淺議某酒店熱水制備方式的選擇

楊慶豐

1 概述

隨著國內城市化的推進和工業化的進行,城市中酒店、賓館的建設越來越多,而在酒店、賓館的耗能中,生活熱水是僅次于空調的耗能大戶,因此如何選擇和優化熱水制備對酒店、賓館的運行管理有著現實意義。

酒店、賓館對中央空調系統及生活熱水系統要求較高,一般是不可或缺的。在夏季,中央空調系統為建筑室內空間提供冷氣的同時,也向大氣散發大量的熱量。如果中央空調散發的熱量能全部或部分用于加熱生活熱水,則無需燃燒過程就能獲得生活熱水,既節能又環保。空氣源熱泵是以空氣為低溫熱源的熱泵,易受室外溫度、濕度的影響,一般用于長江流域以南地區。好的空氣源熱泵的COP值平均可達4.1以上,其使用成本僅為電熱水器的1/4,燃氣熱水器的1/3,而且空氣源熱泵熱水器一般具有蓄熱功能,可以利用低谷電價制熱水,故可以節能更多。

2 工程實例

湖南長沙某三星級酒店,建筑面積23 106 m2,地下0層,地上6層,其中1層,2層為裙房,是酒店配套服務設施,3層～6層為酒店標準客房,設有標準雙人間及單間,總床位數208床,酒店最高日熱水用量 Qr=58 m3,最高時熱水用量Qrh=16.5 m3。

2.1 太陽能+燃氣熱水鍋爐

由于酒店位于湖南長沙,地處中南地區,冬季溫度較低,單一的太陽能設備難以保障運行,必須設置輔熱設備,考慮到當地氣源充足,優先采用燃氣熱水鍋爐。此種熱水制備方式在春、夏、秋季能充分利用太陽能,大部分時間不用開啟燃氣熱水鍋爐;在冬季太陽能不足時,開啟燃氣熱水鍋爐進行補充,保證熱水供應。運行方式見圖1。

2.2 空氣源熱泵+燃氣熱水鍋爐

空氣源熱泵技術是基于逆卡諾循環原理建立起來的一種節能、環保制熱技術。空氣源熱泵系統通過自然能(空氣蓄熱)獲取低溫熱源,經系統高效集熱整合后成為高溫熱源,用來取(供)暖或供應熱水,整個系統集熱效率甚高。空氣源熱泵有四大優點:

1)節能,有利于能源的綜合利用;

2)有利于環境保護;

3)冷熱結合,設備應用率高,節省初投資;

4)因為它是電驅動,所以它調控比較方便。又由于長沙地區最冷月平均溫度低于10℃,故必須設置輔助熱源,運行方式見圖2。

空氣源熱泵+燃氣熱水鍋爐熱水系統的控制方式參照太陽能+燃氣熱水鍋爐熱水系統的控制方式。

2.3 空調熱回收+燃氣熱水鍋爐

冷凝熱回收技術是通過換熱器回收制冷機產生的冷凝熱,用于加熱生活用水。作為一種低品位的熱源,冷凝熱回收系統還需要配備輔助熱源和蓄熱調節水箱等配套設備。熱回收風冷機組分為全熱回收風冷熱泵機組及部分熱回收風冷機組兩種,本工程選用全熱回收風冷機組。熱回收裝置與冷凝器為并聯安裝,分為夏季運行方式和冬季運行方式兩種。

運行方式見圖3,圖4。圖3中夏季運行時虛線 B段不通,圖4中冬季運行時虛線A段不通,其余運行模式參照太陽能+燃氣熱水鍋爐熱水系統。

3 制熱方案比較

太陽能+燃氣熱水鍋爐(方案一),空氣源熱泵+燃氣熱水鍋爐(方案二),空調熱回收+燃氣熱水鍋爐(方案三)的熱水制取成本分別為19.05元/m3,15.27元/m3,12.08元/m3;設備投入分別為47.2萬元,63.88萬元,43.48萬元;年運行費用分別為30.37萬元,26.95萬元,20.61萬元。酒店的最高日用水量為58 m3,在不考慮其他因素的極端狀況下,一年的熱水用水量為58×365=21 170 m3,在熱水制取成本方面方案二比方案一省21 170×(19.05-15.27)=80 022.6元,而年運行費用方面每年節省30.37-26.95=3.42萬元,就熱水制取成本和運行費用方面,方案二比方案一每年要省11.42萬元,幾乎趕上了兩者的設備價差(63.88-47.2=16.68萬元),即方案二要優于方案一。同樣的,在熱水制取成本方面方案三比方案二省 21 170×(15.27-12.08)=67 532.3元,而年運行費用方面要節省26.95-20.61=6.34萬元,就熱水制取成本和運行費用方面,方案三比方案二每年節省13.09萬元,且方案三比方案二的設備投入還少20.4萬元(63.88-43.48=20.4萬元)。

上述三種方案在技術上都是可行的,都具有一定的節能效果,且系統的操作控制性都比較簡單。相比較而言,方案三即空調熱回收+燃氣熱水鍋爐熱水系統在節能和設備投入效果上都不錯,具有最好的節能效果,運行費用也最低。故選擇空調熱回收+燃氣熱水鍋爐作為此酒店的熱水制取方式。

4 結語

就熱水制備方式,按照節能的角度從優到劣的排列次序為:太陽能、空調熱回收、熱泵、燃氣燃油熱水鍋爐、電熱鍋爐,其中太陽能和空調熱回收屬最環保節能的方式,應優先采用,熱泵次之。另應該結合工程的具體情況,考慮工程的所處地區和建筑的特點靈活選用技術經濟性最好的熱水制取方式。

[1] 電子工業部第十設計院.空氣調節設計手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,1995.

[2] 中國建筑標準設計研究院.全國民用建筑設計技術措施節能專篇(給水排水)[M].北京:中國計劃出版社,2007.

[3] 中國建筑科學研究院.06SS127熱泵熱水系統選用與安裝[M].北京:中國建筑標準研究院,2006.

[4] 林飛慶.太陽能和空氣源熱泵組合熱水系統應用與分析[J].山西建筑,2009,35(16):197-199.