酒店空調(diào)策略可行性研討

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1工程概況

該建筑為頗具影響的星級(jí)大酒店，位于福州市區(qū)，建筑總面積約為6．5萬(wàn)Il，地上部分面積為6萬(wàn)m，主要功能為餐飲、客房、KTV等。空調(diào)系統(tǒng)總冷負(fù)荷約為6000kW，總熱負(fù)荷約為4200kW。項(xiàng)目附近有一可利用的大型湖泊。

2地表水水源熱泵空調(diào)方案

設(shè)計(jì)采用1臺(tái)雙冷凝器離心機(jī)組(帶熱回收的水源熱泵機(jī)組，回收冷凝熱)，其制冷量為1582kW，同時(shí)回收45～5O''''C的衛(wèi)生熱水，熱回收量1927kw；另配2臺(tái)熱泵離心式機(jī)組(水源熱泵機(jī)組)，其單臺(tái)制冷／熱量為2285kw／2366kw，此配置滿足夏季空調(diào)的需要。冬季采用燃?xì)庹羝仩t為輔助熱源，滿足冬季供暖及制取衛(wèi)生熱水的需求。

2．1空調(diào)不同季節(jié)使用說(shuō)明

(1)系統(tǒng)以湖水為冷卻水源。在夏季制冷季節(jié)，優(yōu)先開(kāi)啟雙冷凝器離心機(jī)組供冷，同時(shí)進(jìn)行熱回收；當(dāng)空調(diào)負(fù)荷增大，雙冷凝器離心機(jī)組不滿足制冷需求時(shí)，再開(kāi)啟熱泵離心式機(jī)組，充分發(fā)揮空調(diào)主機(jī)的使用效率。

(2)參考相關(guān)文獻(xiàn)中過(guò)渡季節(jié)3月、4月、5月上旬、l0月下旬、11月期間湖水溫變化，并根據(jù)熱泵機(jī)組的技術(shù)要求，制冷工況水源側(cè)進(jìn)出溫度范圍2O～4l℃，熱泵制熱工況水源側(cè)進(jìn)出溫度范圍13~30~C，過(guò)渡季節(jié)衛(wèi)生熱水的使用量基本可以通過(guò)熱回收機(jī)組來(lái)制取以滿足使用，所以過(guò)渡季節(jié)開(kāi)啟雙冷凝器離心機(jī)組回收熱水。衛(wèi)生熱水系統(tǒng)耗熱量(以夏季為例)：主要考慮客房、游泳池補(bǔ)水和淋浴。①客房淋浴器用熱水耗熱量：該建筑客房用水定額(L)按150L／(人／d)計(jì)，使用人數(shù)及規(guī)模為960人，使用時(shí)間24h，供熱水溫度40~C，夏季自來(lái)水溫度以24~C計(jì)算，則客房每天所需熱水耗熱量為O=CMAt=l(Kcal／kg•℃)×150[L／(人／d]X960人／d×(4O一24)℃=23O4000Kcal；②泳池淋浴器用熱水耗熱量：該建筑泳池用水定額(L)按50L／(次•客)，使用人數(shù)及規(guī)模為100人次／日，使用時(shí)間lOb，供熱水溫度40~C計(jì)算，則淋浴器熱水所需耗熱量為80000Kcal；③泳池每目的補(bǔ)充水量加熱耗熱量：泳池每目的補(bǔ)充水量取泳池容積的10％，為19m，泳池溫度27~C，其所需熱量為57000Kca1。綜上，熱水耗用每天總熱量2441000Kcal。

(3)在冬季，據(jù)資料提供數(shù)據(jù)，根據(jù)廠家提供的熱泵機(jī)組冬季最不利的運(yùn)行溫度可達(dá)8"C，經(jīng)過(guò)板式換熱器調(diào)節(jié)(1℃對(duì)數(shù)溫差)后，熱泵機(jī)組可運(yùn)行約57d。冬季以燃?xì)庹羝仩t為熱源大概需用33d。

2．2制冷／熱年運(yùn)行費(fèi)用

空調(diào)年運(yùn)行費(fèi)用主要計(jì)算冬、夏季空調(diào)能耗和過(guò)渡季熱回收機(jī)組制取衛(wèi)生熱水的能耗費(fèi)用。夏季從5月下旬到1O月上旬約為5個(gè)月的制冷期，運(yùn)行按照每天18h150d計(jì)算；冬季從12月～2月約為3個(gè)月制熱期，按照每天運(yùn)行18h、運(yùn)行90d％~算。參照泉州地區(qū)的電價(jià)：O．798：~,／kW•h，天然氣2．84：~／m。。(2)冬季運(yùn)行費(fèi)用約為575598元。分析如下：①湖水源滿足設(shè)備使用工況時(shí)：熱泵機(jī)組制熱耗電功率合計(jì)869．54kW，實(shí)際室內(nèi)需要的熱負(fù)荷為4200kW，折合熱泵機(jī)組和末端需耗電總功率為772kW，運(yùn)行時(shí)總耗電功率考慮熱泵機(jī)組、水泵、風(fēng)機(jī)盤管功率為1042kW，熱泵機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用經(jīng)計(jì)算為503305元。②鍋爐作為輔助熱源時(shí)：需由鍋爐提供熱量為4200kW(3611350Kca1)。燃?xì)庹羝仩t的熱值為8600，熱效率為80％，計(jì)算所得耗氣量為3611350Kca1+8600Kca1／m÷O．8=583m，鍋爐運(yùn)行費(fèi)用54660元。末端及水泵制熱總功率217．74kW，耗電72248元。(3)全年總制冷／熱運(yùn)行費(fèi)用：1810982元+575598元=2386580元。

2．3制取衛(wèi)生熱水年運(yùn)行費(fèi)用

(1)夏季衛(wèi)生熱水系統(tǒng)5個(gè)月的總耗熱量為：244loooKca1／dX15Od：3661500o0Kcal這些熱量以燃?xì)忮仩t來(lái)取得，需耗費(fèi)167937元(其中熱值q=8600Kca1／m。，燃?xì)忮仩t熱效率n=8O％；管道熱損10％)。而采用熱回收機(jī)組則免費(fèi)解決了客房、游泳池和淋浴的熱水問(wèn)題，實(shí)際上就是熱回收機(jī)組的節(jié)能效益167937元。

(2)過(guò)渡季雙冷凝器離心機(jī)組熱回收量為1927kW，效率為0．750kW／t，熱回收工況冷凝器側(cè)進(jìn)出水溫度40-45~。也就是說(shuō)過(guò)渡季開(kāi)熱回收機(jī)組提供熱水，機(jī)組運(yùn)行消耗功率為337．5kW，而熱回收熱水的平均得熱量為1927kW，得熱量是耗電量的5．7倍。①過(guò)渡季的自來(lái)水溫度以15．5℃計(jì)算，熱水過(guò)渡季l25d總熱耗量為483625000Kcal，需要熱回收機(jī)組在過(guò)渡季運(yùn)行483625000Kca1．''''-860Kca1／kW•h~1927kW•h=292h~滿足過(guò)渡季的生活熱水。機(jī)組(1)熱泵機(jī)組的合計(jì)制冷量為6152kW，其耗電功率合計(jì)1182．04kW，實(shí)際室內(nèi)需要的冷負(fù)荷為6000kW，則運(yùn)行時(shí)主機(jī)和末端風(fēng)機(jī)盤管的耗電功率應(yīng)為l153kW，水泵的耗電量為270kW，運(yùn)行時(shí)總耗電功率為1423kW。夏季空調(diào)制冷運(yùn)行費(fèi)用為1810982元(見(jiàn)表1)。夏季總運(yùn)行費(fèi)用=設(shè)計(jì)日負(fù)荷率×制冷總功率(kw)x相應(yīng)負(fù)荷率下的設(shè)計(jì)運(yùn)行天數(shù)×每天空調(diào)運(yùn)行時(shí)間×電價(jià)(元／kW•h)。每小時(shí)耗電量按337．5kW．h計(jì)算，則過(guò)渡季機(jī)組耗電運(yùn)行費(fèi)用為98492元；②如果由燃?xì)庹羝仩t來(lái)產(chǎn)熱水，則在過(guò)渡季需要消耗的燃?xì)赓M(fèi)用為221818元。通過(guò)以上的比較可以得出，過(guò)渡季使用熱回收機(jī)組回收熱水更經(jīng)濟(jì)。費(fèi)用差額為221818元一98492元=123326元，即熱回收機(jī)組過(guò)渡季回收熱水比燃?xì)忮仩t制熱水節(jié)約費(fèi)用123326元。

(3)冬季湖水溫度9"C以上，單純用熱回收機(jī)組回收熱水與同等情況用蒸汽鍋爐制取等量熱水的運(yùn)行費(fèi)用比較如下：①此時(shí)期熱水需要的總耗量計(jì)算273201000Kcal，需要熱回收機(jī)組在57d內(nèi)共計(jì)運(yùn)行165hH~滿足生活熱水需求量。機(jī)組每小時(shí)耗電量按337．5kW．h計(jì)算，則57d機(jī)組耗電運(yùn)行費(fèi)用為44400元。②若由燃?xì)庹羝仩t來(lái)產(chǎn)熱水，費(fèi)用為125305元。熱回收機(jī)組冬季回收熱水比燃?xì)忮仩t制熱水節(jié)約費(fèi)用80906元。全年采用熱回收機(jī)組代替燃?xì)忮仩t供應(yīng)熱水，共節(jié)約費(fèi)用167937元+123326元+80906元=372169元。通過(guò)以上分析，實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用可計(jì)為2386580元+98492元+44400元=2529472元。

3水環(huán)熱泵機(jī)組系統(tǒng)方案

水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)是指水源熱泵機(jī)組的～種應(yīng)用方式，即用水環(huán)路將多個(gè)分散式水源熱泵機(jī)組并聯(lián)在一起，形成一個(gè)封閉環(huán)路。設(shè)計(jì)選取水環(huán)熱泵機(jī)組904臺(tái)，合計(jì)制冷／熱量：6318．7kW／7981．5kW；冬季采用燃?xì)庹羝仩t為輔助熱源，滿足冬季供暖及制取衛(wèi)生熱水的需求。根據(jù)氣象資料及實(shí)測(cè)，夏季湖水最高水溫為25℃，以換熱器對(duì)數(shù)平均溫差1"C考慮，則熱泵機(jī)組夏季的進(jìn)水溫度不高于26~C，如果夏季熱泵的冷卻水側(cè)進(jìn)出口溫差為5℃，則熱泵機(jī)組出水溫度不高于31~C，這時(shí)的冷卻水供回水溫差能夠保證夏季熱泵機(jī)組制冷正常運(yùn)行。在冬季，換熱器對(duì)數(shù)平均溫差仍以FC考慮，則湖水側(cè)進(jìn)出水溫可為9℃／4℃，就是說(shuō)湖水側(cè)溫度低于9℃時(shí)需啟用鍋爐輔助供熱。

3．1制冷／熱年運(yùn)行費(fèi)用

(1)夏季，熱泵機(jī)組制冷時(shí)耗電功率1608．52kW，折合實(shí)際熱泵機(jī)組的耗電功率為1527kW，水泵電功率為300kW，總耗電量為1827kW，夏季空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用經(jīng)計(jì)算為2325132元。運(yùn)行依然按照每日18h，150d計(jì)算。

(2)冬季，熱泵機(jī)組可以運(yùn)行約57d。以燃?xì)庹羝仩t為熱源大概為33d。①湖水溫度9℃以上運(yùn)行空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，熱泵機(jī)組制冷時(shí)耗電功率1831．85kW，折合實(shí)際熱泵機(jī)組的耗電功率為964KW，水泵電功率為300kW，總耗電量為1264kW，冬季空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用經(jīng)計(jì)算為610590元。②湖水溫度9~C以下空調(diào)系統(tǒng)以鍋爐為熱源，熱負(fù)荷由水環(huán)熱泵機(jī)和鍋爐共同提供，即Q總=Q燃?xì)?w小機(jī)(w小機(jī)為水環(huán)熱泵機(jī)電機(jī)產(chǎn)生熱量)。水環(huán)熱泵機(jī)運(yùn)行耗電費(fèi)用經(jīng)計(jì)算為269599元；空調(diào)側(cè)耗電964kW，每度電熱值860KcaI／kW•h，水環(huán)熱泵機(jī)組提供的熱量829040Kca]。總熱量4200kW(361I350Kca1)，則需由燃?xì)庹羝仩t提供Q氣=Q總一W小機(jī)=3611350KCal829040Kca1=27823lOKcal的熱量。則耗氣量為2782310Kcal+8600Kcal／m3÷0．8：449m。燃?xì)庹羝仩t運(yùn)行費(fèi)用為42112元。冬季運(yùn)行費(fèi)用合計(jì)為610590元+269599元+42112元=922301元。

(3)綜j：，全年總運(yùn)行費(fèi)用為2382402元+922301元=3304703元。

3．2制取衛(wèi)生熱水年運(yùn)行費(fèi)用

根據(jù)地表水水源熱泵方案中分析可知，與其制取相同的熱水，燃?xì)忮仩t運(yùn)行費(fèi)用為167937+221818+125305515060元。通過(guò)以上分析，實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用可計(jì)為3304703元+515060元=3819763元。

4方案初投資及運(yùn)行費(fèi)用匯總

表2為方案初投資及運(yùn)行費(fèi)用匯總表。

5結(jié)語(yǔ)

綜上，根據(jù)該工程空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)，地表水水源熱泵(帶熱回收)空調(diào)系統(tǒng)具有經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保等多方面的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的供暖制冷方式存在的問(wèn)題，在很大程度上節(jié)省了能源，減少了污染，能達(dá)到良好的節(jié)能效果。因此建議甲方選用地表水水源熱泵中央空調(diào)形式。