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1、燃氣熱泵及獨立供能應(yīng)用技術(shù)11建環(huán)(3)班樓韓超2011331150317摘要:燃氣熱泵的技術(shù)經(jīng)濟性、動力性匹配、余熱回收、變?nèi)萘空{(diào)節(jié)、獨立供能系統(tǒng)等方面的研究進行了分析概括。闡明了燃氣熱泵及其獨立供能系統(tǒng)在實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)能源的高效利用、降低環(huán)境污染、冇效平衡冬夏季燃氣負荷差、消減電力負荷高峰等方面的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞:燃氣熱泵余熱回收獨立供能系統(tǒng)0引言:世界性的能源危機和生態(tài)環(huán)境的破壞使得節(jié)能和壞保成為世界各國特別是我國所面臨的兩大前沿課題。以煤直接燃燒為主的能源結(jié)構(gòu)和用能系統(tǒng)的效率低下是造成我國大氣污染嚴重和能源短缺的主要原因。天然氣屬低污染的潔凈能源,國際能源機構(gòu)最近分析,進入21世紀后全球?qū)⒂瓉砥?/p>
2、及大然氣應(yīng)川的高潮。我國已確定把開發(fā)利川大然氣作為調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、改善人氣環(huán)境的一項重要舉措。近年來的探測結(jié)果表明,我國除川渝、陜甘寧、新頗、青海四大氣區(qū)外,華北及我國近海也出現(xiàn)了天然氣探明儲屋的增長高峰,據(jù)統(tǒng)計,我國已探明的天然氣儲量僅占所有資源量的5%左右,天然氣產(chǎn)量年均增長率達4.9%,高于同期原油產(chǎn)量的增長速度。IT前國家乂把“西氣東輸”作為重中之重的工程??梢?,天然氣在我國是極有發(fā)展前呆的潔凈能源,具在總能耗屮所占的份額將越來越人,關(guān)鍵是如何高效合理利用。冃前我國許多地區(qū)具冇供熱空調(diào)的雙重需求,人們對生活和工作環(huán)境的舒適度及潔凈度要求愈來愈高。我國每年用于供暖、空調(diào)的能源消耗很人,但一
3、次能源利用率很低,傳統(tǒng)的燃煤鍋爐供暖,既造成了能源浪費,也嚴重污染了我們的牛存環(huán)境。為改善環(huán)境,申奧成功以來許多城市的中心區(qū)已禁用燃煤鍋爐。電鍋爐供暖無疑在能量利用和經(jīng)濟性方而均很不理想,燃氣鍋爐供暖也有耗氣量人、能量利用率較低、運行費用高和加人冬夏季天然氣負荷芳的缺點。近年來電力空調(diào)的人量普及使得季節(jié)性用電量飆升以至于頻繁拉閘限電,不僅造成了工業(yè)生產(chǎn)的巨大損失而且對居民的生活造成了不便,給各大電網(wǎng)的安全提出了嚴峻的挑戰(zhàn)??梢娙绾问构┡照{(diào)系統(tǒng)既經(jīng)濟節(jié)能,乂低污染排放,在我國已成為一個很重要的現(xiàn)實問題。以犬然氣為能源的熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)為理想的解決方案之-,國內(nèi)清華人學、屮科院工程熱物理所等單位已
4、在此領(lǐng)域開展了深入的研究和示范性應(yīng)用。但目前來看,由于種種原因,熱電冷聯(lián)供技術(shù)在許多場合的應(yīng)用受到一定限制。燃氣熱泵是通過高效犬然氣發(fā)動機正循環(huán)驅(qū)動壓縮機實現(xiàn)高效逆循環(huán)的能量系統(tǒng),其屮逆循環(huán)可冋收匸循環(huán)發(fā)動機冷卻及排煙廢熱,并可充分利用工業(yè)余熱、太陽能、地熱能等低溫熱量。與其他供熱方式相比,這種聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)在一次能源利用率方面,具有明顯優(yōu)勢。前期研究表明,與燃煤鍋爐、燃氣鍋爐或直燃型吸收式機組、電動壓縮式熱泵相比,該系統(tǒng)供熱的一次能源利用率可分別捉高110%,75%和33%以上。從我國的能源布特點、氣候和地理條件來看,很適合發(fā)展該項技術(shù),它對于改善能源結(jié)構(gòu)、降低能源消耗、有效控制污染以保證經(jīng)濟
5、的可持續(xù)性發(fā)展具冇重要意義。1國內(nèi)外的發(fā)展:燃氣熱泵因節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢,在國外很早就受到關(guān)注,并得到了深入研究。其中歐洲以人、中型燃氣熱泵研究為主,主要用于集屮供熱或區(qū)域供熱:口本主要致力于小型家用燃氣熱泵的研究,1981年5月由通產(chǎn)省(InternationalTradeandlndustry,MITI)和3個燃氣公司(Tokgas,Tohogas和Qsakagas)及12個生產(chǎn)廠家其中5個為發(fā)動機廠商,7個為HVAC廠家)組GEHP技術(shù)研究協(xié)作組。1984年完成驅(qū)壓縮機部分和系統(tǒng)部分的有關(guān)硏究。1985月Sanyo電氣公司推岀一個46.5kw冷卻能力的GEHPo1987年9刀GEHP止式個品
6、種:amahaMotor公司的4.7kW的GEHYanmarDieselEngine公司的13kWGEHAisinSeiki公司的17.4kW的GEHP。年4月,就有14個室內(nèi)機種57種正研發(fā)。目生產(chǎn)了2.2,3.7,5.5,7.4,11kW等系列燃氣熱泵,并已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化。燃氣熱泵因為其顯著的節(jié)能特性和良好的變負荷特性,在tl本得到了大量的推廣,廣泛用于家庭、寫字樓、工廠、體育館、游泳池、賓館、超市、療養(yǎng)院和醫(yī)院等場合。國內(nèi)對燃氣熱泵的研究工作起步較晚,開始于.20世紀80年代。天津人學、浙江人學、上海交通人學、東南人學、哈爾濱建筑工程學院等在這方而均進行了很多的研究工作。天津大學熱能研究
7、所是國內(nèi)最早開始燃氣熱泵研究的單位,在燃氣熱泵技術(shù)經(jīng)濟性分析、工質(zhì)篩選、容量調(diào)節(jié)、余熱回收、機組控制、工作過程動態(tài)仿真、獨立功能系統(tǒng)等方面做了很多研究工作,先后完成了多項科研課題,獲得發(fā)明專利權(quán)4項,實用新型專利3項,相關(guān)成果通過了省部級組織的技術(shù)鑒定,并獲天津市科技發(fā)明二等獎,冃前系統(tǒng)的一次能源利用率可以達到1.7。2動力性匹配燃氣熱泵的一次能源利用率與壓縮機組性能系數(shù)和發(fā)動機效率冇關(guān),當二者的