《酒店冷熱源設(shè)計(jì)多種節(jié)能技術(shù)綜合應(yīng)用》

1、酒店冷熱源設(shè)計(jì)多種節(jié)能技術(shù)綜合應(yīng)用多種節(jié)能技術(shù)在酒店冷熱源綜合應(yīng)用海南中電工程設(shè)計(jì)有限公司陳瑋吉摘要：對(duì)比分析部分熱回收型冷水機(jī)組和全熱回收型水源熱泵機(jī)組的不同特點(diǎn)。 針對(duì)某酒店的建筑特性、使用特點(diǎn)和冷熱負(fù)荷需求，聯(lián)合設(shè)計(jì)改酒店的冷熱源供應(yīng)系統(tǒng)合理搭配全熱回收型水源熱泵機(jī)組、 離心式冷水機(jī)組及鍋爐系統(tǒng)，使冷熱源供應(yīng)系統(tǒng)達(dá)到最佳配比， 盡量保證各機(jī)組能長(zhǎng)時(shí)間在最佳效率狀態(tài)下運(yùn)行，即能達(dá)到酒店五星級(jí)服務(wù)的設(shè)計(jì)要求，又盡可能降低冷水機(jī)組和鍋爐設(shè)備的裝機(jī)容量，同時(shí)做到節(jié)約能源，減少排放。并在對(duì)比經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上得出設(shè)備選型結(jié)論。關(guān)鍵詞：酒店全熱回收型機(jī)組鍋爐冷熱源組合節(jié)能abstract ： analy

2、zing the different characteristics of partial heat recovery chillers and full heat recovery chillers. according to the construction characteristics and the characteristics of cooling and heating load, we combining designed the cooling and heating source supplysystem of this hotel .with the best load

3、 ratio of thefull heat recovery chillers、centrifugal chillers andboilers systems, we can not only meet the design requirements of the five-star hotel service, but also tominimize the capacity of chiller and boiler equipments at the same time saving energy and reducing emissions. keywords ： hotel ful

4、l heat recovery chillers boilercooling and heating resource1 洗衣房負(fù)荷特點(diǎn)2、洗衣房熱水量在酒店、醫(yī)院等公共建筑的暖通設(shè)計(jì)工作中， 通?？照{(diào)冷源系統(tǒng)的冷凝熱都排放到室外環(huán)境中，而建筑的采暖、生活熱水、蒸汽又全部需要消耗燃料獲取。 因此，如何有效合理的利用冷凝器散熱于采暖和生活熱水以節(jié)約能耗， 同時(shí)又不影響其制冷效果， 一直是暖通節(jié)能設(shè)計(jì)研究探討的重要課題。然而，對(duì)于不同地區(qū)、不同功能的建筑，其冷、熱源的需求有著各自不同的特點(diǎn)。 本文著重介紹三亞某五星級(jí)度假酒店的冷熱源系統(tǒng)聯(lián)合設(shè)計(jì)的設(shè)備選型：采用全熱回收型水源熱泵機(jī)組，回收冷凝器熱量

5、來(lái)加熱生活熱水，通過(guò)仔細(xì)分析耗冷量及耗熱量的數(shù)值，合理搭配離心式冷水機(jī)組及鍋爐系統(tǒng)，使冷熱源達(dá)到最佳配比，盡量保證各機(jī)組在最佳效率下運(yùn)行，并達(dá)到酒店五星級(jí)服務(wù)的設(shè)計(jì)要求。2 全熱回收型冷水機(jī)組工作原理冷水機(jī)組的熱回收形式包括兩種：部分熱回收型和全熱回收型。部分熱回收是在壓縮機(jī)與冷凝器之間增加部分熱回收換熱器， 利用制冷劑從壓縮機(jī)排出的過(guò)熱蒸汽冷卻到飽和冷凝溫度時(shí)的冷卻顯熱。一般為總的冷凝熱的 1520左右。這種方式的特點(diǎn)是：熱回收換熱器有冷凝器的預(yù)冷器作用，提高冷卻效果；基本不用改變?cè)锌刂葡到y(tǒng)；熱回收量有限，僅為過(guò)熱冷卻顯熱量；僅在制冷時(shí)候才能有熱回收，在不制冷時(shí)，不能單熱回收1。全熱回收型

6、區(qū)別于熱回收型的是：把熱回收器與冷凝器復(fù)合在一起，熱回收水路和冷卻水路獨(dú)立但都與同一制冷劑回路進(jìn)行熱交換，單個(gè)水路均滿足冷凝冷卻要求，故可實(shí)現(xiàn)100的熱回收，從水路上看是兩個(gè)相當(dāng)于并聯(lián)的水盤管，分別接至儲(chǔ)熱水箱和冷卻塔，從制冷劑回路來(lái)看就是一個(gè)冷凝器2。全熱回收型機(jī)組的特點(diǎn)是： 制冷 +全部熱回收時(shí)機(jī)組綜合能效cop高達(dá) 810。對(duì)冷凝器的熱回收量更高。一機(jī)多用，可降低投資、減少運(yùn)行成本、減少污染。系統(tǒng)共有3 個(gè)工作模式，分別為：（ 1）與常規(guī)機(jī)組一樣的制冷模式：冷卻水流向，冷凍水流向。（ 2）以全熱回收模式運(yùn)行，在供熱的同時(shí)提供空調(diào)冷凍水。冷卻水流向，冷凍水流向。（ 3）以熱泵的形式運(yùn)行，單

7、獨(dú)供熱，蒸發(fā)器的冷水通過(guò)冷卻塔吸熱。熱水流向，冷水流向。管路間的切換均可通過(guò)電動(dòng)密閉閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)遠(yuǎn)程控制。3 工程概況本酒店位于三亞海棠灣，屬于五星級(jí)休閑度假型酒店，建筑面積108279.15 平方米?？头靠倲?shù)740 間，主要包括：客房區(qū)、公共區(qū)（會(huì)議、餐飲、大堂等）及后勤區(qū)。游客人數(shù)年分布呈現(xiàn)明顯的峰谷特點(diǎn)：在春節(jié)、國(guó)慶等長(zhǎng)假期間，游客數(shù)量達(dá)到高峰，入住率一般在80%以上，在其他時(shí)間則保持在60%以下。酒店對(duì)空調(diào)系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)的要求都屬比較高端。4 冷熱源設(shè)計(jì)要求4.1冷源需求特點(diǎn)酒店滿負(fù)荷運(yùn)行，逐時(shí)計(jì)算的最大冷負(fù)荷為2140rt 。而其在幾種常見(jiàn)經(jīng)營(yíng)狀態(tài)下的冷負(fù)荷情況如表1 所示：該酒店

8、在下述幾種運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下，冷負(fù)荷占最大計(jì)算負(fù)荷的比例值有：13%，21%，67%，80%，89%，100%這幾種。表 1 冷負(fù)荷綜合分析表入住率 100%時(shí)高峰期宴會(huì)廳、會(huì)議室等部分不開時(shí)夜間室外溫度25時(shí)客房部分負(fù)荷（ kw）4102410216032666公共及后勤部分負(fù)荷（kw）3609258102346合計(jì)（ kw）7527668316035012占最大負(fù)荷比例100%89%21%67%入住率 60%時(shí)高峰期宴會(huì)廳、會(huì)議室等部分不開時(shí)夜間室外溫度25時(shí)客房部分負(fù)荷（ kw）246124619622666公共及后勤部分負(fù)荷（kw）3609258102346合計(jì)（ kw）60705042962

9、5012占最大負(fù)荷比例80%67%13%67%注：經(jīng)過(guò)調(diào)查， 公共及后勤部分的冷負(fù)荷通常不隨入住率變化而變化。由表 1 分析可知：宴會(huì)廳、會(huì)議室為酒店不長(zhǎng)久運(yùn)行的區(qū)域，這部分冷負(fù)荷占最大設(shè)計(jì)值的 11%。酒店入住率最高的時(shí)候通常為春節(jié)，室外溫度 25左右，需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行區(qū)域，如客房、后勤區(qū)及公共區(qū)的總冷負(fù)荷日間只達(dá)到最大設(shè)計(jì)值的 67%，夜間達(dá)到 13%。在夏季時(shí)候，入住率平均達(dá)到 60%，此時(shí)冷負(fù)荷日間通常維持在最大設(shè)計(jì)值的 67%，而夜間僅為 21%。由圖二分析， 可知在凌晨到黎明時(shí)段， 酒店總冷負(fù)荷約占最大冷負(fù)荷的 21%。因此冷凍機(jī)組在選型時(shí)，需要保證在 67%、 21%區(qū)間，機(jī)組能高

10、效運(yùn)行，方能取得最佳的節(jié)能效果。2.2熱源需求特點(diǎn)因該酒店地處熱帶海濱，常年需要空調(diào)。不設(shè)計(jì)采暖系統(tǒng)，熱源主要用于生活熱水。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，生活熱水設(shè)計(jì)供水溫度為60，主要用于客房區(qū)及公共區(qū)。其中，客房區(qū)熱水采用與冷水同源的閉式供水系統(tǒng)，公共區(qū)熱水采用開式供水系統(tǒng)。根據(jù)給排水專業(yè)計(jì)算，入住率為 100%時(shí)，最大小時(shí)耗熱量2698kw，折合蒸汽量 3.86 t/h ，其中客房部分熱量為 2.2 t/h 。入住率為 60%時(shí)，最大小時(shí)耗熱量 1618.8kw ，最大小時(shí)耗蒸汽量 2.32 t/h ，其中客房部分熱量為 1.32t/h根據(jù)相關(guān)專業(yè)提資，廚房需要最大蒸汽量1.9t/h，洗衣房用蒸汽量 2

11、.55t/h；合計(jì) 4.45 t/h。5 設(shè)備選型5.1方案概述酒店冷源為全熱回收型水源熱泵機(jī)組和水冷式離心機(jī)組，并聯(lián)運(yùn)行；生活熱水熱源選用全熱回收型水源熱泵機(jī)組作為生活熱水的常用熱源，利用洗衣房的蒸汽鍋爐作為備用熱源。酒店通常在全熱回收模式下運(yùn)行?？稍跒榫频昕照{(diào)提供冷凍水的同時(shí)，將產(chǎn)生生活熱水儲(chǔ)存在熱水箱中。當(dāng)熱水箱溫度已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，自動(dòng)切換到制冷狀態(tài)，制冷產(chǎn)生的熱量由冷卻塔散發(fā)。5.2冷水機(jī)組選型選用水冷式離心機(jī)組及2 臺(tái)全熱回收型水源熱泵機(jī)組共同制冷。離心機(jī)組制冷量 750rt ，螺桿機(jī)單獨(dú)制冷時(shí)冷量 400rt ，全熱回收狀態(tài)下冷量 300rt 。如表 2 所示。表 2：冷凍站機(jī)組選

12、型機(jī)組型號(hào)機(jī)組工況冷凝器溫度制冷量（ rt ）制熱量（ kw）提供冷量比例（取整）數(shù)量全熱回收型水源熱泵機(jī)組熱泵50300146615%2制冷4040020%離心機(jī)制冷4075035%2根據(jù)表 2 數(shù)據(jù)，并結(jié)合表1 分析：1、當(dāng)螺桿機(jī)單獨(dú)制冷時(shí)，系統(tǒng)提供總冷量為2300rt ，超過(guò)最大計(jì)算負(fù)荷 7.5%；而熱泵狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)提供總冷量為2100rt ，基本滿足酒店最大冷負(fù)荷需求。2、春節(jié)期間，開啟1 臺(tái)離心機(jī)組及2 臺(tái)全熱回收機(jī)組（全熱回收模式），提供的制冷量為最大設(shè)計(jì)值的65%，即可滿足日間的主要空調(diào)要求。同時(shí)可提供2932kw 的熱量，完全滿足酒店生活熱水熱量需求。 夜間僅開啟1 臺(tái)全

13、熱回收機(jī)組 （全熱回收模式），即可滿足空調(diào)要求，并能滿足客房部分的生活熱水熱量需求。3、在夏季平均入住率60%時(shí)，開啟 1 臺(tái)離心機(jī)組及2 臺(tái)全熱回收機(jī)組，一臺(tái)為全熱回收模式，一臺(tái)為制冷模式，可提供的制冷量為最大設(shè)計(jì)值的70%，即可滿足日間主要的空調(diào)要求。同時(shí)可提供 1466kw 的熱量，也基本能滿足酒店生活熱水熱量需求。夜間僅開啟 1 臺(tái)全熱回收機(jī)組（制冷模式） ，即可滿足空調(diào)要求。4、上述兩種模式為酒店主要的運(yùn)行模式。在其他運(yùn)行時(shí)候，機(jī)組可靈活搭配， 使機(jī)組大部分時(shí)間能接近滿負(fù)荷運(yùn)行，以保證機(jī)組的運(yùn)行效率。5.3熱源選型如果單獨(dú)按照熱量計(jì)算，需要最大供熱量為8.31t/h。需要采用三臺(tái)鍋爐

14、，額定蒸汽量為1 臺(tái) 2 t/h及 2 臺(tái) 4 t/h。方能滿足其中一臺(tái)檢修時(shí)，其他兩臺(tái)能至少能滿足最大蒸汽用量的60%。現(xiàn)采用了全熱回收型機(jī)組后，生活熱水可完全由冷凍站提供。鍋爐選型可大大降低。采用三臺(tái)鍋爐，每臺(tái)額定蒸汽量為2 t/h。6.1案基本滿足酒店需求。 這樣也減少了鍋爐設(shè)備的投資， 減小了鍋爐房的面積。鍋爐系統(tǒng)還需設(shè)計(jì)汽水換熱系統(tǒng)， 以便在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能充分保障酒店客人的生活熱水需求。同時(shí)鍋爐采用油氣兩用，也保證了鍋爐在其中一種燃料暫缺時(shí)的熱量供應(yīng)。 這都在最大程度上保證了酒店服務(wù)品質(zhì)。6 運(yùn)行成本分析常規(guī)方案方案一： 水冷式冷水機(jī)組加燃?xì)忮仩t系統(tǒng)方此方案為酒店冷熱源常見(jiàn)設(shè)計(jì)

15、方案。采用水冷式冷水機(jī)組作為空調(diào)冷源，機(jī)組為變頻式， 并聯(lián)運(yùn)行，根據(jù)表 1 數(shù)據(jù)，按 20%、40%、40%的比例關(guān)系選擇冷水機(jī)組；采用燃?xì)忮仩t制備生活熱水，根據(jù)表 2 數(shù)據(jù)，選用 2 臺(tái)熱水鍋爐。 燃?xì)忮仩t和冷水機(jī)組的選型詳見(jiàn)表 3。表 3 方案一冷熱源機(jī)組配比機(jī)組型號(hào)制冷量（ kw）制熱量（ kw）電功率（ kw）天然氣耗量（ nm3/h）數(shù)量離心式冷水機(jī)組30595302螺桿式冷水機(jī)組15822991燃?xì)忮仩t140014026.2設(shè)計(jì)方案方案二：全熱回收型水源熱泵機(jī)組加水冷式離心機(jī)組系統(tǒng)方案設(shè)備選型見(jiàn)表2。機(jī)組運(yùn)行的耗電量如表4 所示。6.3兩種方案的經(jīng)濟(jì)性分析表 4 方案二冷熱源機(jī)組配

16、比機(jī)組型號(hào)機(jī)組工況冷凝溫度電功率（ kw）全熱回收型水源熱泵機(jī)組熱泵50303制冷40250離心機(jī)制冷40485根據(jù)表 1 的數(shù)據(jù)，每天酒店所需總熱量：6.54 萬(wàn) mj 。選用全熱回收機(jī)組時(shí)，同時(shí)還可以利用的冷量為：5.0 萬(wàn) mj ?，F(xiàn)以此數(shù)據(jù)為依據(jù)， 計(jì)算兩種方案分別耗能量及運(yùn)行費(fèi)費(fèi)用（根據(jù)海南當(dāng)?shù)啬茉词召M(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，電費(fèi)按0.8 元 / 度計(jì)算；天然氣費(fèi)用按 3.73 元/m3 計(jì)算，天然氣燃燒值按36mj/nm3 計(jì)算，不考慮系統(tǒng)熱損失）。日耗電量計(jì)算公式：n=ne×q/(3600qe)其中， ne制冷機(jī)組額定電功率，見(jiàn)表3，表 4；q每天制冷量， 5.0 ×107 k

17、j ；qe制冷機(jī)組額定制冷量表3，表 4；日消耗天然氣量計(jì)算公式：n= qr / 36其中， qr 每天制熱量， 6.54 ×107 mj ；計(jì)算兩種方案年耗費(fèi)用差時(shí)，空調(diào)時(shí)間按每年10 個(gè)月計(jì)算，該酒店年平均入住率按50%計(jì)算。表 6 兩種方案運(yùn)行費(fèi)用比較平均日耗能量方案一方案二制冷量 (mj)6.54 萬(wàn)6.54 萬(wàn)制熱量 (mj)5.0 萬(wàn)5.0 萬(wàn)耗電量 (kwh)2406.43754.8電費(fèi)（元）1925.13003.8消耗天然氣量 (nm)1816.70消耗天然氣費(fèi)用（元）6776.30日耗總費(fèi)用（元）8701.43003.8兩種方案日耗費(fèi)用差（元）5697.6兩種方案年耗費(fèi)用差（萬(wàn)元）171注：空調(diào)年運(yùn)行時(shí)間按300 天計(jì)算。綜上計(jì)算可得， 如果該酒店滿負(fù)荷運(yùn)行，由于可同時(shí)利用冷量及熱量，采用方案二每天可節(jié)省5697.6 元。 每年節(jié)省 171 萬(wàn)元。按平均入住率60%計(jì)算，每年可節(jié)省103 萬(wàn)元。經(jīng)濟(jì)效益比較可觀。7 結(jié)論冷熱源設(shè)計(jì)不能單從冷源或者熱源角度考慮，而盡量使二者達(dá)到較好的配置， 最大程度達(dá)到節(jié)能效果