《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) 陳瑋吉摘 要：比照分析局部熱回收型冷水機(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 酒店的冷熱源供給系統(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)，使冷熱源供給系統(tǒng)到達(dá)最正確配比，盡量保證各 機(jī)組能長(zhǎng)時(shí)間在最正確效率狀態(tài)下運(yùn)行，即能到達(dá)酒店五星級(jí)效勞的設(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。并在比照經(jīng)濟(jì)性的根底上得出設(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 Abst

2、ract： Analyzing 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 supply system of this hotel .With t

3、he best load ratio of the full heat recovery chillers、centrifugal chillers and boilers systems, we can not only meet the design requirements of the five-star hotel service, but also to minimize the capacity of chiller and boiler equipments at the same time saving energy and reducing emissions. Keywo

4、rds：Hotel Full heat recovery chillers boiler cooling 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

5、回收型水源熱泵機(jī)組，回收冷凝器熱量來(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)，使冷熱源到達(dá)最正確配比，盡量保證各機(jī)組在最正確效率 下運(yùn)行，并到達(dá)酒店五星級(jí)效勞的設(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： 局部熱回收型和全熱回收型。局部熱回收是在壓縮機(jī)與冷凝器之間增加局部熱回收換熱器，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；根本不用改變?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

6、能有熱回收， 在不制冷時(shí)，不能單熱回收 1全熱回收型區(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(mǎn)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(pán)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)行本錢(qián)、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

7、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)量到達(dá)頂峰， 入住率一般在 80%以上，在其他時(shí)間那么保持在 60% 以下。酒店對(duì)空調(diào)系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)的要求都屬比擬高端。4 冷熱源設(shè)計(jì)要求 4.1 冷源需求特點(diǎn)酒店滿(mǎn)負(fù)

8、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)頂峰期宴會(huì)廳、會(huì)議室等部 分不開(kāi)時(shí)夜間室外溫度 25 C時(shí)客房局部負(fù)荷KW 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)議室等局部不開(kāi)時(shí)夜間室外溫度25 C時(shí)客房局部負(fù)荷KW 公共及后勤局

9、部負(fù)荷 KW 3609258102346 合計(jì) KW 607050429625012占最大負(fù)荷比例 80%67%13%67%注：經(jīng) 過(guò)調(diào)查，公共及后勤局部的冷負(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 局部冷負(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25C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)荷日間只到達(dá)最大設(shè)計(jì)值的 67%，夜間到達(dá) 13%。在夏季時(shí)候，入住率平均到達(dá) 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

10、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)組能高效 運(yùn)行，方能取得最正確的節(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60C，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(kāi)式供水系統(tǒng)。根據(jù)給排水專(zhuān)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，其中客房局部熱量為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，其中客房局部熱量為1.32

11、t/h根據(jù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)提資，廚房需要最 大蒸汽量1.9t/h，洗衣房用蒸汽量2.55t/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)行可在為酒店空調(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)熱水箱溫度已到達(dá)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

12、400RT全熱回收 狀態(tài)下冷量 300RT。如表 2 所示。表2:冷凍站機(jī)組選型 機(jī)組型號(hào)機(jī)組工況冷凝器溫度C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根本滿(mǎn)足酒店最大冷負(fù)荷需求。2、春節(jié)期間，開(kāi)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(mǎn)足日間的主要空調(diào) 要求。

13、同時(shí)可提供2932KW的熱量，完全滿(mǎn)足酒店生活熱水熱量需求。夜間僅開(kāi)啟 1 臺(tái)全熱回收機(jī)組全熱回收模式 ，即可滿(mǎn)足空調(diào)要 求， 并能滿(mǎn)足客房局部的生活熱水熱量需求。3、在夏季平均入住率 60%時(shí)，開(kāi)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(mǎn)足日間主要的空調(diào)要求。同時(shí)可提供 1466KW 的熱量，也根本能滿(mǎn)足酒店生活熱水熱量需 求。夜間僅開(kāi)啟 1 臺(tái)全熱回收機(jī)組制冷模式 ，即可滿(mǎn)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)組大局部時(shí)間能接近滿(mǎn) 負(fù)荷運(yùn)行，以保證機(jī)組的運(yùn)行效

14、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，額定蒸汽量為 1臺(tái) 2 t/h 及2臺(tái) 4 t/h。 方能滿(mǎn)足其中一臺(tái)檢修時(shí)，其他兩臺(tái)能至少能滿(mǎn)足最大蒸汽用量 的 60%?，F(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 。根本滿(mǎn)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 熱量供給。這都在最大程度上保證了酒店效勞品質(zhì)

15、。6 運(yùn)行本錢(qián)分析 6.1 常規(guī)方案 方案一：水冷式冷水機(jī)組加燃?xì)?鍋爐系統(tǒng)方案此方案為酒店冷熱源常見(jiàn)設(shè)計(jì)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 氣鍋爐制備生活熱水，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t 140014026.2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

16、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。 現(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

17、額定電 功率，見(jiàn)表3,表4； Q每天制冷量，5.0 X 107 ；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 X 1 07M J ；計(jì)算兩種方案年消耗用差時(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)用比擬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MJ5.0萬(wàn) 5.0 萬(wàn)耗電量KWh電 費(fèi)元消耗天然氣量Nm1816.70消耗天然氣費(fèi)用元 6776.30日耗總費(fèi)用元 兩種方案日消耗用差元 5697.6 兩種方案年消耗用差萬(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(mǎn)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)