深圳某酒店空調(diào)節(jié)能設(shè)計案例

某酒店空調(diào)節(jié)能設(shè)計案例一、酒店用能基本狀況目前我國酒店業(yè)能源消耗費用平均約占酒店收入的13%左右。酒店用能一般比例平均約為：空調(diào)51%照明21%機(jī)電17%其他10%從酒店用能一般比例來看，空調(diào)用能占酒店用能的一半以上，節(jié)能潛力最大。下面先從冷凍基礎(chǔ)理論入手。分析空調(diào)節(jié)能的途徑，論證相應(yīng)的節(jié)能方法及實踐。二、酒店空調(diào)節(jié)能技術(shù)及方法(一)冷凍基礎(chǔ)理論簡述1、實際冷凍循環(huán)分析：冷凍循環(huán)過程文字表述：由蒸發(fā)器(4)出來的狀態(tài)為1(T1,P1)的氣體冷媒;經(jīng)壓縮機(jī)絕熱壓縮以后，變成狀態(tài)2(T2,P2)。被壓縮后的氣體冷媒，在冷凝器(2)中，等壓冷卻冷凝，經(jīng)狀態(tài)3(T3,P2)而變化成狀態(tài)4(T3,P2)的液態(tài)冷媒，再經(jīng)節(jié)流閥(3)膨脹到低壓(P1)，變成狀態(tài)5(T1,P1)的氣液混合物。其中低溫(T1)低壓(P1)下的液態(tài)冷媒，在蒸發(fā)器(4)中吸收被冷物質(zhì)的熱量，在P1下氣化，變成狀態(tài)1(T1,P1)的氣態(tài)冷媒。氣態(tài)冷媒經(jīng)管道重新進(jìn)入壓縮機(jī)，開始新的循環(huán)。這就是冷凍循環(huán)的四個過程。2、冷凍理論分析空調(diào)節(jié)能途徑(一)(1)冷凍系數(shù)∑=Q1∕-W=Q1∕(-Q2)-Q1式中Q1--冷媒從環(huán)境(冷物體T1)吸收的熱量，為正值;Q2--冷媒向環(huán)境(熱物體T2)放出的熱量，為負(fù)值。W--壓縮機(jī)對物系(冷媒)所作的功，為負(fù)值。文字表述：∑表明外加1個單位的功，冷凍劑從冷物體所能夠吸取能量。它是衡量冷凍循環(huán)效率的一個重要指標(biāo)。3、冷凍理論分析空調(diào)節(jié)能途徑(二)(2)理想冷凍循環(huán)(可逆循環(huán))數(shù)字表達(dá)式：∑可=Q1∕(-Q2)-Q1=T1∕T2-T1●式中：T1—冷物體的絕對溫度(蒸發(fā)溫度)T2—熱物體的絕對溫度(冷凝溫度)●文字表述：對理想冷凍循環(huán)來說，因為每一部都是可逆的，故理想冷凍循環(huán)的效率可為最大。而且與T1、T2有關(guān)，而與冷凍劑無關(guān)?！穹治觯寒?dāng)蒸發(fā)溫度T1升高時，冷凍系數(shù)升高;T1降低時，則反之。當(dāng)冷凝溫度T2降低時，冷凍系數(shù)升高;T2升高時，則反之。4、冷凍理論分析空調(diào)節(jié)能途徑(三)(1)在T--S圖上求算冷凍能力由冷凍循環(huán)的T-S圖分析可得：●標(biāo)準(zhǔn)冷凍工況為(1-2-3-4-5-1)其制冷量積分面積Q1;●當(dāng)冷凝溫度降低至T2’時，其冷凍工況為(1-2-3-4’-5’-1)，其制冷量積分面積為Q1+Q1’;●當(dāng)蒸發(fā)溫度升高至T1’時，其冷凍工況為(1-2-3-4-5’’-1)，其制冷量積分面積為Q1+Q1’’。(2)改變操作工況分析冷凍量的變化案例分析(a)冷凍機(jī)以氨為冷媒。標(biāo)準(zhǔn)運行工況：蒸發(fā)溫度T1=-15℃冷凝溫度T2=30℃過冷溫度T2’=25℃△制冷量100000KCal∕h(b)改變運行工況后：蒸發(fā)溫度T1=-10℃冷凝溫度T2=25℃過冷溫度T2’=20℃△制冷量135000KCal∕h(5)冷凍理論分析空調(diào)節(jié)能途徑(四)☆冷凍理論與實踐證明在蒸發(fā)溫度一定條件下：冷凝溫度T2升高1℃，空調(diào)冷水機(jī)組效率降低約4.2%左右。冷凝溫度T2降低1℃，空調(diào)冷水機(jī)組效率升高約4.0%左右。在冷凝溫度一定條件下：蒸發(fā)溫度T1降低1℃，空調(diào)冷水機(jī)組效率降低約4.2%左右。蒸發(fā)溫度T1升高1℃，空調(diào)冷水機(jī)組效率升高約4.0%左右。(6)冷凍理論分析空調(diào)節(jié)能途徑(五)☆冷凍理論支持節(jié)能的途徑方向A、冷凝溫度越低，冷凍系數(shù)越大，可減少壓縮機(jī)的電耗。B、蒸發(fā)溫度越高，冷凍系數(shù)越大，可減少壓縮機(jī)電耗。C、蒸發(fā)過程中所吸收被冷物體的熱量和壓縮機(jī)做功產(chǎn)生的熱量是可以回收利用的。根據(jù)冷凍理論支持的空調(diào)節(jié)能的途徑，就可有的放矢的設(shè)計相應(yīng)的節(jié)能設(shè)備和自動化控制系統(tǒng)以及工藝管路等等，以達(dá)到節(jié)能改造的最佳化。(二)酒店綜合節(jié)能改造基本條件和要求1)因地制宜，合理的采用符合本酒店店情的節(jié)能技術(shù)和方法。2)熟悉系統(tǒng)及設(shè)備的運行工況。3)節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益明顯。4)不影響設(shè)施系統(tǒng)及設(shè)備的正常運行，不影響對客服務(wù)的質(zhì)量。5)節(jié)能設(shè)施要求具備操作簡單，容易控制，無安全隱患。6)基本不影響周邊環(huán)境。7)經(jīng)過調(diào)查研究，科學(xué)論證工作后決策節(jié)能改造項目。(三)酒店空調(diào)節(jié)能技術(shù)和方法及其應(yīng)用介紹1、中央空調(diào)余熱回收技術(shù)及其應(yīng)用充分利用熱交換原理，將空調(diào)的余熱(冷凝熱)進(jìn)行回收，生產(chǎn)50～60℃熱水，供酒店客房、桑拿、員工浴室等使用。由于回收的空調(diào)是冷凝熱余熱。所以生產(chǎn)熱水量是零能耗。同時，由于部分余熱回收利用，從而降低了冷凝溫度。又使中央空調(diào)機(jī)組效率提高5～10%。由于技改后主機(jī)負(fù)荷減少，不僅節(jié)省主機(jī)的耗電量，同時也減少主機(jī)的故障率，延長了主機(jī)的使用壽命，是一舉多得的優(yōu)秀節(jié)能技術(shù)。(1)中央空調(diào)余熱回收技術(shù)原理流程示意圖(2)深圳XX酒店空調(diào)余熱回收流程示意圖(案例分析)空調(diào)余熱回收系統(tǒng)特點：●實現(xiàn)了兩臺主機(jī)互為備用一組余熱回收器系統(tǒng)的管路工藝流程，從而進(jìn)一步提高了余熱回收率?！裼酂峄厥諢崴到y(tǒng)與原熱水系統(tǒng)互聯(lián)，確保供熱水可靠性。(3)中央空調(diào)余熱回收技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛應(yīng)用于活塞式，螺桿式冷水機(jī)組。熱水箱容積推薦按總用水量的30%左右設(shè)置。設(shè)有完善的熱水鍋爐備用系統(tǒng)。設(shè)有恒定熱水出水溫度的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。(4)關(guān)鍵設(shè)備余熱回收器面積計算傳熱方程式：Q=KF△tm物理意義：在某一個傳熱狀態(tài)下，每單位面積，每度溫升所傳的熱量。式中：K-傳熱系數(shù)【Kcal/m2.h.℃】F-傳熱面積【m2】△tm-對數(shù)平均溫度差【℃】傳熱系數(shù)K：描述了某一傳熱過程的狀態(tài)，即傳熱能力的大小，K值的來源有三個方面：選用生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù);實驗測定;理論計算。在此推薦：計算空調(diào)余熱回收面積的傳熱系數(shù)K值為580～720【Kcal/m2.h.℃】2、中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)變頻節(jié)能技術(shù)(1)中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)變頻節(jié)能技術(shù)空調(diào)運行冷負(fù)荷分析：目前酒店大多數(shù)中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)的冷凍泵和冷卻泵轉(zhuǎn)速都是不可調(diào)節(jié)的，只要空調(diào)一運行，無論負(fù)荷情況如何、季節(jié)如何，冷凍泵和冷卻泵都是以額定轉(zhuǎn)速運行，所以能源浪費現(xiàn)象嚴(yán)重。(2)節(jié)能改造的技術(shù)可行性采用交流變頻器控制水泵運行，是目前中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的有效途徑之一。圖一和圖二給出了閥門調(diào)節(jié)和變頻調(diào)速器控制兩種運行狀態(tài)的壓力-流量(H--Q)關(guān)系及功率-流量(P--Q)關(guān)系。圖一中曲線(1)是水泵圖一中曲線1是水泵在額定轉(zhuǎn)速下的H-Q曲線，曲線2是水泵在某一較低速度下的H-Q曲線，曲線3是閥門開啟最大時的管路H-Q曲線，曲線4是某一較小閥門開度下的管路H-Q曲線。定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)的條件下調(diào)節(jié)閥門開度，則工況點延曲線1由A移到B;在閥門開度最大的條件下采用變頻器調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，則工況點沿曲線3由A移到C。顯然，B點與C點的流量相同，但B點的壓力比C點的壓力要高很多，即是說，變頻控制水泵調(diào)速運轉(zhuǎn)下，節(jié)能效果顯著。圖二中曲線5為變頻器控制水泵調(diào)速運轉(zhuǎn)方式下的P-Q曲線，曲線6為閥門調(diào)節(jié)方式下的P-Q曲線可以看出，在相同的流量下，變頻控方式比閥門調(diào)節(jié)方式能耗小，二者之間可由下式表示：△P=【0.4+0.6Q/Qc-(Q/Qc)3】Pc其中，Q為實際負(fù)荷流量，Qc為額定流量，Pc為額定負(fù)載功率，△P為功率節(jié)省值。不難算出負(fù)載流量下降到其額定流量的70%時，節(jié)電率將達(dá)到48%。(3)除了節(jié)省電能外，變頻器的應(yīng)用還會給冷水機(jī)組運行帶來如下優(yōu)點：1)調(diào)節(jié)水流量，把冷水機(jī)組進(jìn)水和回水溫度控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，保證主機(jī)的熱交換率，節(jié)省主機(jī)能耗。2)管路閥門開啟最大，消除閥門上節(jié)流局部損失而節(jié)省電能。3)實現(xiàn)電機(jī)軟啟動(最大啟動電流小于額定電流)，并有欠壓、過流、缺相、漏電等保護(hù)措施，改善了電機(jī)運行條件，提高了運行的可靠性。4)啟動平穩(wěn)，無沖擊負(fù)荷，大幅度降低設(shè)備損耗，延長了設(shè)備使用壽命，減少了維修費用。(4)中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)變頻節(jié)能控制示意：(5)中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)變頻節(jié)能技術(shù)實際應(yīng)用的基本條件：1)廣泛應(yīng)用于冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔。較大型冷風(fēng)柜(空氣處理機(jī))以及其他可變負(fù)荷的場所。一般節(jié)能空間20～50%左右。2)采用變頻閉環(huán)控制電機(jī)，按需要設(shè)定溫度，使設(shè)備系統(tǒng)儲備的熱容量和隨時間季節(jié)變化的熱負(fù)荷通過轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)，在滿足熱負(fù)荷正常使用的條件下，達(dá)到最大限度的節(jié)能。3)需對循環(huán)水系統(tǒng)做全面的水力計算求出管道總阻力△P=∑hf=ho+hc+hjn=ho+(λ·L/d+∑C)w2/2g[mH2O]i=1●式中：ho――流體靜壓頭[mH2O]hc――管路的阻力壓頭[mH2O]hj――流體的動壓頭[mH2O]計算該系統(tǒng)的水泵揚程的富裕量是多少?從而確認(rèn)節(jié)能空間。4)選擇合適位置，設(shè)置最小壓力差保護(hù)，加強(qiáng)管路降阻管理。(5)中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)變頻節(jié)能改造案例分析