大中型燃气集中空调运行经济性分析

摘　要　发展燃气空调是解决城市电力供应紧张、提高能源利用率、保护和改善环境的有效途径。但目前大规模推广燃气空调还存在着许多制约因素。本文对燃气空调与传统的电力压缩式空调在年运行费用方面进行了对比分析，从中得出综合冬季采暖费用后，燃气空调具有明显的优势。
关键词　燃气空调　运行费用　节能



0　引言
　　传统的电力压缩式空调不能无限制的发展。首先，压缩式空调使用的冷媒不仅会增大臭氧层空洞，而且使地球变暖，造成全球性环境问题；其次，随着电力空调数量的不断增加，耗电量骤增，致使国家由于用电高峰值增长过快而不堪重负。
近年来，由于技术进步、燃气供应量的迅速提高和人们对环保重视程度的提高，越来越多的建筑采用燃气吸收式集中空调。但是在燃气吸收式集中空调的推广中不少人仍心存疑虑或有不同的看法，主要问题之一是“运行费用”。很多人认为燃气吸收式集中空调节电不节能，运行费用高。
针对这一问题，本文拟将燃气集中空调机组与传统的电力压缩式空调机组的年运行费用进行对比分析。使用范围为较大型的公共建筑，如商场、医院、办公楼、教学楼等。
1　比较方案的确定
    进行比较的两个方案为：
方案甲：夏季采用电力压缩式空调机组，冬季采用集中供暖；
方案乙：夏季、冬季均采用燃气吸收式空调机组。
   在方案甲中冬季采用集中供暖是考虑到在许多大、中城市中，为改善市区的空气环境质量，明确规定市区内不再建设燃煤锅炉房。现有的10吨以下小锅炉房也将逐步拆除或改为燃气（燃油）锅炉。市区供热将以热电厂、现有大型区域锅炉房及市区以外新建大型区域锅炉房+换热站的供热模式为主。
   本文的分析对象以0.1万m2~6万m2的公共建筑为主。由于这类建筑大多建于市中心繁华地带，且供热负荷不大，没有自建小型锅炉房的可能性。供热模式为直接由城市供热管网供热或采用与夏季空调系统共用直燃机供热。
2　两方案运行费用的对比分析
2.1　运行费用的确定
2.1.1　冷、热负荷设计指标的确定
冷、热负荷均采用面积指标的方法计算，即

2.2　两方案年运行费用的对比分析
   在年运行费用中，电费和燃料费对方案比较的影响最大，而水费、人工费和维护管理费区别不大。由于集中供热目前仍按面积收费，因此对方案甲影响较大。在分析计算中，电力按每 kWh 0.488元计算；天然气热值取10 270kcal/Nm3，价格为1.80元Nm3；集中供热费按天津市供热办公室的规定为21.00元/m2（包括运行维护费用）。两种方案的运行费用走势见图1。

   图1显示，方案甲的年运行费用始终高于方案乙。当建筑面积1万m2以下时，这种差距增长较为缓慢，但高于1万m2后这种差别呈迅速加大的趋势。
2.2.1　燃气价格对两方案的影响
   燃气价格在燃气空调经济性分析中是重要因素之一，对燃气空调的年运行费用和年经常费用影响很大。上述分析中所采用的燃气价格1.80元/Nm3是民用燃气价格，目前供应公建的价格为2.1元/Nm3。实际上，目前较大规模的燃气用户能够得到程度不一的优惠价格。据了解当天然气空调的日用气量为3 000~5 000Nm3、5 000~10 000Nm3时，每Nm3天然气优惠0.05元和0.10元，即供气价格为2.05元/Nm3和2.00元/Nm3。用气量超过50 000Nm3时则优惠0.5元/Nm3，即供气价格为1.60元/Nm3。因此有必要分析燃气价格的波动对两方案运行费用比较的影响。

   图2为天然气价格对两个方案年经常费用的影响情况。图中所取燃气价格为1.40元/Nm3至2.10元/Nm3。
图2显示，天然气价格在1.40元/Nm3至2.10元/Nm3之间变动时，方案甲的年运行费用仍始终高于方案乙，但建筑面积在2 000m2以下，天然气价格为2.10元/Nm3时两方案的年运行费用比较接近。
2.2.2　电力价格对两方案的影响
   电力价格同样是两方案比较中的重要影响因素之一。前面分析中采用的电力价格为0.488元/kWh（市价）。目前的电力价格相对于其他能源来说是偏低的，因此仍有上升空间。在以下分析中取电力价格在0.45元至0.55元之间。

   图3为电力价格波动对两方案的影响情况。由于燃气空调的耗电量很小，因此电价波动对其年经常费用的影响很小。从图3还可看出，虽然电力价格对方案甲有较大的影响，但对乙方案优势影响不大。建筑面积在2 000m2以下，电力价格为0.45 元/kWh时两方案的年运行费用比较接近。
2.2.3　采暖费用对两方案的影响
   单位面积采暖费用的计算十分复杂，而且政策性极强。目前是由政府有关部门根据综合测算结果确定。但随着市场经济的进一步发展和各种相关原材料（煤、水、电、工资等）价格的变动，也不可否认今后几年采暖价格会有所波动。前述分析中采用的是2001年天津市公共建筑的供暖收费价格。以下分析采暖价格在12.00元至21.00元/m2之间波动时对方案甲的影响，见图4。

   图4显示，冬季采暖费用对方案甲全年费用影响很大。对图4进行分析可以得出以下结论：
1）建筑面积小于0.2万m2，采暖价格为18.00元/m2时，方案甲与方案乙的年运行费用十分接近。
2）建筑面积在0.2万m2~0.4万m2 之间，采暖价格为14.00元/m2时，方案甲与方案乙的年运行费用十分接近。
3）筑面积在0.4万m2~4.5万m2 之间，采暖价格为12.00元/m2时，方案甲与方案乙的年运行费用十分接近。
4）建筑面积大于4.5万m2后，采暖价格为14.00元/m2时，方案甲与方案乙的年运行费用十分接近。
以上分析可以看出，方案甲年运行费用大大高于方案乙的主要原因是为冬季采暖费用。
3　结束语
1）较低的燃气价格有利于扩大方案乙在年运行费用上的优势，并有利于在较小建筑面积的建筑中推广采用燃气空调。
2）电力价格在0.45元/kWh至0.55元/kWh波动对方案乙在年运行费用上的优势影响不大。
3）集中供暖费用对方案甲影响很大，是方案甲年运行费用大大高于方案乙的主要原因。
参考文献
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2　徐永生等.天津市发展天然气空调可行性研究报告.  2001.11
3　钟史明. 21世纪我国热电联产、集中供热的展望.  区域供热，2001.1期
4　龙惟定. 试论中国的能源结构与空调冷热源的选择取向.  暖通空调，2000.5期
5　天津市燃气“十五”计划及2015年规划. 天津市燃气工程设计院，2000.5