旅館熱水供應(yīng)免費管理論文

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摘要本文分析了夏季中高檔旅館空調(diào)冷凝熱免費熱源熱水供應(yīng)系統(tǒng)（HRWH）在我國應(yīng)用的意義，通過計算分析，得到了該系統(tǒng)在我國各主要城市應(yīng)用的節(jié)能效果初步分析，并提出了在今后的研究中，有待解決的幾個問題。

關(guān)鍵詞免費熱水供應(yīng)系統(tǒng)冷凝熱熱島效應(yīng)

0引言

夏季，旅館類建筑為了滿足賓客對舒適、健康居住環(huán)境以及各種使用功能的要求，需要同時供冷和供熱。在常規(guī)系統(tǒng)中，一般要設(shè)置兩套獨立的系統(tǒng)，分別供應(yīng)冷量和熱量，其優(yōu)點是：熱水供應(yīng)系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)相互獨立，互不干擾，易于調(diào)節(jié)。但是，近年來隨著我國對"節(jié)能、環(huán)保"問題認(rèn)識的逐漸增強(qiáng)，使得常規(guī)系統(tǒng)在實際運行中所暴露出來的問題也日益嚴(yán)重。因此，本文針對常規(guī)系統(tǒng)志存在的問題，提出了在中高檔旅館中利用空調(diào)冷凝熱量進(jìn)行免費熱水供應(yīng)的新系統(tǒng)（HeatRecoveryWaterHeating,簡稱HRWH）。

1常規(guī)系統(tǒng)在實際運行中存在的問題

常規(guī)系統(tǒng)是指在中高檔賓館中通常存在的空調(diào)系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)，圖1是該系統(tǒng)的運行圖示，從中我們可以發(fā)現(xiàn)以下的問題：

圖1夏季旅館類建筑常規(guī)熱水供應(yīng)與空調(diào)系統(tǒng)運行方式

（1）空調(diào)冷凝熱的直接排放造成的能量浪費問題

空調(diào)冷凝熱是空調(diào)系統(tǒng)制冷量與制冷機(jī)輸入功率之和。從圖1中，我們可以清晰的看到，夏季輸入賓館類建筑的能量大部分以冷凝熱的形式排出，其中包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量、新風(fēng)熱量、太陽輻射得熱量（屬于外擾），照明、空調(diào)用電、人體散熱等（屬于內(nèi)擾）?？照{(diào)設(shè)計中對于中高檔賓館，一般取冷負(fù)荷指標(biāo)為100～150W/m2，而冷凝熱量一般為冷負(fù)荷的1.25倍左右，可見空調(diào)冷凝熱量從數(shù)量上看相當(dāng)龐大。因此，冷凝熱直接排入大氣勢必造成大量寶貴能源的浪費。

（2）常規(guī)系統(tǒng)中的能耗問題

在夏季冷凝熱直接排放的同時，人們依舊有熱量的需求，如生活熱水供應(yīng)、洗衣房用熱、廚房洗滌用熱以及室內(nèi)游泳池加熱等過程，這些用熱場所的水溫一般不高于65℃，為了滿足這部分用熱量的需求，在中高檔賓館中又要求設(shè)有燃煤（燃油燃?xì)猓╁仩t或電鍋爐供熱系統(tǒng)，無疑又要輸入一次能源，據(jù)調(diào)查[1]，在以上場所消耗的能量達(dá)到30～35kg標(biāo)準(zhǔn)煤/m2，約占賓館類建筑總能耗的8%左右。另外，將空調(diào)冷凝熱排放至大氣仍然要消耗能量，一般的水冷式系統(tǒng)主要包括冷卻消耗及冷卻塔兩個主要部件，其能耗總和將占到賓館空調(diào)系統(tǒng)總能耗的10%左右，折合耗電量約為6.5kWh/m2。

（3）常規(guī)系統(tǒng)對環(huán)境的影響

圖1中，我們可以看出，夏季賓館類建筑中常規(guī)熱水供應(yīng)系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)所造成的環(huán)境污染主要有兩方面因素。其一，是如前所述燃料燃燒排出大量的CO2、SO2和粉塵等有害物，會導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境污染破壞（如全球溫暖化、酸雨等）；其二，近年來，隨著工業(yè)化社會的加劇，在夏季另一種環(huán)境問題越來越引起人們的注意，那就是所謂的"熱島效應(yīng)"。據(jù)調(diào)查[2]，世界各主要城市市區(qū)與郊外存在著溫度差，市區(qū)內(nèi)被較高溫度的大氣層籠罩著，溫度差別年平均可達(dá)0.6～1.1℃，發(fā)達(dá)國家中的熱島效應(yīng)更加明顯，日本東京市繁華中心區(qū)與郊區(qū)的溫差可達(dá)8℃。由于環(huán)境溫度的升高，還惡化了分體式空調(diào)機(jī)組和窗機(jī)的工作環(huán)境，導(dǎo)致系統(tǒng)COP值下降，空調(diào)能耗增加。隨著氣溫每升高1℃，相應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備容量增加6%，而制冷機(jī)冷凝熱與鍋爐房廢熱的直接排放是造成這種熱污染現(xiàn)象的主要因素之一。

（4）熱水供應(yīng)系統(tǒng)運行費用問題

在環(huán)保要求高的許多大城市中，已經(jīng)嚴(yán)格限制燃煤鍋爐房的使用。例如上海市，內(nèi)環(huán)線以內(nèi)不允許新建燃煤鍋爐房；北京市，5環(huán)內(nèi)逐步取消和不允許新建燃煤鍋爐房；西安市，從1997年7月1日以后也不再批建燃煤鍋爐房。因此，在中高檔賓館中，以燃?xì)?、燃油、電鍋爐為熱源的供熱系統(tǒng)在逐年增多，而伴隨其來的又是高額的運行費用。一般來講，燃油、燃?xì)忮仩t供熱系統(tǒng)的運行費用將達(dá)到燃煤鍋爐房的2.5～3倍，而電鍋爐供熱系統(tǒng)將達(dá)到燃鍋爐房的3.5倍左右。因此，熱水供應(yīng)的能耗費用問題已經(jīng)直接影響到了中、高檔旅館類建筑的經(jīng)濟(jì)效益。

2空調(diào)冷凝熱免費熱水供應(yīng)新系統(tǒng)（HRWH）的優(yōu)點

回收空調(diào)冷凝熱用于熱水供應(yīng)，是在不降低建筑物使用功能和舒適性標(biāo)準(zhǔn)的前提下，將兩個常規(guī)的獨立性、單向性系統(tǒng)，改造成一個整體性、可循環(huán)性系統(tǒng)。由于省去了常規(guī)鍋爐房熱水供應(yīng)系統(tǒng)，取而代之的是空調(diào)冷凝熱回收系統(tǒng)進(jìn)行熱水供應(yīng)，因此可以說該系統(tǒng)所供應(yīng)的熱量是免費的，故稱免費熱水供應(yīng)系統(tǒng)（HRWH）。運行方式如圖2所示，該系統(tǒng)主要具有以下幾方面優(yōu)點：

圖2空調(diào)冷凝熱免費熱水供應(yīng)系統(tǒng)

（1）熱水供應(yīng)系統(tǒng)的熱量來自空調(diào)冷凝熱，節(jié)省了原來設(shè)置鍋爐房熱水供應(yīng)系統(tǒng)的能源消耗，對于改造后的空調(diào)系統(tǒng)，輸入基本相同的電能，不僅可以為建筑物提供空調(diào)負(fù)荷，而且同時也提供了熱水供應(yīng)負(fù)荷，大幅提高了空調(diào)系統(tǒng)的能耗利用

率，可以說是一舉兩得。

（2）取消了圖1中的燃煤（燃油燃?xì)猓╁仩t，從而消除了由熱水供應(yīng)消耗一次能源而引起的環(huán)境污染。

（3）回收了一部分有價值的冷凝熱量，緩解了原系統(tǒng)中的能源浪費問題，并且減少了冷凝熱直接排放所造成的環(huán)境污

染。

（4）減少了原空調(diào)系統(tǒng)中冷卻水系統(tǒng)冷卻塔的規(guī)模及其運行費用。

3免費熱水供應(yīng)系統(tǒng)（HRWH）在我國應(yīng)用節(jié)能效果的初步評價

前文闡述了免費熱水供應(yīng)系統(tǒng)在理論上具有一定的實用價值，但是該系統(tǒng)的實際節(jié)能效果與氣象條件、建筑特點及使用功能與因素有很大關(guān)系。本節(jié)選擇香港、上海、西安、北京、烏魯木齊、哈爾濱六個典型城市的氣象資料為計算依據(jù)，將具有相同使用功能的賓館標(biāo)準(zhǔn)雙人房間作為研究對象，對新系統(tǒng)在我國應(yīng)用的前景從量的方面做以初步評價。

3．1旅館建筑的使用功能及參數(shù)選擇

旅館是綜合性的公共建筑物，它向顧客提供一定時間的住宿，也可以提供飲食、健身、會議、購物等服務(wù)。一般而言，旅館類建筑尤其是中高檔旅館，自身都具有較為獨特的使用功能，可以說每家旅館的實際情況差異很大。為了使各城市間更具有可比性，本文所選擇的六個城市旅館建筑，在與本文相關(guān)的功能部位具有相同參數(shù)，比如空調(diào)區(qū)面積、客房數(shù)、餐位、游泳池容積等。建筑基本參數(shù)值參看表3-1，不同地點建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)見表3-2。

旅館類建筑基本參數(shù)表3-1建筑面積（m2）空調(diào)區(qū)面積（m2）客房數(shù)間（間）床位（床）員工（人）餐廳座位（酒吧）洗衣房泳池參數(shù)長×寬×高

51000357004008008001000(300)濕洗25×8×1.5（m3）

建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)表3-2

地點外墻窗遮陽系數(shù)窗墻比

香港24磚墻K=1.92W/(m2·℃)單層鋼窗K=6.4W/(m2·℃)0.540%

上海

西安

北京37磚墻K=1.49W/(m2·℃)雙層鋼窗K=3W/(m2·℃)0.540%

哈爾濱49磚墻K=1.2W/(m2·℃)雙層鋼窗K=3W/(m2·℃)0.7540%

烏魯木齊

3.2熱水供應(yīng)耗熱量計算

中高檔旅館熱水供應(yīng)耗熱量主要包括洗浴、洗滌、洗衣房、游泳池等加熱場所。本節(jié)采用靜態(tài)法，即熱量指標(biāo)法進(jìn)行計算，各用熱場所用熱量指標(biāo)與計算結(jié)果見表3-3。雖然這個結(jié)果不能真實反映各用熱場所逐時用熱量變化規(guī)律，但是由于本文僅考慮其量的大小，并選擇逐天作為研究單位，所以該方法是可取的。從表3-3中，我們可以看出，各用熱場所的耗熱量大小不一，其中洗浴占總耗熱量的60%左右，洗滌和洗衣房用熱分別占到12%和23%，而游泳池加熱耗熱量僅占總耗熱量的5%左右，可以說旅館類建筑中游泳池的存在與否，對熱水供應(yīng)耗熱量的影響不大。

各用熱場所用熱量指標(biāo)耗熱量計算表3-3

項目生活熱水洗滌用熱洗衣房用熱游泳池加熱

功用客房員工客房餐廳員工循環(huán)水加熱補水加熱

單位[L/(d·人)][L/(d·座)][L/(d·座)](m3/h)(m3/d)

指標(biāo)20040324.8752.171.03315

水溫?zé)崴?5℃；冷水：15℃

耗熱量[kJ/(d·房間)]8380016760201122553311365523869791884

各用熱場所占總耗熱量百分比49%11%12%14%6%3%4%1%

總耗熱量Qh171570[kJ/(d·房間)]燃料量（標(biāo)煤）5.84[kg標(biāo)煤/（d·房間）]

注：洗衣房單位重量干衣熱水用量：25L/kg干衣。

3．3空調(diào)冷凝熱計算

對空調(diào)冷凝熱（Qc）計算，實際上就是對空調(diào)系統(tǒng)效率負(fù)荷的計算，其值的大小一方面可以衡量空調(diào)系統(tǒng)冷凝熱的供熱能力，另一方面可以確定空調(diào)冷卻系統(tǒng)冷卻塔規(guī)模。因此，本文采用冷負(fù)荷系數(shù)法對各地區(qū)空調(diào)冷負(fù)荷進(jìn)行逐時動態(tài)計算。計算內(nèi)容包括：外墻和屋面瞬變傳熱冷負(fù)荷、外玻璃窗瞬變傳熱冷負(fù)荷、透過玻璃窗的日射得熱冷負(fù)荷、設(shè)備散熱冷負(fù)荷、照明散熱冷負(fù)荷以及人體散熱冷負(fù)荷、新風(fēng)負(fù)荷等，各地區(qū)計算結(jié)果見圖3-1。