浅析燃气空调

深圳市规划国土发展研究中心 张 涛

燃气空调是指以天然气、液化石油气、人工煤气等燃气作为能源提供制冷、采暖、卫生热水等的空调设备及空调系统。以燃气为驱动能源的空调用冷(热)源方式，具有广泛的市场运用领域和发展潜力，尤其是在热电联产(CHP)或冷热电联产(CCHP)的能源梯级利用方式之中。

从燃气能源利用系统的角度可将燃气空调归类为分布式燃气空调和单独式燃气空调两大类。

(1)分布式燃气空调：一般包含在热电联产系统或冷热电联产系统中，并配置冷(热)源设备，产出的冷、热能量主要满足建筑环境中人们对普通空调的使用功能。

(2)单独式燃气空调：燃气型直燃机组、燃气热泵、燃气型小型氨—水工质对吸收式冷水机组、燃气蒸汽锅炉+蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组、燃气蒸汽锅炉+蒸汽透平直接驱动离心式冷水机组等都是单独式燃气空调，具有相对独立的能源输入和空调功能输出。

1 燃气空调特点

燃气空调在能源利用、环境保护和机组方面都具有一系列的特点。

1.1 能源利用

燃气空调利用燃气燃烧的热能为驱动能源，适用范围较广，如天然气、人工煤气、液化石油气、煤层气和沼气等都可以作为驱动能源。

燃气空调使用中耗电量较少，耗电设备仅是机组附带的冷剂泵、溶液泵和电控系统等，其自身耗电量非常有限，可以大大节约电力能源，有效减少对高品位电力资源的过多消耗。在城市舒适性空调领域，具有缓解城市电力短缺的功能，尤其是在夏季城市空调用电高峰时，可以部分取代电力制冷，起着削峰填谷(电力高峰、燃气低谷)的双重作用。

各种燃气空调冷(热)源设备每 kW 制冷量的电耗量见表1。

表1 燃气空调主要设备每kW制冷量的耗电量

1.2 环境保护

电力空调使用氟利昂作为制冷剂，对大气的臭氧层具有潜在的破坏作用。目前虽然许多电力空调使用氢氯氟烃来替代氟利昂，对臭氧层破坏能力有所减弱，然而却产生了较强的温室效应。

燃气空调可以在冷热电系统中采用吸收式制冷，以水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂，对人体无毒，无害，不可燃，对环境无污染。并且采用的是天然气、液化石油气等清洁能源，可减少CO2排放量 30%~50%。因此，采用燃气空调有利于保护臭氧层和减少温室气体排放量，满足环境保护的要求。

燃气空调在运行过程中各种污染物的排放系数比较低，各种能源的污染物排放系数见表2：

表2 各种能源的污染物排放系数

1.3 燃气空调机组

燃气空调的安装、检修和维护，对操作人员和安装部位均无特殊要求，相关操作人员无需持有锅炉工操作证书和其它操作证书等，并且在无设置单独机房时，相关设备可安装在地下室，中间楼层或屋顶上，在使用过程中也非常的方便和快捷。

燃气空调机组中的动力部件相对较少，因而运转安静，振动小，噪声值仅为75~80 dB，非常适合于各种办公和居住建筑环境之中。

燃气空调的设备性能非常稳定，适应性较强，机组可在 10%~100%的范围内进行冷量的无级调节，并且在低负荷调节和运行时，热效率几乎不会产生下降和骤变，工况变化的适应范围非常宽，具有较高的适用性能和舒适性能。

燃气空调的燃烧器，可以承受最大天然气的供气压力仅为 4 kPa，属于低压燃烧器，比较安全和可靠，不会产生高压事故爆炸的潜在危险。

在已建有城市天然气输配管网的城市或城镇中，大规模发展燃气空调，可以很容易实现与天然气管网输配系统的顺利衔接，不需再新建相关的场站和管网，可以大幅度节省投资费用。

1.4 机组功能上的特点

燃气空调可以做到一机多能，夏季制冷，冬季供暖，并兼顾提供生活热水，这样的优势可以适用于我国的大部分地区，具有非常广阔的运用市场。

燃气空调与单供冷的冷水机组或单供暖的热水锅炉相比较，大大提高了设备利用率和能源使用率，提升了运营效率，节约设备的投资费用。

2 发展情况

美国由于受到电网发达和电费便宜等利好因素的影响，致使业内对燃气空调的应用采取了长期遏制的态度和发展思路。直到在某次连续高温的极端天气下，导致电力空调用电剧增，致使纽约及周边地区约数十座城市的电网大范围瘫痪之后，美国政府和业内才开始科学地认识到燃气空调的作用，方才大力投资发展燃气空调和进行相关的研发工作，并将其作为完善能源系统的地位进行大规模的研发和推广。

近年来日本燃气空调的发展迅速，主要是因为日本的能源大部分依赖海外进口，其中，气态天然气和液态天然气是主要的进口能源，在这样的大环境下，能源形势逼迫日本认识到燃气空调的战略地位。因为日本早早地意识到燃气空调有消减夏季高峰电力、填补夏季低谷燃气的好处，政府及各燃气公司在税制、融资、价格等多方面给予优惠政策来大力发展燃气空调，大约用了近 10年的时间，燃气空调占据了日本中央空调市场约85%以上份额。

在韩国，相关政府部门和能源企业在研究了日本经验之后，也有序地推动了燃气空调的国产化与市场应用，逐渐培育了一个成熟的燃气空调产业链和运用市场，目前，韩国的燃气空调在国内市场的占有率，基本达到了日本的水平。

在我国，燃气空调受到技术设备及配套水平的限制、气源开发和燃气输送体系的制约，致使从开发到使用的整个过程都受到不小的体制阻力和市场阻力，燃气空调占整个空调的比率长期都处在一个非常低的水平。尽管近年来，燃气空调逐渐与电力空调在市场上展开了日益激烈的竞争，但是，燃气空调发展所需要的资本条件和市场空间，始终处于“替补”的角色和地位，再者，由于我国的传统煤电电力管理体制的垄断、政府环境保护意识的淡薄和人民对电力消费的崇尚等复杂因素的影响，使得我国燃气空调在与电力空调的竞争中一直处于一种劣势的状态，导致燃气空调也一直扮演者“电力不足燃气补、电力充足燃气走”的角色。

3 相比于电力空调的优势

站在客观的角度进行分析，燃气空调和电力空调存在着一定的竞争和合作关系，特别是在传统电力市场和事故状态下的电力应对方式的角度，燃气空调对于垄断的电力部门来讲，是亦爱亦恨。因此，要准确和科学的认识燃气空调，了解燃气空调相对于电力空调的优势，并将其科学的运用到适合的环境之中，方可充分体现燃气空调的优势和技术特点，并且有效缓解与电力空调紧张的竞争关系。燃气空调与电力空调相比具有如下优势：

(1)功能全面，设备利用率高，综合投资较省。

(2)系统的能源利用率高，运行费用较经济。

(3)天然气、液化石油气作为清洁能源燃料，燃烧后产生的有害气体很少。

(4)机械运动部件少，震动小，噪音低，磨损小，使用寿命长。

(5)作为冷热电联供等系统的组成部分，制冷工质可以为溴化锂的水溶液，价格低廉且无公害。

(6)大量使用燃气空调不仅有利于改善供电紧张局面，而且可以提高电力负载率，改善电力峰谷平衡率。

4 对城市夏季的“削电峰填气谷”

我国的大部分地区，在夏季时段，由于空调用电占全市电力负荷的比例越来越重(某些国内城市已达到 40%以上)，导致空调夏季用电需求量非常大，当电力负荷出现高峰期时，燃气负荷则常常处于季节性低峰期。以天然气为燃料的燃气空调，能够利用制冷机组替代部分传统电空调机组进行通风制冷，有效地减少夏季的电耗，从而削减电力的夏季高峰；与此同时，对天然气的需求量将会随之增长，实现填平天然气负荷需求低谷的作用，从而有效地缓解城市在能耗需求中的季节性不平衡问题，减少城市电力供应系统和天然气输配系统在季节性调峰设施建设，提高能源系统供应的保障能力。在日调峰方面，由于住宅空调耗电的负荷高峰常常出现在夜晚或凌晨，此时的天然气需求却处在极低的水平，因此，燃气空调的大规模运用，可以有效地缓解电力日峰和天然气的日谷的压力，同样可以达到一举两得的良好效果。

5 结语

可持续发展和低碳发展是我国社会和经济发展的必选道路，燃气空调可有效地节约能源、节省投资，是合理使用能源和提高能源利用效率的低碳技术，具有非常广阔的发展潜力和市场推广前景。

我国对燃气空调市场的挖掘还处于起步阶段，本文意在从不同的角度介绍和分析燃气空调的各个方面，以此让同行们更好地了解燃气空调，为行业的快速发展提供参考和借鉴。