应用 矮鹚 科学 燃气热泵系统的应用与分析 李卫东 （重庆燃气集团重庆４０００２０） 摘要： 燃气热泵系统作为有效利用天燃气能源的重要零部件，在能源结构调整中显现出越来越重要的作用。结合燃气热泵系统的主要工作原理、组成及相 关技术参数分析，对燃气类空调采暖系统分别进行分析和比较。 关键词： 燃气热泵；空调采暖系统；应用；分析 中图分类号：ＴＨ６文献标识码：Ａ文章编号：１６７１—７５９７（２０１０）０２２０１ ０９一Ｏ２ ０引奢 速根据室内的冷热负荷 随着我国经济的发展，人民生活水平提高，以及全球变暖的气候影 响，我国制冷市场需求快速提高 现阶段制冷的主要能源为电力，燃料油 和天然气只占很小比例。电空调是一种高能耗设备，而且是负荷非均衡性 的能耗设备，虽然国家建设了大批调峰机组、调峰电站，但仍无法确保不 断猛增的用电高峰负荷，夏季频频出现用电高峰期设备过载、掉闸断电现 象，影响群众的正常生产生活。各城市都面临着能源和环境的挑战。调整 进行变化，改变燃气消 耗量，从而降低运行成 本。增加舒适性与可控 性。 燃气发动机是在工 业用柴油发动机的基础 上发展起来的。发动机 的技术性能已经改进， 运行２００００ｈ以上（其中 皇 燕嚣 城市能源结构，提高天然气在城市能源结构中的比重，是当前有效利用能 源、改善大气质量的重要途径之一。为此，我国开始大力开发和利用天然 气。其中燃气热泵ＧＨＰ、燃气直燃机组、燃气锅炉等的应用越来越受到重 视，其应用将对合理地使用优质能源，改善大气环境，调节用电的不均匀 性，提高天然气管网的利用率等起到积极作用。下面将对燃气类空调采暖 系统分别进行分析。 １概述 的一些改变延长了维修 周期）才需要维修。 室外机主要由三大 部分组成：发动机和压 所谓热泵指一套换热系统在夏季利用卡诺循环的原理制冷以降低室内 温度，在冬季经过切换后利用逆卡诺循环的原理制热以提升室内温度的方 式，普通家用分体空调就属于热泵中的一种，即以电为动力源的电动机作 功，带动压缩机工作，从而实现夏季制冷冬季制热的系统：本文所说的燃 气热泵（６ＨＰ）则是以天然气为动力源以燃气发动机作功带动压缩机工作来 运行的。 缩机室、热交换室、电 子控制室。如图２所示。 ２比较 下面给出几种常用空调机组的一次能源利用系数，见表ｌ。进行比较 图２室外机原理图 分析可知：在制冷时，燃气热泵的一次能源利用系数仅低于水冷式离心机 组，而在风冷类机组比较中它高于其它几种，水冷式离心机组多用在大型 项目中，而燃气热泵多用于几百到几千平方米的项目中。因此在中小型项 燃气热泵（ＧＨＰ）是采用天然气发动机直接带动压缩机的空调系统。 根据国家能源结构的调整，能源发展习趋高效节能无污染的方向，大力提 倡发展天然气产业。燃气热泵直接采用天然气作为一次能源，相比一般气 体燃料，可减少温室气体ｃＯ２排放量３０％～５０％：同时，由于没有输送电的损 目中燃气热泵的一次能源利用系数是较高的，比较节能 表ｌ几种常用空调机组的一次能源利用系数比较 失，按我国绝大部分地区的天然气价格来计算，燃气热泵的运行费用低于 普通电空调。用计算机仿真代替样机实验研究燃气热泵的运行性能和优化 熊蝇 榭 匹配，有利于人们更加清晰地认识到系统的特性，为产品设计和实用化奠 定基础。 在燃气热泵系统中，低压燃气经过稳压（自带稳压器）以后进入室外 机，混合器将发动机所需要的燃气和空气预先混合，然后进入发动机经过 吸气冲程、压缩冲程、膨胀冲程、排气冲程后将功由皮带传动给压缩机。 这个过程代替了电热泵（ＥＨＰ）中电动机的做功。如图ｌ所示。 ’ ｌｂ 说明：ｌ空气消声器： 下面给出几种不同供热方式的－＿次能源利用系数，见表２。由此可 ｌ 口］｛＼ｌ ＬｒＪ ２ ／ ５ ７ １５Ｉ童 ２、４、６空气吸入软管；Ｉ １４ ｉ ３空气过滤器ｉ ５空 ／ ：二Ｊ 见，在制热时燃气热泵的一次能源利用系数是高于电动热泵及燃气锅炉 的，更高于另外几种方式。 气消声器（二次）； ７ 表２不同供热方式的一次能源利用系数比较 ３ １１２ 图ｌ发动机图示 根据不同地区运行情况反馈，ＧＨＰ系统每年的单位面积运行费用非常 低，也不需要设置专门的机房，节省空间。如果考虑初投资额差，ＧＨＰ系统 在运行４—７年后的综合经济性将超过电热泵ＥＨＰ（一拖多）系统。 混合器配有两个电动机，一个为速度控制电动机，它控制发动机的转 速；另一个为混合器控制电动机，它控制燃气和空气的混合比。发动机转 翥霎ＶＡ 凝蘩ｊ 热时优势更加明显，有利于提高能源利用率。适宜在既需制冷又需制热的 地区应用。 ３ ＧＨＰ系统的特点 ３．１优化能源利用结构 燃气制冷可降低电网夏季高峰负荷，填补燃气夏季用气量低谷，缓解 夏季用电高峰，提高燃气管网利用率，实现资源的充分和均衡利用。 ３．２使用一套系统解决夏季制冷和冬季供暖 ＧＨＰ系统可以在供暖的热泵循环中有效利用燃气发动机排出的热量和 ２）ＧＨＰ系统简单易，无需专人值守及专用机房，运行维护费用较 低。 ３）可以减少夏冬两季的电力高峰负荷。同时对燃气起到填谷作用， 改善能源利用结构。 ４）目前ＧＨＰ系统初投资略高于其它小型系统，随着下一步ＧＨＰ系统技 发动机冷却水系统的热量，使ＧＨＰ系统的供暖能力受室外温度影响小（一 ２０℃以上供暖能力不受影响），可适用于更低的环境温度；同时无需除 霜，在寒冷地区可快速启动，具有电空调无法比拟的供暖优势。 ３．３环保性能优异 力。 术设备国产化的加强，必然会大幅度降低设备价格，提高ＧＨＰ的市场竞争 我国燃煤发电量占总发电量的８０％以上，因此电力并不能算做真正意 义上的清洁能源，ＧＨＰ系统以天然气、城市煤气、液化石油气等燃气作为能 源，是真正清洁的一次能源：设备运转低排放，低噪音，低振动：冷媒使 用环保新冷媒Ｒ４０７Ｃ，对大气臭氧层无破坏作用。 ３．４更大的空调稳定性和舒适性 以燃气发动机为动力，可根据制冷供暖时的负荷变化，电脑控制无级 变速调节发动机转速以控制压缩机转速，保持室内温度更加稳定、舒适。 ３．５室外机室内机搭配灵活 参考文献： ［１］马一太、谢英柏、杨昭，燃气机热泵在我国的应用前景，流体机械， ２００２，３０（１）：５５—５８． ［２］金芳、段常贵、陈明，燃气直燃机的使用对季节调峰的作用，暖通空 调，２００３，３３（６）：１２—１５． ＧＩｉＰ系统的室外机有多种规格，室内机也有壁挂式、吸项式、嵌入 式、落地式等不同功率的多种规格，一台室外机最多可带２０台室内机。因 此，可根据建筑物的不同规模和功能灵活搭配ＧＨＰ室外机和室内机，按不同 区域构成相互又相互联系的系统，满足不同的负荷需求。 ３．６技术日渐成熟 ＋ ［３］王长庆、龙惟定、丁文婷，直燃型溴化锂吸收式机组与风冷热泵机组 的～次能耗比较，流体机械，２００１，２９（７）：５４—５７． ［４］徐稳龙，直燃型冷热水机组的应用分析，暖通空调，１９９７，２７（６）： ２１—２４． ［５］杨昭、张世钢、刘斌，燃气热泵及其它供热空调系统的能源利用分析 评价，太阳能学报，２００１，２２（２》：１７１—１７５． ［６］张欣，地板辐射采暖在住宅中的应用及与式燃气炉的配合，建材 产品与应用，２００１（４）：１６—２１． 日本是世界上ＧＨＰ系统应用最广泛的发达国家。１９８０年到１９８７年是 ＧＨＰ技术的研制阶段。经过２０多年的研究和发展，ＧＨＰ技术已经是～项十分 成熟的技术。 ４结论 ［７］童艳、倪波、黄代英，地板辐射采暖系统间歇运行的性能分析，暖通 空调制冷，２００２年学术年会论文集（上册），１２５—１２８． １）ＧＨＰ系统在风冷类机组中是一次能源利用系数较高的，特别是在制 （上接第ｌ８８页） 容和方法的选择，因而造成培训效果大打折扣。 断更新，知识在不断更换。因此，高职院校图书资料管理人员的培训工作 鉴于以上分析，笔者认为，要使培训工作真正收到实效，在高职院校 图书资料管理人员培训和教育中应遵循如下原则： １）稳定性与灵活性相结合的培训原则。要根据不同的培训需求分 析，针对不同的受训对象以及要达到的培训目标，制订培训计划，定期对 是长期的事业。因此，图书资料管理人员的培训将是终身的培训。 ４高职院校图书资料管理人员培训计划的翩定和实施 培训计划的制订是培训实施的第～个步骤，其质量直接决定培训的效 果。培训计划的管理从纵向、横向来看都是一个系统运作过程。制订一个 图书资料管理人员进行培训。同时，将培训方式，费用、教材等以规章制 度形式确定下来，使之规范化、程序化。 ２）针对性培训原则。图书次料管理人员的培训是以增加新知识新技 能、增强技术业务能力，使受训者适应和胜任新时期图书资料管理工作为 目的一种继续教育。因此，图书资料管理人员接受培训应根据社会需求， 高职院校教学与科研需求，读者群体需求和图书资料管理的需要，力求尽 快掌握新知识新技能，学用结合，学以致用。 ３）战略性培训与战术性培训相结合的原则。根据高职院校图书资料 管理适应教学与科研的需求，在图书资料管理人员的培训中要做到战略性 与战术性培训相结合。既要有培训的长期项目和计划，又要有中期项目和 良好的培训计划的前提首先是确定一个良好的目标。良好的培ｉＪｉｌ目标必须 具备三个特点：具体、可亮度和客观度。由于培训是针对图书资料管理人 员，所以一个良好的培训目标就应该能够准确描述受训者接受培训的行为 表现。一旦培训目标确定，就可以着手编制培训计划。一个良好的计划应 该能够使受训者真正学有所获，而且能激起受训者学习的渴望，愿意并乐 意接受培训，从而促进培训过程的良性循环。同时，一个成功的培训计划 应该能使广大的受训者充分认识到培训的重要性和所能达到的目标。因 此，制订培训计划是培训中重要的工作之一。培训计划制订的主要内容应 包括培训计划结构的规划、培训课程的编排及培训方法的选择。 培训计划的实施是体现计划执行力的关键，也是培训工作的主要阶 段。为了能够使图书资料管理人员的培训卓有成效，在实施培训中要根据 计划，还要有短期项目和计划 如年培训计划，季度培训计划、月培训计 划、周培训计划等等。这样才能使图书资料管理人员的培训真正做到持续 性、终身性。 目标和计划，对培训过程中出现的问题应及时作出调整，以便控制整个培 训过程的顺利发展，力图使培训计划得以实现。无论培训计划制订的多么 成功，如果实施工作做不到位，仍然收不到良好的效果 因此培训实施工 作的好坏，对培训项目的成败具有关键性影响 总之，对高职院校图书资料管理人员进行培训和再教育是时代发展的 ４）理论培训与实践培训相结合原则。要收到良好的培训效果，必须 坚持理论与实际的结合，在理论培训中用实际案例作为支撑以加强理论掌 握，在实践培训中用理论指导并将实践经验上升为理论，这样才能做到学 以致用。 ５）终身性培训原则。社会在不断发展，科技在不断进步，信息在不 需要，是社会发展和科技进步的要求，同时也是高职院校提高教学质量和 科研水平的要求，必须给予足够的重视。
