燃氣空調由于其環保、節能、優化能源結構的三重效果在歐美等經濟發達國家得到了較廣泛的利用和重視。我國也在積極制定有關鼓勵發展該技術的政策法規。上海市政府已制定了《上海市燃氣空調、分布式燃氣熱電聯產系統發展規劃》，以加快其推廣應用，并對投資燃氣空調和分布式供能系統的項目給予一定的設備投資補貼，具體補貼方案也已經出臺。隨著夏季“電荒”的愈演愈烈和以“西氣東輸”工程為標志的天然氣工業進入快速發展通道，燃氣空調項目將有較大的發展空間。本文結合工程實例，對燃氣空調的方案設計、實際運行等進行分析，并與電空調進行對比。

　　上海飛奧燃氣設備有限公司是一家以生產燃氣設備為主營業務的生產公司，為了響應市政府的號召，也為了緩解夏季工廠內電力緊張的矛盾，公司擬對一期辦公樓進行改造，淘汰原有的電空調，建設燃氣中央空調系統以供辦公樓內的冷熱負荷。　　　　一期辦公樓建筑位于浦東新工業園區，與附件區域相對獨立，空氣品質好，適宜開窗；占地面積為1100m2，共3層，總面積為3100m2，其中空調面積為2700m2，建筑構造為混凝土結構。一樓主要為接待室，行政部辦公室，員工活動區，食堂和餐廳；二三樓主要為辦公室和會議室。

　　根據對本建筑的現場考查，建筑為板樓，空調總面積較小，外窗面積較大，人員密度相對于一般辦公室而言較小，而且室外空氣品質較好，可由門窗縫隙或開窗補充新風，而且員工的工作時間較固定，故綜合考慮經濟性和舒適性，最終決定對本建筑采用風機盤管全水系統。空調區域采用末端再熱方式，尤其利于溫度和濕度的控制。　　　　鑒于以往根據經驗值選取的冷熱指標常常有過大之嫌，本工程中我們綜合考慮建筑的地理位置、環境條件等，對空調負荷進行了認真核算，盡可能降低空調投資成本，減少機房設計、安裝、管理的麻煩，突出系統的低成本和方便性，讓用戶在舒適的空間里體會“空調”的真實含義：空氣調和。

　　在初期計劃時概略估出主要設備的性能參數，作為對實際設計計算的參考。以建筑物規模來概略估計主要設備的規格，附帶并可大約估出所需設備種類、臺數、空調方式等。用經驗估計概略值應注意建筑物的特性、用途、構造等，并應以正負10％公差做全盤參考，并根據實際情況加以修正。若建筑物每平方米按80W計算，空調總面積2700m2，則0．08×2700=216kW，則冷量估算為195kW～240kW之間。　　　　接下來我們根據建筑材料、各房間朝向、人員密度、照明和設備負荷的不同，對各房間做了詳細計算，最終計算所得各房間總的最大冷負荷為267kW。考慮到雖然辦公室同時使用概率較高，但一樓餐廳主要為職工餐廳，其供冷供熱高峰剛好與辦公室錯開，所以最終取同時使用系數0．8，則選取機組的供冷量為215kW。最終經過設備調研和比較，我們選取兩臺BCT115型燃氣空調作為制冷機，單機額定制冷量與制熱量均為115kW，機組的負荷調節范圍為10％～110％。在負荷較高時兩臺機組同時開機，平時一臺為主，一臺為輔，低谷時僅開一臺，以節約運行成本，同時保證主機的最佳運行性能，而兩臺機組輪換開機，又可保證整個系統的安全可靠性。本系統規模較小，日常維護保養不設專人，所以機器運轉操作要簡單而不繁雜。

　　在布置空調主機時，由于原辦公樓沒有機房，考慮到不破壞建筑的外觀，布置合理，操作方便等因素，擬將機組設立于屋頂。根據飛奧一期辦公樓的建筑結構圖紙及設計院核實，在樓頂設立一個支撐鋼架，將機組重量分擔到建筑的支柱上。布置空間相對寬敞，僅需考慮建筑的承重能力、管道走向即可。　　　　在布置末端設備和室內水系統時，本案中冷熱水管路系統為密封式，系統采用同程式布置以達到水力平衡，一樓距離主機最遠的干管上設壓差旁通閥以保證機組冷水循環。房間內僅需做水管和風機盤管布置，采用臥式暗裝風機盤管，頂面標高為該層內梁底標高-0．060m，水管布置盡量緊湊，避免改向或跨越。　　　　綜合考慮室內裝修布置圖紙，對各層末端及水系統布置示意圖如圖1所示(僅以一層為例)。　　　　本系統采用水冷模式，冷卻水供水原計劃由市政管網接入，但后來發現因為飛奧公司的供水系統水壓過低，不足以滿足機組補水壓力要求，故考慮在樓頂安裝補水水箱，高于機組3m，經計算和后來的實際操作顯示，此方案切實可行。　　　　飛奧公司因為業務關系，本來已經有天然氣管道，故這次只是根據燃氣空調的用氣量重新申請增加了天然氣用量。燃氣配管根據燃氣使用安全性要求配置必要的閥門及報警系統。主機的安裝布置示意圖如圖2所示。

　　1 運行狀況　　　　空調機組于2005年6月30日全部安裝調試完畢，并試運行1周。試運行期間，兩臺機組的出水溫度設為7℃。試運行最初3天，即7月1日、4日、5日氣溫較高，室外最高溫度高達39℃，由實測參數，兩臺機組的出水溫度均在9℃，入口溫度在13℃～16℃之間，各房間室內溫度均可達到20℃～25℃，符合設計要求。7月6日起由于氣溫下降到30℃左右，將一號機的出水溫度設為12℃，二號機組的出水溫度為7℃，此時二號機的出水溫度為7℃～9℃，入口溫度為12℃～14℃，一號機則隨氣溫波動燃燒機有啟停動作。各房間室內溫度在20℃～23℃之間，亦符合設計要求。　　　　可見，在燃氣中央空調設計中，負荷指標不一定越大越好，如果按以往經驗，負荷指標取120W／m2～150W／m2，則顯然過大，會造成能源的浪費，并增加設備初投資。

　　2 經濟性分析　　　　該機組試運行1周后，由采集的電、熱、水的消耗量及能源單價數據[2]，對系統的經濟性進行分析如表1。

　　項目 　　耗量 　　　　單價 　　　　小計（元）

　　天然氣 1142.4m3 　　2.1元/m3 　　　2399.04

　　　水 　　30.6m3 　　2.4元/m3 　　　73.44

　　　電 　　589.6kWh 　0.799元/kWh 　　471.09

　　費用合計 　　　　　　　　　　　　　2943.57

　　制冷量 　制熱量 　電功率 　電力單價 　　開機時間 　費用合計

　　210kW　 229kW 　　75kW 　　0.799元/kWh 　8.5h×7 　　3518元 　　　　由此可見，在采用雙機并聯的情況下，根據室外氣候條件兩臺機組可隨之調整開停機及燃燒機的燃燒火焰大小，從而在滿足負荷要求的情況下減少能源消耗。而且系統采用水冷模式，受室外氣溫條件影響較小。相對于電空調，在額定制冷量高于電空調的情況下，其能源開支仍較少，燃氣空調相對電空調可以節約17％左右的能耗，具有一定的經濟效益；同時，又緩解了廠區內夏季用電緊張的矛盾，可謂一舉兩得。

　　作為天然氣利用的一種有效方式，燃氣空調將越來越受到人們的關注，其發展空間較大。燃氣空調相對于電空調有四大優點：一是環保，直接利用燃氣能源，以水為制冷劑，溴化鋰作為吸收劑，不使用氟利昂或其它替代品，不污染大氣層；二是舒適，可同時或單獨提供空調制冷、采暖、衛生熱水，實現三位一體；三是經濟，例如在本例中，核算下來，同樣功率的燃氣空調比電空調的使用成本低約17％；此外，燃氣空調機械運動部件少，運行穩定性高，維護、維修費用低，使用壽命超過20年，而電力空調壽命一般不足15年；四是可有效平衡城市能源結構，緩解城市夏季供電緊張、燃氣使用量過低的矛盾。　　　　在燃氣空調設計選型中，應注意建筑的地理位置，環境因素，結構和使用性質，恰當的選擇負荷指標，普通的低負荷場所，如住宅、辦公室、酒店客房等其負荷指標在70W／m2～90W／m2即可達到舒適性要求。在高負荷場所，如商場、餐廳、教室、診所等，其負荷指標可選擇150W／m2～250W／m2。合理的負荷選擇可進一步節省系統初投資、能源消耗和運行費用。 ?