賓館冷熱源系統節能改造效果分析及應注意的問題

苗　青

(上海寶鋼節能環保技術有限公司，上海　201900)

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賓館冷熱源系統節能改造效果分析及應注意的問題

苗青

(上海寶鋼節能環保技術有限公司，上海201900)

摘要:以上海某三星級旅游涉外賓館為例，針對該賓館冷熱源系統的基本情況，制定了冷熱源系統改造后的運行策略，比較了節能改造前后兩種冷熱源系統配置的經濟性和運行安全性，并總結了實施該類工程應注意的相關事項，為同類型的節能改造工程提供了參考借鑒。

關鍵詞:冷熱源系統，節能改造，運行策略

0　引言

20世紀90年代，夏熱冬冷地區設計建造的賓館空調系統及衛生熱水的供應方式多采用冷水機組+燃油鍋爐的形式。2010年以來隨著冷水機組和鍋爐效率的下降，加之燃油價格的上漲，給節能改造帶來了一定的經濟性。筆者參與了上海地區幾個以合同能源管理方式進行的賓館冷熱源系統節能改造。改造方式多為風冷熱泵+全熱回收型風冷熱泵機組替換原有冷熱源系統的形式。那么該改造方案實施前后冷熱源系統的經濟性及安全性如何，項目過程又應注意哪些問題。

1　賓館冷熱源系統情況

1．1賓館冷熱源需求特點

以上海某三星級旅游涉外賓館為例，該賓館總建筑面積約為20 000 m2，共14層，客房330間。房間空調末端采用風機盤管+新風模式，24 h供應生活熱水。賓館冷熱源需同時滿足夏、冬兩季空調負荷需求及全年生活熱水需求。夏季、冬季空調供回水設計溫度分別為7℃～12℃和50℃～45℃。

1．2改造前冷水機組+燃油鍋爐系統

改造前賓館空調冷源為1臺型號19XL的離心式冷水機組，制冷量為1 163 kW，1臺型號30HR活塞式冷水機組，制冷量為700 kW。使用情況為夏季冷負荷比較大時啟動制冷量較大的離心機組，冷負荷較小時啟動制冷量較小的活塞機組。2臺冷水機組并未同時使用，在一定程度上起到了互為備用的作用。

改造前賓館冬季空調熱源和全年生活熱水制備由2臺燃油熱水鍋爐提供:1臺為CWNS0．93-90/65Y，額定輸出熱量為930 kW; 另1臺為CWNS1．17-90/65Y，額定輸出熱量為1 163 kW，燃料消耗量為106．1 kg/h輕質柴油。2臺熱水鍋爐不同時使用，互為備用。

分析認為30HR活塞式冷水機組以及柴油鍋爐使用已經超過10年，效率下降，能耗增加。加之柴油價格的波動，也增加了系統運行成本。

1．3改造后風冷熱泵+全熱回收型風冷熱泵系統

根據改造前系統的運行情況，該賓館夏季空調冷負荷為不超過1 163 kW，冬季空調熱負荷約為600 kW。根據賓館實際使用情況，每天最大需求熱水量為55℃生活熱水60 m3(包括客房和員工浴室用水)。生活熱水系統中原有40 m3的蓄熱水箱。上海商業建筑谷電價小于峰電價的30%，充分利用夜間低谷電價制備生活熱水是必要的，本次改造在地下室增配30 m3蓄熱水箱，充分利用夜間8 h低谷電價制備生活熱水，按照進出水50℃溫差計算，8 h制備60 m355℃熱水，所需的加熱功率為436 kW。考慮到60 m3用熱水水量為歷史統計的最大值，加之大多數情況下冷熱水進出水溫差小于50℃，且保留原有燃油鍋爐1臺作為備用，故實際選取的生活熱水加熱功率為345 kW。

本次節能改造，拆除1臺燃油鍋爐，報廢1臺冷水機組，選用風冷螺桿式熱泵機組2臺(單臺額定制熱量390 kW、制冷量350 kW)滿足冬季空調負荷需求，過渡季節可單開制冷;選用全熱回收型風冷熱泵機組1臺(額定制熱量345 kW、制冷量271 kW，高溫型)制備55℃生活熱水，夏季開啟全熱回收模式制冷同時制備生活熱水。

2　冷熱源系統改造后運行策略

2．1空調冷熱源系統運行策略

冬季運行工況，部分負荷時開啟單臺風冷熱泵機組，滿負荷時開啟2臺風冷熱泵機組，燃油鍋爐備用。

夏季運行工況，部分負荷時開啟全熱回收型風冷熱泵機組(制冷+熱回收模式)，供冷同時制備生活熱水;負荷逐步增加時再開啟1臺風冷熱泵機組供冷，負荷再增加時啟動原有保留的1臺冷水機組聯合全熱回收風冷熱泵機組一同供冷，關閉風冷熱泵機組。此時2臺風冷熱泵機組可作為冷水機組的備用冷源。

2．2制備生活熱水運行策略

冬季和過渡季節工況，開啟全熱回收風冷熱泵機組單制熱水模式，充分利用夜間8 h低谷電價制滿55℃熱水存入蓄熱水箱。

夏季工況，全天開啟全熱回收風冷熱泵機組熱回收模式，制冷同時制備生活熱水。

原系統保留的1臺燃油鍋爐作為生活熱水和冬季空調的備用熱源。

3　經濟性及安全性比較分析

3．1經濟性比較

改造前，賓館平均入住率58%。燃油鍋爐消耗0號柴油年均158 t，故全年衛生熱水和冬季熱空調用0號柴油共158 t。0號柴油的價格按照6 500元/t計算，消費102．7萬元。夏季冷水機組年平均用電47．6 kWh，消費42．9萬元。全年冷熱源設備運行費用合計145．6萬元。

改造后，空調冬季采用風冷熱泵機組供熱，過渡季節采用風冷熱泵機組供冷，夏季高溫天氣采用原有冷水機組供冷。全年生活熱水采用全熱回收型風冷熱泵機組制備，夏季及過渡季節優先開啟制冷同時制備生活熱水。冬季極冷天氣以燃油鍋爐作為備用。本系統于2011年改造完成，新系統投運的前兩年運行電耗平均為116萬kWh/年，柴油使用為0，由于充分利用的夜間低谷電價制備生活熱水，電費總計96萬元。第三年開始，制備生活熱水的全熱回收型風冷熱泵機組出現故障，在設備維修期間啟動燃油鍋爐，產生了部分油耗。

表1列出了改造前后冷熱源設備能源使用情況。

表1　冷熱源設備能源使用情況

比較可知，該節能改造項目達到的節能率并不高。但由于充分利用了低谷電價制備衛生熱水，項目實施后拉低了總體電價水平。每年能夠節約運行費用近50萬元，這也是該類項目能夠采用合同能源管理方式實施的關鍵所在。

3．2運行安全性比較

從節省運行費用的角度，改造后的系統比改造前有明顯的效果。冷熱源系統的運行安全對賓館的正常經營是非常重要的。改造前的冷水機組+燃油鍋爐系統均采用了一用一備的方式。這是對整個賓館的空調和生活熱水的安全供應做了保障。

改造后采用風冷熱泵+全熱回收風冷熱泵機組，從實際運行效果看滿足了賓館空調和熱水的基本需求。但從運行第三年開始，全熱回收機型機組出現故障，停機維修期間，不得已啟動了燃油鍋爐制備生活熱水。從安全運行的角度考慮，應考慮多臺機組的互為備用，也可備用其他熱源，本項目以原有的1臺燃油鍋爐作為備用。另外，在夏季極端高溫條件下，采用風冷機組制冷也是不經濟的，在條件許可的情況下，可保留1臺效率較高的冷水機組與之配合。

4　其他應注意的問題

1)應考慮設備基礎的承重能力。此類賓館冷熱源節能改造項目，需充分考慮風冷熱泵機組的放置位置，屋頂為風冷熱泵機組通常選擇放置的位置，在項目實施前一定要充分論證房屋結構承載力問題，必要時需搭設鋼結構平臺，分散集中荷載。2)應考慮配電容量是否滿足改造要求。增加風冷熱泵機組等設備需要充分考慮賓館原有系統配電能力是否滿足要求，若還需新增配電箱甚至擴容變壓器才能滿足新增設備的用電要求則是不經濟的。3)應考察末端管網系統的實際水力平衡情況。鍋爐可根據實際情況提升供水溫度達到滿足最不利空調末端的供暖需求，而常規風冷熱泵機組的冬季供水溫度一般為45℃。4)應檢查原有熱水系統循環管路是否通暢。不排除一些賓館生活熱水供應系統管路老化，造成生活熱水系統內循環管路不通，為滿足使用需求，鍋爐系統將生活熱水溫度燒至60℃以上供出，造成能源的極大浪費。但是改造后采用高溫型全熱回收風冷熱泵機組制備生活熱水溫度一般為55℃，無法掩蓋該問題的存在。

上述問題，如果不在項目實施前充分考慮和解決，也會給項目的實施考核帶來極大的風險。

5　結語

用風冷熱泵機組替代燃油鍋爐和冷水機組的賓館冷熱源系統節能改造項目要兼顧經濟性和安全性的平衡。夏熱冬冷地區采用風冷熱泵系統+全熱回收風冷熱泵系統替代冷水機組+燃油鍋爐系統具備較好的節約運行費用的效果，但保障冬季工況下的安全運行建議保留1臺鍋爐作為備用熱源。夏季極端氣溫采用風冷熱泵機組供冷效率不如冷水機組高，如果條件允許可保留1臺冷水機組作為夏季調峰使用更為經濟。另外，項目成功實施還必須考慮到設備基礎承載力、配電容量、空調及熱水管網系統等系列相關問題。

參考文獻:

［1］陸耀慶．實用供熱空調設計手冊［M］．北京:中國建筑工業出版社，2008．

［2］GB 50019—2003，采暖通風與空調工程技術規范［S］．

［3］GB 50015—2003，建筑給排水設計規范［S］．

Energy-saving transformation effect analysis and matters needing attention of hotel cold-heat source system

Miao Qing
(Shanghai Baosteel Energy Tech Co．，Ltd，Shanghai 201900，China)

Abstract:Taking the three-star foreign tourism hotel in Shanghai as an example，in light of basic cold-heat source system conditions of the hotel，the paper formulates the cold-heat source system operation strategies after transformation，compares economy and operation security of two kinds of cold-heat source system distribution before and after transformation，and summarizes matters needing attention in implementing the engineering，which has provided some guidance for similar energy-saving transformation engineering．

Key words:cold-heat source system，energy-saving transformation，operation strategies

作者簡介:苗青(1983-)，男，碩士，工程師

收稿日期:2015-10-22

文章編號:1009-6825(2016)01-0198-03

中圖分類號:TU201．5

文獻標識碼:A