夏熱冬暖地區(qū)酒店冷凝熱回收方案的比選

摘要：以珠海某酒店項(xiàng)目為例對(duì)熱回收式的風(fēng)冷熱泵機(jī)組+冷水機(jī)組、熱回收式的水冷機(jī)組+燃油（氣）鍋爐等兩種方案進(jìn)行了比較研究，指出了在不同的條件下，優(yōu)選的酒店冷凝熱回收方案。

關(guān)鍵詞:夏熱冬暖地區(qū); 酒店; 冷凝熱回收方案

Abstract: a hotel with zhuhai project as an example of the type of heat recovery air-cooled heat pump units + water chillers, heat recovery type water cooling units of + fuel (gas) boilers and other two schemes are compared, and points out that the different conditions, the optimal hotel condensing heat recovery plan.

Keywords: hot summer and warm winter area; Hotel; Condensing heat recovery plan

引言

2006年7月，《深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)建筑節(jié)能條例》獲得通過，并于2006年11月開始施行。在該條例中明確規(guī)定：采用集中空調(diào)系統(tǒng)，有穩(wěn)定熱水需求，建筑面積在一萬平方米以上的新建、改建、擴(kuò)建公共建筑，應(yīng)當(dāng)安裝空調(diào)廢熱回收裝置；未安裝的，不得通過建筑節(jié)能專項(xiàng)驗(yàn)收。隨著國家對(duì)節(jié)能工作的日益重視，可以預(yù)見，相似的舉措也會(huì)逐步在其他城市實(shí)行。鑒于此，本文結(jié)合正在設(shè)計(jì)的珠海某四星級(jí)酒店，針對(duì)熱回收式的風(fēng)冷熱泵機(jī)組+冷水機(jī)組、熱回收式水冷機(jī)組+燃油（氣）鍋爐進(jìn)行了分析比較。

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一、比較計(jì)算的前提條件

（一）空調(diào)冷熱負(fù)荷的計(jì)算

該酒店位于珠海市，建筑面積30000m2，客房300套，床位600。酒店夏季需要供冷，冬季需要供熱，并需要24小時(shí)提供生活熱水。酒店計(jì)算空調(diào)冷負(fù)荷為3982kW。計(jì)算空調(diào)熱負(fù)荷為1250kW。

（二）生活熱水耗熱量的計(jì)算

因?yàn)闊峄厥罩荒芴峁�熱水，故不考慮廚房和洗衣房對(duì)蒸汽的需求量，但考慮給廚房提供熱水，同時(shí)供客房及員工淋浴和盥洗之用。按照規(guī)范要求，出水溫度可取55℃。故生活熱水設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量為：夏季為647kw，過渡季節(jié)為861kW，冬季為1077kW。（注：夏季進(jìn)水溫度按25℃計(jì)算，過渡季節(jié)按15℃計(jì)算，冬季按5℃計(jì)算。）

（三）生活熱水水箱容量的計(jì)算及加熱設(shè)備容量的計(jì)算

按照規(guī)范規(guī)定，儲(chǔ)熱量按照180min設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量計(jì)算，則計(jì)算水箱體積約為60m3，取30m3的熱水箱2個(gè)。

則加熱設(shè)備容量為：Qg=1077000-1.163×0.85×60000×50/3=89（kW）（設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量持續(xù)時(shí)間取3小時(shí)）

（四）每一天生活熱水的耗油量計(jì)算

由于生活熱水的耗熱量屬于穩(wěn)定負(fù)荷，故可以按照每天的總熱水量計(jì)算每天的耗油量。

在計(jì)算時(shí)鍋爐或直燃機(jī)的燃燒效率均取0.9，油的密度取0.8×103kg/ m3。

夏季：生活進(jìn)水在經(jīng)過空調(diào)熱回收裝置預(yù)熱后，溫度按照45℃計(jì)算，則Q=（160×600+100×50）×4187×10/3600=1175kW/d。燃油消耗量：1175×3600/（10400×4.18）/0.9=108kg/d，合135L/d。

同理可算出過度季節(jié)燃油消耗量為180L/d。

但是在冬季，制冷機(jī)組沒有運(yùn)行，生活進(jìn)水溫度按自來水溫度考慮�？伤愠龆�季燃油消耗量為677L/d。

二、兩種熱回收方案的分析

在酒店冷凝熱回收方案中，比較簡單的系統(tǒng)是按熱量選擇風(fēng)冷熱回收機(jī)組，不夠的冷量部分再配置水冷機(jī)組。但是在某些場合，酒店管理公司或咨詢公司會(huì)要求熱水出水溫度達(dá)到60℃，因而不得不配置燃油（氣）鍋爐。于是就直接按冷量選擇水冷冷水機(jī)組，其中一臺(tái)為帶冷凝熱回收的水冷冷水機(jī)組，為生活熱水預(yù)熱用。再按總熱量選擇鍋爐。

三、初投資的分析計(jì)算

方案一：帶全熱回收的風(fēng)冷熱泵機(jī)組+水冷冷水機(jī)組

方案二：水冷螺桿機(jī)（一臺(tái)帶全熱回收）+燃油熱水鍋爐

生活熱水泵、生活熱水箱、管道及附件等，也不包含末端的空調(diào)設(shè)備。

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四、運(yùn)行費(fèi)的分析計(jì)算

在本文中嘗試用負(fù)荷頻率表法來計(jì)算空調(diào)系統(tǒng)全年總耗能量。參照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)IPLV的定義，來確定空調(diào)系統(tǒng)在不同負(fù)荷時(shí)的頻數(shù)，其具體數(shù)值如下表：

本文中即以額定負(fù)荷的59%作為全年運(yùn)行的平均負(fù)荷，并以平均負(fù)荷作為全年運(yùn)行費(fèi)用的計(jì)算依據(jù)。而在計(jì)算耗電量時(shí)，為簡化計(jì)算，假設(shè)耗電量與負(fù)荷成線性關(guān)系。這樣的近似計(jì)算方法與參考文獻(xiàn)2提供的計(jì)算方法的計(jì)算誤差在10%左右，雖然不盡精確，但作為估算方法，還是有可行性的。

由于不同季節(jié)的運(yùn)行方式不一樣，因而需要現(xiàn)進(jìn)行季節(jié)劃分，在夏熱冬暖地區(qū)，每年運(yùn)行季節(jié)劃分大致如下：過渡季節(jié)為3、4、更多內(nèi)容請(qǐng)?jiān)L問久久建筑網(wǎng)
5、10、11月，共5個(gè)月；供冷季節(jié)為6、7、8、9月，共4個(gè)月；供暖季節(jié)為12、1、2月共3個(gè)月。

由于在不同的季節(jié)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行情況不一樣，而熱水負(fù)荷也隨季節(jié)而變，因而本文按照供冷季節(jié)、過度季節(jié)、供暖季節(jié)三種情況來計(jì)算運(yùn)行費(fèi)用。酒店的空調(diào)系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)都按照每天24小時(shí)運(yùn)行考慮。

（一）夏季運(yùn)行費(fèi)用的計(jì)算

兩種方案的夏季運(yùn)行費(fèi)用如下（按122×24=2928h計(jì)算）：

方案一的空調(diào)系統(tǒng)額定耗電量1021 kW，平均耗電量602 kW，運(yùn)行費(fèi)用為602x2928x1=1762656元；方案二空調(diào)系統(tǒng)額定耗電量1049 kW，平均耗電量619 kW，運(yùn)行費(fèi)用為619x2928x1=1812432元；方案二熱水系統(tǒng)耗油量為135 L/d，熱水耗油費(fèi)用135×7×122=115290，則方案二總費(fèi)用為1927722元。（ 注： 電價(jià)按照1元/ kWh計(jì)算，油價(jià)按照7元/L計(jì)算。）

（二）過度季節(jié)運(yùn)行費(fèi)用的計(jì)算

按照參考文獻(xiàn)1的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在過度季節(jié)，空調(diào)的最大冷負(fù)荷按照設(shè)計(jì)負(fù)荷的60%考慮，因而在過度季節(jié)的額定耗電量近似等于設(shè)計(jì)耗電量的60%。此時(shí)，兩種方案的運(yùn)行費(fèi)用如下（按153×24=3672h計(jì)算）：

方案一的空調(diào)系統(tǒng)額定耗電量612 kW，平均耗電量361 kW，運(yùn)行費(fèi)用為361x3672x1=1325592元；方案二空調(diào)系統(tǒng)額定耗電量630 kW，平均耗電量371 kW，運(yùn)行費(fèi)用為371x3672x1=1362312元；方案二熱水系統(tǒng)耗油量為180 L/d，熱水耗油費(fèi)用180×7×153=193137，則方案二總費(fèi)用為1555449元。

（三）供暖季節(jié)運(yùn)行費(fèi)用的計(jì)算

在冬季運(yùn)行時(shí)，由于室外溫度低于風(fēng)冷機(jī)組在標(biāo)況下的溫度，其制熱量需要修正。而在夏熱冬暖地區(qū)，室外計(jì)算干球溫度最低為2℃。在室外溫度為2℃時(shí)，風(fēng)冷熱泵熱效率為0.9，此時(shí)機(jī)組總熱量為776×2×0.9=1396 kW，大于空調(diào)供暖和熱水的總負(fù)荷：1250+89=1339kW，滿足冬季的使用要求。在2℃時(shí)，單臺(tái)風(fēng)冷熱泵的制熱量為698 kW，機(jī)組輸入功率180 kW。

在上述前提下，兩種方案在冬季的運(yùn)行費(fèi)用如下（按90×24=2160h計(jì)算）：方案一的空調(diào)系統(tǒng)額定耗電量434 kW，平均耗電量256 kW，運(yùn)行費(fèi)用為256x2160x1=552960元；方案二空調(diào)系統(tǒng)額定耗電量45 kW，平均耗電量26.5 kW，運(yùn)行費(fèi)用為26.5x2160x1=57240元；方案二熱水系統(tǒng)耗油量為677 L/d，熱水耗油費(fèi)用677×7×90=426510；方案二空調(diào)熱水系統(tǒng)耗油量為2407 L/d，熱水耗油費(fèi)用2407×7×90=1516536；則方案二總費(fèi)用為2000286元。

五、計(jì)算數(shù)據(jù)分析

由上述計(jì)算可知，方案一初投資為367.8萬元，年運(yùn)行費(fèi)用為363萬元，方案二初投資為329.8萬元，年運(yùn)行費(fèi)用為548萬元。由此可見，雖然方案一的初投資稍高，但是方案一的運(yùn)行費(fèi)用具有明顯的優(yōu)勢(shì)。和帶熱回收的水冷機(jī)組+燃油鍋爐相比，投資回收期僅需要0.2年。

若改用天然氣為燃料，由于天然氣熱值為8400 Kcal/M3，氣價(jià)約3.5元/ M3，則每元錢獲得的熱量為2160 Kcal（考慮燃燒效率0.9），而輕油熱值10400Kcal/kg，油價(jià)約7元/kg，則每元錢獲得的熱量為1337 Kcal，可見，如果使用天然氣為燃料，燃料費(fèi)用為燃油的1337/2160=0.62。則方案一的運(yùn)行費(fèi)用為363萬元，方案二的運(yùn)行費(fèi)用為460萬元。

可見在即使有天然氣可用的情況下，方案一的運(yùn)行費(fèi)用仍具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

六、結(jié)論

本文對(duì)夏熱冬暖地區(qū)酒店的冷凝熱回收方案進(jìn)行了分析計(jì)算，結(jié)果表明，對(duì)于夏熱冬冷低區(qū)的中小型酒店而言，采用帶熱回收的風(fēng)冷熱泵機(jī)組+冷水機(jī)組是最佳選擇。但是在珠海這個(gè)酒店項(xiàng)目中，由于酒店管理方要求設(shè)鍋爐房，因而最終選擇的是方案二。

參考文獻(xiàn)

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