摘要  針對(duì)我國(guó)現(xiàn)狀嚴(yán)重的大氣污染，響應(yīng)國(guó)家環(huán)保的號(hào)召,加快推進(jìn)工商業(yè)“煤改氣”進(jìn)程，利用天然氣這一清潔能源，研制了燃?xì)馕帐娇諝庠礋岜谩１菊撐年U述了燃?xì)鉄岜脵C(jī)組的工作原理及技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)燃?xì)鉄岜霉崤c其他供熱方式進(jìn)行對(duì)比分析，燃?xì)鉄岜霉峋哂星鍧崯o(wú)污染、節(jié)能效果顯著、經(jīng)濟(jì)效益高的特點(diǎn)，是一種新型燃?xì)夤峒夹g(shù)。

關(guān)鍵詞:熱泵、吸收式、燃?xì)夤┡⒐┡绞?、煤改?/SPAN>

一、國(guó)家政策及背景
    2013年6月14日，國(guó)務(wù)院大氣污染治理“十條政策”第一條提出“全面整治燃煤小鍋爐”。關(guān)停、脫硫、除塵、煤改氣都是鍋爐治理的可選路徑。但市場(chǎng)對(duì)鍋爐脫硫的可行性存在質(zhì)疑,認(rèn)為政府對(duì)鍋爐整治缺乏財(cái)政補(bǔ)貼、企業(yè)無(wú)積極性、脫硫成本較高等等。

　 2015年中華人民共和國(guó)大氣污染防治法（修訂草案）中大氣污染防治措施第二十五條指出國(guó)務(wù)院有關(guān)部門(mén)和地方各級(jí)人民政府應(yīng)當(dāng)采取措施，改進(jìn)能源結(jié)構(gòu)，推廣清潔能源的生產(chǎn)和使用。

因此，必須以清潔能源供替煤炭，以減少污染物的排放量，達(dá)到國(guó)家要求的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。在此形勢(shì)下燃?xì)夤岬玫搅搜杆侔l(fā)展。隨之，全國(guó)各地燃煤鍋爐改造陸續(xù)展開(kāi)，多個(gè)地方政府相繼出臺(tái)了關(guān)于燃煤鍋爐清潔能源替代工作方案的相關(guān)政策及相應(yīng)補(bǔ)貼。隨之清潔能源的大力推廣，天然氣的使用被廣大人民接受。環(huán)保意識(shí)的強(qiáng)化加快了綠色產(chǎn)品的問(wèn)世。由于電費(fèi)的增長(zhǎng)、用電高峰期電力的短缺和全球環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)，采用無(wú)公害工質(zhì)的熱能驅(qū)動(dòng)燃?xì)馕帐綗岜迷俅我鹑藗兊年P(guān)注。

二、燃?xì)鉄岜霉峒夹g(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

1982年美國(guó)能源部準(zhǔn)備開(kāi)發(fā)高效吸收式熱泵^[1]，期望在環(huán)境溫度8.3℃時(shí)的供熱COP為1.6；35℃時(shí)的供冷COP為0.7。為此，共資助了三項(xiàng)研究，評(píng)估各種循環(huán)的性能。其中的兩項(xiàng)研究均推薦GAX回?zé)嵫h(huán)作為高效吸收式熱泵的理論基礎(chǔ)。隨著研究的深入。GAX循環(huán)也出現(xiàn)了不同的種類，如基本GAX、分支GAX、VXGAX、半GAX、多分支GAX等，并有多臺(tái)機(jī)組投入運(yùn)行。

Phillips公司于1984～1985年制造出家用或小型商用GAX循環(huán)燃?xì)馕帐綗岜玫脑囼?yàn)樣機(jī)，其供冷COP=0.7～0.9，供熱COP=l.6～1.8；1989年，美國(guó)Trane公司完成T80kW基本GAX循環(huán)商用制冷機(jī)的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)測(cè)試；

美國(guó)Servel／Robur公司^[1]自1927年就生產(chǎn)小型直燃式氨／水吸收式制冷機(jī)，該公司在60年代研制的風(fēng)冷式小型燃?xì)獍保畣涡е评錂C(jī)一直銷售至今。

1990年，Battlle研究所進(jìn)行了替代的吸收器設(shè)計(jì)，并建立了吸收器動(dòng)態(tài)性能的試驗(yàn)系統(tǒng)。1993年初，荷蘭一臺(tái)250kW基本GAX循環(huán)熱泵投入運(yùn)行；

1993年8月，美國(guó)Alaska州的Kotzebue鎮(zhèn)的一臺(tái)VX循環(huán)制冰機(jī)投入運(yùn)行，該機(jī)的熱源為70℃的柴油發(fā)電機(jī)冷卻水，制冷量為50kW，COP=0.35。1993年，上述成果經(jīng)Carrier公司進(jìn)行樣機(jī)驗(yàn)證、成本分析和市場(chǎng)研究，認(rèn)為GAX技術(shù)可能成為美國(guó)和世界范圍內(nèi)的主流產(chǎn)品，經(jīng)申請(qǐng)后取得了生產(chǎn)許可證。

2004年，浙江大學(xué)制冷與低溫工程研究所^[2]，對(duì)燃?xì)鉄岜脽犭娎淙?lián)供系統(tǒng)作了簡(jiǎn)單分析和節(jié)能評(píng)價(jià)。

2004年，東南大學(xué)^[1]對(duì)氨水吸收式制冷GAX循環(huán)性能進(jìn)行了分析。

2008年，山東奇威特太陽(yáng)能科技有限公司與美國(guó)研究所合作，開(kāi)發(fā)燃?xì)庑桶彼帐娇諝庠礋岜茫恢变N售至今。

三、燃?xì)鉄岜霉ぷ髟?/SPAN>

燃?xì)鉄岜檬且环N燃?xì)庑桶?/SPAN>-水吸收式空氣源熱泵機(jī)組，以氨為制冷劑，水為吸收劑。通過(guò)依靠天然氣燃燒產(chǎn)生的熱能驅(qū)動(dòng)水對(duì)氨的吸收、釋放，產(chǎn)生氨的狀態(tài)變化，從而產(chǎn)生吸熱和放熱過(guò)程，進(jìn)而可以制取熱水來(lái)作為生活熱水或者進(jìn)行采暖。系統(tǒng)內(nèi)部包括兩個(gè)循環(huán)：制冷劑循環(huán)及吸收劑循環(huán)。燃?xì)馕帐綗岜迷砣鐖D1所示。

燃?xì)鉄岜脵C(jī)組COP可以達(dá)到1.8；適應(yīng)性強(qiáng)機(jī)組在-20℃到43℃的環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行；并且針對(duì)機(jī)組系統(tǒng)特點(diǎn)創(chuàng)新性設(shè)計(jì)了水路系統(tǒng)以及控制程序，可以開(kāi)機(jī)快速滿功率運(yùn)行，智能化霜且同時(shí)供熱，自動(dòng)控制水溫達(dá)到無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。燃?xì)鉄岜梅譃闊崴畽C(jī)組和采暖機(jī)組。針對(duì)不同的市場(chǎng)的需求可以有不同的供應(yīng)方式。

四、燃?xì)鉄岜霉崤c現(xiàn)有供熱方式對(duì)比

目前城市集中供熱有以下五種情況：（1）以煤為燃料的熱電聯(lián)產(chǎn)；（2）城鎮(zhèn)供熱鍋爐房；（3）熱、電、冷聯(lián)供；（4）熱泵供熱；（5）利用其它清潔能源供熱。

熱電聯(lián)產(chǎn)、鍋爐房供熱，單熱源還是多熱源^[3]，都依靠管網(wǎng)系統(tǒng)傳輸熱量，國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求管網(wǎng)輸送效率達(dá)到90。據(jù)清華大學(xué)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（一次網(wǎng)管損失2W/㎡，二次管網(wǎng)損失為5W/㎡，失調(diào)損失為7W/㎡）推算，管網(wǎng)輸送效率只有66%~68%，管網(wǎng)熱能損失較大。

除集中供熱，現(xiàn)在市場(chǎng)采暖方式還存在利用地?zé)崮茉粗苯庸岷碗娔茉垂岬确绞健＞同F(xiàn)在國(guó)內(nèi)出現(xiàn)地區(qū)結(jié)構(gòu)性缺電情況越來(lái)越嚴(yán)重，電力驅(qū)動(dòng)的機(jī)組對(duì)于供熱現(xiàn)狀一直不符合國(guó)家倡導(dǎo)的節(jié)能減排政策。并且，電力資源作為二次能源，再次作為供暖的主要能源，不僅效率低，而且資源嚴(yán)重浪費(fèi)。電力驅(qū)動(dòng)機(jī)組在冬季結(jié)霜情況嚴(yán)重，在除霜過(guò)程中，制熱能力衰減嚴(yán)重。而水源熱泵采暖方式直接抽取地下水供熱，不得不提，人類的浪費(fèi)是驚人的。地下水利用不超過(guò)5℃溫差就直接排掉，造成大量地下水白白流失。地下冷熱不平衡不斷加劇，機(jī)組出力越來(lái)越差，造價(jià)的層層疊加。

電空調(diào)機(jī)組使得溫室氣體的排放劇增，臭氧層的破壞，本應(yīng)屬于室內(nèi)的熱量投放到室外，使室外的空氣參數(shù)變得更加惡劣，進(jìn)而增加空調(diào)機(jī)組的電力損耗。

燃?xì)夤?/SPAN>^[4]雖然天然氣供熱成本提高了，提高能效要增加投資，但為了使城市的天空變藍(lán)，為了可持續(xù)發(fā)展，國(guó)家和一些城市仍采取優(yōu)惠政策鼓勵(lì)使用天然氣等清潔能源。 而且從實(shí)施《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》后，提高了建筑隔熱保溫性能，降低了建筑采暖能耗的結(jié)果是大幅度地降低天然氣供熱方式的年運(yùn)行費(fèi)用，增加天然氣供熱方式與集中燃煤供暖采暖方式的競(jìng)爭(zhēng)能力。

燃?xì)鉄岜霉┡夹g(shù)，完美結(jié)合了燃?xì)馀c空氣源熱泵。系統(tǒng)有兩部分能源輸入，一部分來(lái)源于天然氣的燃燒，另一部分則來(lái)源于空氣能，從整體來(lái)講，空氣能量越大，機(jī)組出力越大。采用分散式供熱，在傳統(tǒng)的供暖系統(tǒng)上可以省略復(fù)雜的管網(wǎng)輸送，針對(duì)供熱區(qū)域可以采取分塊分區(qū)分別供暖。機(jī)組本身特定對(duì)震動(dòng)、噪音做出相應(yīng)的措施，可以將燃?xì)鉄岜脵C(jī)組放置在建筑物的屋頂，或者附近區(qū)域直接針對(duì)單棟建筑供暖。省去龐大的管網(wǎng)輸送，將管網(wǎng)熱能損失降到最低。在空氣中提取熱量，與水地源熱泵相比，不會(huì)造成地下水的二次污染。并且燃?xì)鉄岜玫尿?qū)動(dòng)能源為天然氣這一環(huán)保能源，直接燃燒利用，高效利用，降低資源的浪費(fèi)。

四、結(jié)論

    我國(guó)近年來(lái)國(guó)力增強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)飛速增長(zhǎng)，在世界的地位舉足輕重，現(xiàn)環(huán)境問(wèn)題依然成為全球問(wèn)題，環(huán)保和節(jié)能將會(huì)成為新的世界主流，中國(guó)亦不可與世界主流相持駁論。在全國(guó)“煤改氣”的高潮中，電力短缺，各地補(bǔ)助政策也相繼出臺(tái)。燃?xì)鉄岜脫碛懈咝Ч?jié)能、耐低溫、低噪音、遠(yuǎn)程控制、智能除霜等技術(shù)特點(diǎn)，也可節(jié)省二次管網(wǎng)輸送的熱損及造價(jià)、適用范圍廣、清潔無(wú)污染、以模塊為單位安裝方便、維修方便，不對(duì)水進(jìn)行二次污染等系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，突出了明顯的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、節(jié)能性，這即將掀開(kāi)供熱界的新篇。

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