热能驱动与电能驱动空调系统技术经济性比较方法论文

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1、热能驱动与电能驱动空调系统技术经济性比较方法论文摘要针对不同型式的热能驱动和电能驱动空调系统，提出了一种定量的技术经济性比较分析方法，使得热能驱动和电能驱动空调系统可以进行"当量"比较。根据所定义的"基础能源消耗量"、"当量电能性能系数"和"年均空调节电量"、"年均空调费用"，可对热能驱动的吸收式空调系统、除湿冷却型空调系统、电能驱动的蒸汽压缩式空调系统进行对比分析。关键词热能驱动；电能驱动；空调系统；技术经济性比0引言传统空调系统多采用电能驱动的以氯氟烃类作制冷剂的蒸汽压缩式系统。由于制冷剂泄漏对大气臭氧层的破坏问题及夏季空调高峰期造成的电网负荷高峰的问题，热驱动的各种形式的空调，特别是

2、可以利用低温热源驱动的空调系统，例如新型的除湿冷却型空调系统，引起了国内外越来越多研究人员的重视1,2,3。但除湿冷却型空调系统采用低温热能驱动.freelaticofventilation-dehumidificationairconditioningsystemanditstemperture-humiditychart在这种称为通风型的除湿冷却空调系统中同，环境空气经过除湿器被除湿并产生温升（f→g）,然后气流通过显热换热器和蒸发冷却器温变成空调空气（g→h→i）。而房间回气经蒸发冷却器和显热换热器后被太阳能/废热加热，相对湿度变低（c→d），变为再生气流后通过除湿器对其中的除湿剂进

3、行干燥再生，使除湿剂能够循环使用。再生气流从除湿器出来后变为湿热气体，排向大气（d→e）。2不同类型空调系统技术经济性比较方法由于吸收式空调系统和除湿冷却型空调系统主要利用热能产生制冷量，电能仅作为辅助能源用于带动风机、水泵等部件；而蒸汽压缩式空调系统则全部使用电能产生所需制冷量，因而必须采用"当量"的比较标准，才能对热能和电能驱动的不同类型空调系统进行准确比较。为此，本文提出"基础能源消耗量"、"当量电能性能系数"两个技术性能参数，对热能驱动空调系统和电能驱动空调系统进行技术性比较。并提出经济性能参数"年均空调节电量"和"年均空调费用"，在对系统进行技术性分析比较的基础上，进一步对不同类

4、型空调系统的经济性进行分析比较。2.1系统的技术性能参数2.1.1基础能源消耗量热能和电能在热力学上是"品位"不同的能源，所以要比较使用热能和使用电能驱动的空调系统的性能，就应该将热能和电能转化为标准相同的能源形式。本文提出"基础能源消耗量"的指标，用以比较热能驱动空调系统和电能驱动空调系统的性能，它表示要得到空调系统所消耗的热能和电能能量的总和所需要的初级燃料量。根据转换效率不同，燃料可以是标准煤也可以是石油或天然气。为此定义"基础能源消耗量"PE式中Qt,f――空调系统所需输入的全部热量（购买热量与非购买热量之和）Qt,s――空调系统所需输入的非购买热量（太阳能或废热转换成的热量）；E

5、e――空调所需输入的电能；ηt,f――从燃料转换为热能的转换效率；ηe,f――从燃料转换为电能的转换效率。空调系统完全使用或辅助使用太阳能或废热驱动，除初始投资外，无需再支出使用费用，这部分供热量将抵消由燃料产生的热量，所以式（1）中空调系统使用的太阳能或废热量取负值，即"-Qt,s",表示空调系统使用"非购买能源"越多，则其消耗的基础能源就越少。设空调系统的制冷量为Qc，定义太阳能/废热辅助的热能驱动空调系统的"热能性能系数"COPt，和"电能性能系数"COPeCOPt=Qc/Qt(2)COPe=Qc/Ee(3)则由式（1）可得太阳能/废热辅助的热能驱动空调系统的基础能源消耗量为而传统的

6、蒸汽压缩式空调系统仅消耗电能，该系统所需的基础能源量为若要求热能驱动空调系统消耗的基础能源量少于电能驱动蒸汽压缩式空调系统，即PEt＜PEvc(6)则有化简后给定蒸汽压缩式空调系统的电能性能系数COPe,vc，对主要使用热能并辅以电能工作的空调系统，如果该系统的性能参数满足上式，则说明热能驱动空调系统消耗的基础能源量小于蒸汽压缩式空调系统。根据上式，在ηe,f/ηt,f＝0.3和0.4的条件下，以蒸汽压缩式空调系统的电能性能系数COPe,.freelancebet在图2中，若热能驱动空调系统的性能曲线在蒸汽压缩式空调系统的性能系数纵坐标之上，则说明热能驱动空调系统的"基础能源消耗量"少于蒸

7、汽压缩式空调系统；反之，说明热能驱动空调系统的"基础能源消耗量"多于蒸汽压缩式空调系统。例如，在ηe,f/ηt,f＝0.3的情况下，当热能驱动空调系统的"购买热能性能参数COPt,p"等于1.0时，若其"电能性能系数COPe"大于10，则此空调系统的"基础能源消耗量"低于"电能性能系数COPe,vc"等于2.5的蒸汽压缩式空调系统。由图可见，热能驱动空调系统的热能性能系数系数COPt对系统的整体性能有较大影响，若COPt