熱泵技術在某酒店中的應用

劉瀟瀟，廉國海，郭馨澤

（1.湖南省電力公司 電力科學研究院，長沙 410007；2.湖南省電力公司，長沙 410007；3.長沙電力職業技術學院，長沙 410000）

熱泵技術在某酒店中的應用

劉瀟瀟1，廉國海2，郭馨澤3

（1.湖南省電力公司 電力科學研究院，長沙 410007；2.湖南省電力公司，長沙 410007；3.長沙電力職業技術學院，長沙 410000）

介紹旅游景點某酒店熱水供應系統改造前情況。通過實地考察，采用空氣源熱泵技術進行節能改造，并給出了切實可行的實施方案，將改造前后用電量數據進行比對分析，結果顯示改造后節能率大幅提升。

熱泵技術；節能改造；空氣源熱泵

一般而言，酒店傳統的熱水供應采用燃煤、燃氣或電阻加熱等方式，不僅能源消耗過大，而且燃煤、燃氣方式產生的一氧化碳等氣體也會對大氣造成嚴重污染。在節能減排呼聲日益高漲的今天，低能耗、低污染、低排放的酒店熱水供應系統產品也逐步廣泛應用。熱泵技術因其采用可再生能源、高效節能、無污染、維護成本低等特點，成為傳統供熱的一種優化替代方式，并已被人們廣泛應用很多年，尤其在歐洲、日本等國在20世紀末就已投入使用。

目前熱泵技術根據其吸收能源類型，可分為3大類：水源熱泵、空氣源熱泵和土壤源熱泵。地處某旅游景點的某酒店原有熱水供應系統運行經濟成本較高，在綜合考慮其地理位置、環境因素后，采用空氣源熱泵技術對該酒店進行節能改造，改造后節能效果明顯。

1 酒店改造前情況分析

改造前，該酒店熱水供應系統有2個電熱水箱，容水量60 t（30 t×2）。每個電熱水箱采用電熱阻加熱方式，輸入功率為720 kW。由于電阻發熱對電能消耗過大，運行經濟成本較高，加上管網系統中的主管普遍采用三型聚丙烯管（PPR）管保溫地埋，在溫度較低的冬季容易凍壞且漏點較多，熱損失較大，因此考慮對其進行節能改造。

該酒店2011年全年電熱用水情況如表1所示，累計電量如圖1所示。

表1 2011年酒店電熱用水明細表

圖1 2011年酒店熱水箱用電量趨勢圖

從圖1可看出，該酒店熱水箱用電高峰期在3、4、10、11、12這5個月。 4月春季，10、11月金秋是該景點旅游高峰期，酒店房間入住率很高，熱水用量大；3、12月酒店入住率不高，但溫度較低，熱水需求用量同樣較大。5、6、7、8、9月雖然也是該景點旅游高峰期，但因溫度較高，熱水需求量不大。

2 節能改造

2.1 熱水箱改造

空氣源熱泵采用低溫位空氣作為冷源接入，用之不竭、清潔環保，但其運行環境限制也存在一定弊端。當空氣溫度過低時，空氣源熱泵單位制熱量急劇減少，系統制熱性能下降明顯，經濟性顯著降低。該酒店所在地區2009—2011年月平均氣溫如表2所示。

表2 當地2009—2011年月平均氣溫℃

從表2可以看出，該地區全年氣溫適宜空氣源熱泵運行，在4—11月旅游高峰期，平均氣溫在15℃以上，且不超過30℃，恰好是空氣源熱泵高效運行的適宜溫度范圍，且在5月、9月、10月熱泵機組綜合能效最高，節能效果顯著。1、2月旅游淡季，酒店用水量少，避免了因溫度較低，空氣源熱泵制熱效率低的問題。

此次熱水供應系統改造將熱水箱放置于地下層鍋爐房，同時將空氣能熱泵機組放置于樓頂，便于充分換熱。

結合表1中酒店2011年全年電熱用水情況明細，熱水箱最大吞吐容量設計為60 t/天。根據水文數據統計，該酒店12月入口水源平均溫度為8℃，將其作為空氣源熱泵機組最大功率測算基礎數據，那么將水加熱至酒店所需的55℃，所需制熱量為

60 L×1 000（用水量）×（55℃-8℃）（溫升）×1.1（熱損）=3 102 000 kJ

將單位千焦換算成kWh為

3 102 000 kJ÷860 kJ/kWh=3 606.98 kWh

最后得出熱泵機組最大總輸入功率為

3 606.98 kWh÷16 h÷3=75.15 kW。 16 h為日工作時間；3為冬季COP值。

考慮到冬季實際上酒店入住率并不高，主要為酒店日常工作用水，可適當降低熱泵機組輸入功率，來降低投資成本，提高機組利用率。

取該酒店全年入口水源平均值10℃作為空氣源熱泵機組功率設計測算基礎數據，那么將水加熱至55℃，所需制熱量為

60 L×1 000（用水量/升）×（55℃-10℃）（溫升）×1.1（熱損）÷860 kJ/kWh÷16 h（日工作時間）÷3.5（COP均值）=61.66 kW

最終選用7臺8.8 kW的空氣源熱泵機組來完成此次熱水箱節能改造。

2.2 管道改造

經現場查勘，由于原熱水系統主水管道采用地埋方式，主水管道材質為PPR管。由于冬季冰凍等原因，主水管常出現較多漏點，而且漏點查找需開挖水泥路面，因此此次管網改造將采用沿路面花壇進行開挖，制作管道溝，在管道溝內采用鋼質材料制作熱水主水管，并與各樓宇熱水進水管道進行對接。由于管道改造的地下部分采用耐腐蝕材質，使用壽命長達50年，極大提高了整個酒店熱水供應穩定性，減少了后期維護成本。

3 效果比對分析

根據該酒店2011年全年電熱水用能數據，2011年全年電熱水耗電106.99萬kWh，總熱水用量為1.95萬t，按照電價0.588元/kWh計算，每加熱1 t水用電成本為32.26元。改造后空氣源熱泵機組全年耗電32.77萬kWh，年節約電量74.23萬kWh，每噸水加熱成本降低32.26元-9.88元=22.38元，年節約電費43.65萬元。

改造前后用電量數據比對曲線如圖2所示。不難發現，空氣源熱泵相比該酒店改造前的普通電能式熱水箱，消耗電能降低70%，用電效率更高，經濟性更好。

圖2 改造前后用電量數據比對圖

4 結束語

為積極響應國家關于建設綠色、節能、環保型酒店和國家旅游局關于加強綠色飯店建設的要求，對旅游景點酒店進行了熱水供應系統節能改造。通過運用空氣能熱泵技術，酒店熱水供應系統節能率大幅提升。同時，由于用電部分不直接接觸水源，在安全、環保方面更優于普通電能式熱水箱，因此，空氣源熱泵改造工程完成后，達到了節能、安全、環保等多重效果。

The application of energy?saving heat pump technology in a hotel

LIU Xiao?xiao1，LIAN Guo?hai2，GUO Xin?ze3
（1.State Grid Hunan Electric Power Corporation Research Institute,Changsha 410007,China；2.State Grid Hunan Electric Power Company,Changsha 410007,China；3.Changsha Electric Power Technical College,Changsha 410000,China）

This paper specifies the old hot water feed system of a hotel in the scenic spot.After investigation and study,feasible solution is proposed and air?source heat pump technique is used for energy?saving reformation.Compared with power consumption before reformation,energy?saving increases a lot.

heat pump technology;energy saving reforma?tion;air source heat pump

TK018；F407.61

B

1009-1831（2014）01-0034-03

2013-11-07