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寒冷地区划分|寒冷地区酒店夏季空调冷凝热的回收利用

来源:经济论文 时间:2018-11-09 点击: 推荐访问:

   摘要:本文将论述寒冷地区酒店应考虑对夏季空调的冷凝热回收利用。
  关键词:“高温水源热泵机组”、 “冷凝热”、“蓄热水箱”
  中图分类号: TU831.3+5 文献标识码: A 文章编号:
  引言
  热带、亚热带地区(如广州、海南)的酒店建筑全年有空调冷负荷和生活热水需求,采用高温水源热泵机组回收制冷系统排放的冷凝热制取生活热水,具有明显的节能效果和较好的经济效益。关于这方面的分析已经很多.(见1)
  寒冷地区(如京津地区)的酒店建筑(冷源为水冷冷水机组)中,因冬季空调冷负荷较小或几乎没有,采用高温水源热泵机组回收制冷系统排放的冷凝热的方案较少被采用。本文将论述:寒冷地区酒店建筑中,采用高温水源热泵机组回收制冷系统排放的冷凝热制取生活热水的方案,经过合理设计是可行和经济的,并且提出能否采用这种方案的判断依据。
  2.酒店建筑的空调系统介绍
  热带、亚热带地区的酒店建筑,采用高温水源热泵机组回收制冷系统排放的冷凝热制取生活热水,需对全年生活热水需求和空调冷负荷进行分析,如果最不利的月份,回收空调系统的冷凝热量满足制生活热水的需求,则这个方案优于热水锅炉制取生活热水的方案,高温水源热泵机组完全替代热水锅炉成为制取生活热水的热源。
  寒冷地区的酒店建筑,高温水源热泵机组仅在制冷季节运行,回收制冷系统排放的冷凝热制取生活热水,冬季因空调冷负荷较小或几乎没有,制备生活热水仍需采用热水锅炉。冷凝热回收系统的设置不能起到较小热水锅炉容量或替代热水锅炉的作用。整个制冷季节,每天的空调总冷负荷是变化的,按尖峰空调负荷下排放的冷凝热选取水源热泵机组,将使其在部分空调负荷工况下,机组制热能力得不到充分利用,会使因设置水源热泵系统而增加的投资期变长,系统的经济性降低。这时系统设计应按照绝大多数时间冷凝热回收系统能满负荷运行对水源热泵机组选型,即最小空调负荷工况下,回收利用的冷凝热量小于生活热水需求,不足的部分由热水锅炉补充,这样最大限度发挥水源热泵机组回收空调冷凝热的经济性优势,又能满足全部生活热水需求。
  3.以某工程为例,对高温水源热泵机组回收空调系统冷凝热和燃气锅炉制备热水的两个方案进行经济技术比较分析。
  一.工程概况和系统设置。
  天津某五星级酒店,客房和高级公寓区域的面积46000m2,空调冷源采用电驱动水冷冷水机组,热源为市政热网,生活热水热源为燃气锅炉,客房区总冷负荷4140Kw,生活热水最大小时负荷1460Kw。
  燃气锅炉制热费用0.206元/kwh,水源热泵机组制热费用(夜间运行)0.082元/kwh,为达到最大的经济性,应保证水源热泵机组在过渡季节的夜间也能满负荷运行,所以按照最大空调计算负荷的50%时的夜间负荷选择水源热泵主机的容量(见空调冷负荷逐时分布图)。水源热泵制热量745kw,耗电量124kw,蒸发器进出水温30/25度,冷凝器进出水温60/65度。
  
  
   流程图
  1.电制冷水冷机组2.冷却塔3.冷却水泵4.冷却水泵5.热水循环泵6.水源水泵机组7.蓄热水箱8.加热盘管
  
  二.运行模式
  高温水源热泵机组在夜间低谷电价段运行,即第一天23:00至第二天7:00,总制热量5960kwh,。公寓和客房的全天热水需求为7000kwh。满足87%左右的热水需求。第一天夜间利用蓄热水箱将储存热水,第二天白天优先使用蓄热水箱的热水,用尽蓄热水箱的水后,再利用燃气锅炉制取热水。(注:因燃气锅炉的最大生活热水负荷出现在冬季,因此采用热泵机组24小时运行的方式不能起到减少设备容量的作用,所以可以选择采取夜间运行利用低谷电的方式)
  
  
  三、方案的经济技术比较
  (1)经济技术比较的对象:
  方案一:设置水源热泵机组,负担制冷季生活热水负荷的部分负荷,不足部分由燃气锅炉补充。
  方案二:燃气锅炉负担全部生活热水负荷。
  两个方案的不同点在于:制冷季生活热水部分负荷,由水源热泵机组承担还是由燃气锅炉承担,针对这一部分生活热水供应的两个方案进行经济技术比较
  (2)基础数据
  1.电增容费+配电设施费用1280元/KVA
  2.平均电价 0.74元/度
  3.峰谷电价1.13/0.36元/度
  4.燃气使用费2.4元/Nm3
  5.水源热泵机组价格0.7元/w(供热工况) 不含末端
  6.供冷期运行天数均为120天,过度季为30天(供冷)。
  (3).综合年平均费用计算过程
  考虑设备寿命周期为15年,电力增容费、与设备相关的投资按设备寿命周期折算,,则综合年平均费用(设备折旧+运行费+市政外网折旧费)概略值如下表:
  
  
  
  因水源热泵加热系统而增加的投资,理论计算5.3年可收回。
  对于不执行峰谷电价的工程,可选择高温水源热泵机组全天运行的模式,其回收周期与夜间利用低谷电价的方案基本一致。
  四.能耗分析
  将耗电按发电效率折合成标准煤,把消耗燃气按同等发热量折合成标准煤,则水源热泵机组制生活热水的方案比燃气锅炉制生活热水的方案一个制冷季节可节省78吨标准煤。
  结论:利用水源热泵机组回收空调冷凝热制生活热水,归根到底是以新风负荷、维护结构负荷等天然热量和人体、设备产生的废热作为低温热源,经热泵提升成高温水加以利用,节省了大量一次能源,且对于一次能源的利用率大大高于直接利用一次能源加热生活热水的系统,实现了节能减排。寒冷地区酒店建筑中,采用高温水源热泵机组回收制冷系统排放的冷凝热制取生活热水的方案,经过合理设计是可行和经济的,判断方案经济性的依据是:最小空调负荷工况下,回收利用的冷凝热量小于生活热水需求。
  参考文献
  1.《广州某酒店空调冷凝热回收系统技术经济分析》舒力帆、左政,建筑热能通风空调, 2007 Vol.26 No.04  
  2. :《热泵技术应用理论基础与实践》马最良等著,中国建筑工业出版社, 2010-06

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