空氣源熱泵在酒店建筑的應用

王麗輝?趙雪潔?肖聚賢

摘要：近年來，民眾生活質量得到了顯著改善，這也使人們愈發追求使用節能產品。本文深入分析了空氣源熱泵在酒店建筑中的相關應用，以期能夠為空氣源熱泵的推廣提供一些幫助。

關鍵詞：空氣源熱泵;酒店建筑;熱水

引言

隨著現代化社會的發展，我國對節能減排提出了更高的要求，越來越多的節能產品也相繼被應用到人們的日常生活之中。空氣源熱泵便是最典型的節能產品之一，并在改善民眾生活質量方面發揮出了顯著作用。為此，以下便對酒店建筑中空氣源熱泵的應用進行分析。

一、空氣源熱泵在酒店建筑中的應用原理

對于空氣源熱泵來說，其是利用蒸發器來吸收空氣內的低溫熱能，以使這些低溫熱能形成液態冷媒，然后通過蒸發處理的技術手段使液態冷媒轉化成低壓高溫氣體，并由壓縮機進行壓縮處理后生成高壓高溫氣體，高溫高壓氣體會被輸送至冷凝器中，這樣氣體中的熱量便會向水介質進行傳遞，從而產生低溫高壓液體，然后利用降壓絕熱節流將這些低溫高壓液態轉化成低溫低壓液體，最后再利用蒸發器將空氣內的熱量進行吸收，如此循環往復，便是空氣源熱泵的工作原理。在空氣源熱泵運行過程中，空氣內的熱量會向介質水中進行有效傳遞，這種傳遞工作是利用熱泵熱水機來完成的，而熱量則并不是通過電加熱方式所產生的，這便大大降低了能源損耗，從而達到節能效果。熱源在介質水中進行傳遞過程中，是利用熱泵熱水機來完成的，由此便可使熱泵只需利用少量的電能來進行能源驅動，然后低溫熱源會吸收低品位熱能，然后在高溫熱源中進行傳輸，由此便達到了泵熱目的。除此之外，利用熱泵技術還可發揮出強化能量品位的作用，在此過程中能量轉換效率的制約會大大降低，主要影響因素則是逆卡諾循環效率，這并非能量轉換過程。所謂能效比便是投入熱泵電能與熱量傳遞能力的占比。

二、空氣源熱泵在酒店建筑中的應用分析

在某酒店建筑中，其每日所消耗的熱水量大約在30t左右，為了達到節能目的，該酒店決定采用空氣源熱泵來進行夜間用水加熱，以確保電能轉移至夜間低谷使用。通常來說，如果水量為1升，當水溫每升至1℃，則其所需熱量為1千卡，而每度電所釋放的熱量則為860千卡，因此酒店必須要對冬季電的使用情況進行充分考慮。通常來說，在酒店建筑中，其冷水進水溫度大約在15℃左右，而將冷水加熱到熱水時，水溫應保持在55℃為宜，因此可通過計算公式來得出加熱量，即Q= CM （T2 -T1）。在上述公式中，熱水量、加熱量以及比熱容分別由M、Q、C進行表示，而冷水溫度與熱水溫度則分別由T1與T2進行表示。由于該酒店建筑位于我國北方地區，冬季氣溫較低，因此具有較高的空氣能利用能效，非常適宜于采用空氣源熱泵技術。根據當地的氣象資料，該酒店建筑所處的河北地區全年的平均氣溫為12℃左右，因此適宜采用空氣源熱泵。根據酒店建筑所在地區的水文數據資料可以了解到，其自來水水源的年平均水溫約為8℃左右，冬季的最低水溫為2℃，在夏季時水源水溫則達到12℃。酒店建筑在應用空氣源熱泵時，其熱泵的臺制熱量為36kw，并共計應用了三臺空氣源熱泵，當冬季來臨時，酒店中的熱泵運行時間約為17.3h左右。在標準工況中，環境溫度為20℃時可當作空氣源熱泵的熱效率，并按照15℃的標準水溫來進行計算，對比對象為帶電輔助加熱，核算周期為120天，其熱效率約為280%。通常來說，如果使用空氣源熱泵的電能為峰谷電，則會在一定程度上節省電費，相應的每噸熱水的成本也會有所下降。

結合酒店建筑所處地區的氣象資料可以了解到，當環境溫度達到-18℃的最低氣溫時，其進水溫度僅為2℃左右，而要想將出水溫度加熱至55℃，則至少要提高53℃的溫度，此時要用三臺36kw的空氣源熱泵來進行加熱，并將1.6作為制熱性能系數，如果環境溫度為-18℃的最低氣溫，則應進行16個小時的連續運行。通過對比分析太陽能熱水器、燃氣熱水器、電熱器和空氣源熱泵熱水器這四種產品在酒店建筑中的應用經濟性，可以了解到相比于其他三種產品，空氣源熱泵熱水器在經濟性上要更具優勢，而且其運行費用也更低，無論是在節能效果，還是在環保性上都要顯著優于其他類型的熱水器。通過采用上述熱水器將水溫從14℃的冷水加熱到56℃的熱水，水量為100L，并對比這些熱水器的年運行費用，可以看出，相比于太陽能熱水器，采用空氣源熱泵熱水器的年運行費用要節約92.3元，而相比于電熱水器，其年運行費用則節約高達800元，相比于燃氣熱水器，其年運行費用可節約274.2元。當酒店建筑的熱水消耗量為每日30t時，采用太陽能熱水器要比空氣能熱泵熱水器的成本多花費2.21萬元，而采用電熱水器則要比空氣能熱泵熱水器的成本多花費19.7萬元，采用燃氣熱水器要比空氣能熱泵熱水器的成本多花費6.4萬元。由此可以看出，在酒店建筑中應用空氣源熱泵來對進水冷水進行加熱，其經濟性要更加顯著。并且，相比于其他類型的熱水器而言，在應用空氣源熱泵熱水器過程中，其安全性、熱效率等方面都更具明顯的優越性。

三、結語

總而言之，目前的酒店建筑絕大多數采用集中供熱系統，因此通過深入分析空氣源熱泵在酒店建筑中的應用方式，能夠使灑店建筑的集中供熱系統變得更加高效，并為酒店建筑創造更多的經濟效益。

參考文獻：

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[3]譚宇霖. 生態設計在酒店室內設計中的應用分析[J]. 工程建設與設計，2020（16）：43-44.

作者簡介：

王麗輝（1982-09），女，漢族，河北石家莊人，碩士研究生，副教授， 從事供熱通風與空調方面研究。

趙雪潔（1980-02），女，漢族，河北滄州人，碩士，講師，從事法學、工程管理類研究

肖聚賢（1986-07），女，漢族，河北石家莊人，碩士，講師，從事建筑設計和教育教學工作研究

課題來源：河北省科技廳2018年重點研發計劃自籌項目《空氣源熱泵系統應用于公共建筑的節能技術研究》（項目編號：18274515）

作者單位：石家莊職業技術學院