热经济系数对制冷方式选择的影响

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1、热经济系数对制冷方式选择的影响摘要：提出一种对用能系统进行热经济性决策的热经济系数法，探讨了其对制冷方式选择的影响，并定量分析了酒店总能系统方案较之其他制冷方案的优越性。关键词：热经济系数空调制冷方案选择总能系统Abstract　Proposesthethermal-economiccoefficientmethodforthermal-economicanalysesofrefrigerationsystems.Discussestheeffectsofthethermal-economiccoefficientonrefrigerationsystemselectiona

2、ndpresentsaquantitativeanalysisshoinahoteloverotherplansbasedonthismethod.　　Keyal-economiccoefficient,schemeselectionofairconditioningrefrigeration,totalenergysystem影响制冷方案的因素很多，每种方案都各有其优缺点，从热力角度来讲，所追求的是系统用能的合理性（能级利用系数）及完善性--火用效率，而从经济学的角度则要求系统以最小的投资获取最大的利润。目前对这种系统的评价尚无从热力学和经济学角度给以综合考虑的准确的标准，

3、而空调系统的热经济性将成为对制冷方式进行选择的一项重要指标。本文试图从热经济学的角度出发提出热经济系数这一定量评价指标，并用这一指标对某酒店空调制冷方案进行优化分析，最后提出其总能系统方案，与其它制冷方式进行了比较。　　１热经济系数的导出　　对于单元能量转换系统，其热经济分析模型如图１所示，定义热经济系数[１～２]　　　　　　　　　　　　（1）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图1能量转换系统热经济分析模型　　其中，（1-Δε）是能级利用系数；a是投资效果系数。　　能利用系数定义为理想系统入口能级100%（电能）与实际能量转换系统入口与出口输向用户的能级差Δε之差值[3]

4、：　　　　　　　　　　　（2）　　其中，Ω0是系统入口总能级；ηex是系统火用效率。　　投资效果系数[4]a由下式求得：　　　　　　　（3）　　式中，第t年的输出能现金收益;第t年的供入能成本；第t年的现值系数；TAt是第t年的销售税，元；Kt是第t年的投资额，元；C0j是第j种供入能的单位价格，元/MJ；E0j是第j种供入能的数量，MJ/a；B1j是第j种输出能的单位价格，元/MJ；E1j是第j种输出能的数量，MJ/a；i0是贴现率；n是系统运行时间，a；m是投资的年份数，a；n1是供入能种类数；n2是输出能种类数。对能量的计价有两种方式：热（冷）能价或火用价，目前常采用的

5、还是热（冷）能价。　　将式（2），（3）代入（1）得：　　假定每年的利润（Bt-Ct-TAt）相等，则上式可写成　　　　　（4）　　上式即是所推出的热经济系数的最终表达式。当系统采用高品位能源如电能为用户提供低品位能量（如压缩式制冷）时，其热效率和火用效率常常高于采用低品位能源（如废热）为用户提供低品位能量（如太阳能吸收式制冷）的系统，而能级利用系数则能从能级匹配的角度拉开方案之间的档次，以体现采用低品位能源为用户提供低品位能量系统的优越性，从而促进余热利用，节能节火用。　　以投资效果系数评价系统的经济效益，可以从时间的价值角度全面分析系统在寿命期内总的设备投资、折旧费、产品

6、成本、利率、税金等动态变化与盈亏。热经济系数综合了上述两方面的优点，便于合理地对制冷等能量转换系统的选择作出决策。　　2热经济系数对制冷方式选择的影响　　下面以一个实际工程为例来探讨热经济系数对制冷方式选择的影响。某酒店是一个建筑面积4万多m2的五星级宾馆，夏天总冷负荷3898kW，冬天热负荷3693kW，宾馆自用电1027kW（不包括空调），供应热水量3.5t/h(60℃)。为了应付电力短缺，宾馆备有发电机组。通常在选择空调制冷方式时，一方面力求节能，另一方面要把外界电力短缺对宾馆的影响降到最小。该酒店采用总能系统方案，如图2所示。它采用柴油发电机组发电，所发电能满足全部自

7、用电，柴油机的排气余热和冷却水余热带动废热吸收式制冷机，宾馆所需热水也由柴油机余热提供。为了研究此方案的热经济性，把它同传统的压缩式制冷方案（图3）和吸收式制冷方案（图4）进行了比较。对当前空调用冷水机组的综合分析表明[5-6]，在压缩式制冷机中，当单机空调制冷量大于1160kW时，离心式比较经济；在大容量吸收式制冷机中，双效直燃机式COP最高，也最经济。因此在压缩制冷方案中，选择了离心式冷水机，在吸收制冷方案中，选择了直燃型溴化锂冷水机。三种制冷方案的热经济性比较如表1所示。图2酒店总能系统图３　压缩