建筑，分布式系统的经济性明显优于直燃吸收式机组，且前者的抗市场风险能力较强。

③对于佛山地区新建商业建筑宜采用分布式系统，不仅可提高能源利用率、供能安全性，还可增强抗市场风险能力。对于采用直燃吸收式机组的既有商业建筑，可考虑进行分布式系统改造。

参考文献：

[1]于碧涌，刘锋，金芳，等．燃气空调的优势及对燃气和电力调峰的意义[J]．煤气与热力，2002，22(5)：426-428．

[2]薛茂梅，杨庆泉，韩明新．燃气空调的类型及经济性分析[J]．煤气与热力，2005，25(12)：44-46．

[3]杨俊兰，冯刚，马一太，等．楼宇式天然气热电冷联供系统的应用[J]．煤气与热力，2007，27(1)：56-59．

[4]段洁仪，冯继蓓，梁永建．楼宇式天然气热电冷联供技术及应用[J]．煤气与热力，2003，23(6)：337-341．

本文作者：林梓荣，赵先勤

作者单位：佛山市燃气集团股份有限公司