摘要： 提出了把太陽能用于LPG氣化器的思路，設(shè)計了3種太陽能LPG氣化系統(tǒng)。進行了技術(shù)分析和經(jīng)濟分析，太陽能LPG氣化器具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢，在應(yīng)用上是經(jīng)濟可行的。
關(guān)鍵詞： 太陽能；LPG氣化器；技術(shù)分析； 經(jīng)濟分析
中圖分類號：TU996
文獻標識碼：B
文章編號：1000-4416(2005)10—0013-03
近年來，我國城市燃氣事業(yè)發(fā)展迅速，LPG市場逐步開放。LPG具有靈活方便等優(yōu)點，仍將是遠離天然氣輸氣管網(wǎng)地區(qū)的主要氣源。隨著LPG管道供應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展，LPG氣化器(以下簡稱氣化器)也得到了廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)使用的氣化器主要有電熱式、電熱水浴式、熱水循環(huán)式、空溫式幾種，其熱源主要為電和熱水，能耗較大。太陽能是一種取之不盡的綠色能源，若將其應(yīng)用于氣化器中可帶來可觀的經(jīng)濟效益，也有利于優(yōu)化我國的能源結(jié)構(gòu)，促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
①在以電和熱水為熱源的氣化器的應(yīng)用
太陽能氣化系統(tǒng)(見圖1)包括太陽能熱水器、氣化器、輔助加熱器、參數(shù)顯示控制裝置及管路等。其基本原理是通過集熱器收集太陽輻射獲得熱量，配以電或熱水作為輔助熱源，所制得熱水通過管路到達氣化器，與液態(tài) LPG熱交換后由泵打回儲水箱。系統(tǒng)特點是采用間歇式強迫循環(huán)熱水系統(tǒng)，依靠水泵使水在集熱器與儲水箱之間循環(huán)，并增設(shè)了水泵運行控制器，可根據(jù)太陽輻照度或溫度的預(yù)定值啟停水泵，避免水泵無效運行，從而節(jié)省電能。針對太陽能不連續(xù)不穩(wěn)定的缺點，系統(tǒng)中增設(shè)了輔助加熱器，可克服純太陽能熱水系統(tǒng)受時間、季節(jié)和氣候影響的不足，保證系統(tǒng)運行的連續(xù)性和穩(wěn)定性。
②在空溫式氣化器的應(yīng)用
空溫式氣化器是利用液態(tài)LPG減壓后依靠自身顯熱和吸收周圍環(huán)境熱量氣化的，這種氣化器高效、節(jié)能、環(huán)保，但它受氣溫的影響較大。在氣溫較低時，氣化量可能達不到額定值。另外，由于傳熱溫差較小，其換熱面積較大，基于空溫式氣化器的這些缺點，如果采用太陽能空氣加熱系統(tǒng)來加熱．空氣，不僅能增大傳熱溫差和傳熱效率，提高氣化量，還可縮小換熱面積，使氣化器小型化。圖2為直接式太陽能空氣加熱氣化系統(tǒng)帕J，它利用太陽能集熱器直接加熱空氣，并將熱量儲存在礫石床儲熱器中，也可直接送往空溫式氣化器的外部空間。此系統(tǒng)中，風機1用來驅(qū)動空氣在集熱器與儲熱器之間的循環(huán)，風機2把氣化器外部空間的空氣送到儲熱器中與儲熱介質(zhì)進行熱交換從而加熱空氣。同樣，系統(tǒng)也設(shè)置了輔助加熱器，以便在太陽輻射能不足時作補充，保證氣化器的連續(xù)運行。
另外，也可先用太陽能集熱器直接加熱水等流體，再和空氣進行熱交換來加熱空氣，即為間接式太陽能空氣加熱氣化系統(tǒng)，可在圖1的基礎(chǔ)上增加水一空氣換熱器得到(見圖3)。
可見，太陽能在氣化系統(tǒng)中的應(yīng)用形式多樣，在實際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)不同的需要選擇合適的利用方式。從以上幾種太陽能氣化系統(tǒng)的分析可知，太陽能在LPG氣化器中的應(yīng)用在技術(shù)上是可行的。
2 經(jīng)濟分析太陽能在氣化器中的應(yīng)用能否達到實用并得到推廣，除了考慮技術(shù)的可行性以外，還要考慮其經(jīng)濟性。下面以哈爾濱市1個400戶的小區(qū)為供氣對象，以電熱式氣化器和相同功率的太陽能氣化器(熱水循環(huán)式)為例，進行經(jīng)濟分析。對這2種氣化器作如下比較(見表1)，電價以0.5元/(kw.h)計算
表1 電熱式氣化器和太陽能氣化器的比較
項 目
電熱式氣化器
太陽能氣化器
差額
最大小時耗電量/(kW.h)
