天津某星級酒店衛生熱水優化解決方案

唐湘軍 秦廣旭

摘 要：隨著超低溫熱泵技術的發展，目前熱泵的使用范圍已經逐步擴大到我國華北甚至東北地區，并且取得了較好的節能效果。特別對于酒店類建筑，常年需要制取衛生熱水，傳統方案為電鍋爐制熱，能耗費用高?？諝庠礋岜脽崴鳛榫频杲ㄖ档湍芎模澥∵\行費用提供了一種新的解決方案。本文以天津市某酒店為例，對采用空氣源熱泵熱水器替代原電鍋爐方案進行了技術經濟分析，為該地區同類改造提供參考。

關鍵詞：酒店；衛生熱水；空氣源熱泵熱水器；節能

1 引言

空氣源熱泵熱水器為一種利用空氣作為低溫熱源來制取生活熱水的熱泵熱水器，主要由空氣源熱泵循環系統和蓄水箱兩部分組成。空氣源熱泵熱水器就是通過消耗部分電能，把空氣中的熱量轉移到水中的制取熱水的設備。可節省每年的人工費、年檢費用等間接費用，只需少量電能即可產生大量熱水，既響應了國家倡導的利用可再生能源的號召，又可體現管理者綠色、節能、環保的意識和理念。

隨著超低溫熱泵技術的發展，目前熱泵的使用范圍已經逐步擴大到我國華北甚至東北地區，并且取得了較好的節能效果。特別對于酒店類建筑，常年需要制取衛生熱水，傳統方案為電鍋爐制熱，能耗費用高?？諝庠礋岜脽崴鳛榫频杲ㄖ档湍芎模澥∵\行費用提供了一種新的解決方案。

2 項目概況

2.1 酒店概況

天津某星級酒店酒店是以住宿、餐飲、會務等各類服務為一體的三星級酒店，酒店于2009年9月正式開始營業。

酒店建筑面積14，300平方米，地下、地上共10層；備有人性化設計、裝修典雅、設施完備、舒適溫馨的行政套房、豪華商務客房等各類房型共190間。

2.2 衛生熱水系統概況

酒店目前衛生熱水系統采用兩臺72KW的電熱水鍋爐，相應配置有2個容量為10m3的蓄熱水罐。系統采用循環加熱方式，設定供熱水溫度為52℃。

3 衛生熱水系統現狀分析

由于衛生熱水系統缺少水表和熱量表等計量裝置，故只能根據根據電熱水鍋爐的耗電量統計進行推算。2016年7月13日至17日，酒店工程部人員對電熱水鍋爐的耗電量進行了分時段記錄，我們在此基礎上對酒店衛生熱水系統的現狀進行了初步分析。

3.1 電鍋爐日耗電量及成本分析

根據7月13日至17日酒店工程部人員對電熱水鍋爐耗電量進的分時段記錄，整理統計如下：

7月13日：高峰用電300kwh，平段120kwh，低谷180kwh，總計600kwh；

7月14日：高峰用電240kwh，平段150kwh，低谷180kwh，總計570kwh；

7月15日：高峰用電180kwh，平段210kwh，低谷180kwh，總計570kwh；

7月16日：高峰用電300kwh，平段120kwh，低谷240kwh，總計660kwh；

7月17日：高峰用電539kwh，平段120kwh，低谷180kwh，總計839kwh；

根據以上統計可以看出，統計期內電鍋爐的平均日耗電量為648kwh，高峰、平段和低谷用電分別占比48%，22%和30%。

根據天津市分時電價標準，可計算出電鍋爐的平均用電單價：

S=1.2837×48%+0.8457×22%+0.4287×30%=0.9329元/kwh

3.2 衛生熱水耗量分析

根據電鍋爐耗電量統計情況及熱水耗熱量計算公式Q=cm·=q·（q為電鍋爐耗電量；η為鍋爐熱效率，取98%），結合酒店提供的入住房間數，我們對酒店的衛生熱水日耗量進行了計算分析。

根據統計數據，統計期內酒店平均消耗52℃熱水量為16.38噸/天，單位房間用熱水量為143L/間·d。

根據酒店提供的信息，酒店共有房間數190間，日平均入住率約60%，即114間/d。則平均每天共需熱水：143 L/間·d×114間 =16325 L/d = 16.325 T/d。

3.3 電鍋爐年耗電量分析

由于熱水供應溫度恒定（52℃），而鍋爐入口水溫（即自來水溫度）則隨季節變化，因此需分別計算夏季、冬季和過渡季的熱水耗熱量。根據天津市自來水水質資料，本市自來水的供水溫度約夏季20℃，冬季5℃，過渡季按12℃計算，則可分析各不同季節衛生熱水的總耗熱量，進而推算電鍋爐年耗電量。

考慮夏季為123天，用水量為16.325T/d；考慮過度季為121天，用水量為夏季的80%；冬季為121天，用水量為夏季的70%；用電單價按計算結果0.9329元/kwh計。

通過上述分析可知，酒店年衛生熱水（52℃）消耗量為4971噸/年，既有衛生熱水供應方式下，電鍋爐耗電量為22.9萬kwh/年，電鍋爐年運行電費為21.4萬元。

4 衛生熱水優化解決方案

4.1 空氣源熱泵熱水機簡介

（1） 設備概況及用途 。空氣源熱泵熱水機是一種節能、安全、環保的制熱水設備，是替代燃油、燃煤、燃氣鍋爐和電熱水器的理想設施。機組主要用于制取最高水溫為60℃（特種冷媒最高可達65℃）的生活、生產或采暖用熱水。機組使用的環境條件：干球溫度-10～45℃、相對濕度0～100%。

機組可廣泛應用于招待所、酒店、賓館、美容美發店、健身館、浴室桑拿、家庭、小區、學校、醫院、職工宿舍、公寓、別墅、游泳池、養殖場、溫室、溫泉、生產企業等場所，可單獨使用，也可集中使用。

（2）設備工作原理?？諝庠礋岜脽崴畽C的組成及工作原理同空調近似，機組制冷劑循環由壓縮機、蒸發器、冷凝器和膨脹閥/毛細管四大主要部件組成，通過讓制冷劑不斷完成蒸發（吸取環境中的熱量）→壓縮→冷凝（放出熱量）→節流→再蒸發的熱力循環過程，從而將環境里的熱量轉移到水中；水箱與熱泵之間通過循環水泵把冷水加熱成55℃高溫熱水，制熱水高效節能。

4.2 工程方案

（1）方案思路。為降低酒店衛生熱水成本，擬采用空氣源熱泵熱水機作為主要熱源加熱衛生熱水，同時保留原有電鍋爐，與空氣源熱泵并聯，作為調峰或應急使用。

系統原有的2個10m3蓄水罐及熱水循環泵仍然保留。

（2）設備選型。根據酒店工程部人員介紹，夜間和早晨用熱水高峰時段，兩臺鍋爐需同時滿負荷運行，因此為保證酒店熱水供應的穩定，綜合考慮經濟性。初步選型建議為4臺DKFXRS-33空氣源熱泵熱水機（低溫型），額定制熱量為4×33KW，單機額定輸入功率為9.5KW。

（3）節能量分析。根據本方案3.3的分析，衛生熱水全年耗熱量為224529kwh，其中夏季和過度季衛生熱水耗熱量為148710kwh。

按空氣源熱泵僅夏季和過度季運行，冬季仍由電鍋爐供熱水計算，熱泵運行綜合COP按3.5計算，系統夏季及過度季運行耗電量為148710÷3.5=42489 kwh。

系統夏季及過度季運行電費42489×0.9329=39639（元）

根據業主方要求，項目冬季仍由電鍋爐供熱水，計算運行電費72179元，則全年衛生熱水耗電量為39639+72179=111818元。

相比電鍋爐供熱水方案，年可節省運行費用10.2萬元。

4.3 項目投資及經濟性分析

項目預計設備投資16.80萬元，其它費用約5.04萬元，總投資21.84萬元。改造完成后，年節省電費10.2萬元，靜態投資回收期2.1年。

5 結語

與原電熱水鍋爐方案相比，空氣源熱泵熱水機組初始投資雖相對較高，但后期運行費用大幅節省60%以上，項目投資回收期1～2年左右（視用戶電價，熱水使用量等因素）。 因此本項目具有良好的社會效益、環境效益和經濟效益，建議盡快實施。