混合源热泵热水机组在酒店工程中的应用
一.前言
目前,市面上的热泵热水机组大都是使用空气源来进行换热,少量采用水源换热,这两种设备都只能单向利用制取卫生热水。珠海天济能源公司研发的“混合源超效热能机组”能根据实际工况,自由切换空气源和水源,充分利用冷热两端,可以在制取热水的同时提供冷量(冷气或冷水);可以有效降低中央空调运行费用,根据工况条件最有效的做到节能排减。下面简单介绍该种机组在工程上冷热端双向综合利用的实际案例。
二.项目介绍及要求
1酒店原卫生热水系统简介:
酒店原卫生热水供应情况:酒店的热水系统主要供应客房洗浴和健康中心的桑拿洗
浴,由设在18楼的热水锅炉系统提供,由热水箱出来后,客房和桑拿洗浴热水管路系统是两套独立的管路。
原有热水锅炉 (柴油) (台) |
供水温度 (℃) |
客房 (间) |
房间入住 人数 (人/间) |
入住 率 (%) |
人均 用水量 (人/m³) |
客房总用水量 (m³) |
中、西餐厅共有 (个) |
KTV俱乐部、健康中心各有 (个) |
健康中心用 水量 (m³) |
酒店总用水量 (m³) |
5 |
55~60 |
268 |
1.5 |
80 |
0.13 |
42 |
2 |
1 |
15 |
57 |
2用户改造要求:
四.运行效益分析
1、进水温度10度区(冬季)以两个月计算:
2、进水温度13度区(春、秋季)以三个月计算:
3、进水温度15度区(夏季)以七个月计算:
备注:1、珠海地区全年温度比较高,一般情况下是夏季长冬季短春秋季节不明显;
2、夏季,机组利用中央空调冷却水换热,此时冷却水进水温度可达到37℃,出水温度为32℃,所以机组的热效率也就可达到520%以上。以上计算结果对比如图二所示。
图二混合源机组、空气源机组与锅炉机组制1吨热水成本的对比
4、两种设备热量能耗对比:
名 称 |
能源单耗 |
单耗∕吨水 |
超效热能机组 |
(15.39元/吨×2个月+8.94元/吨×7个月+12.21元/吨×3个月)÷12个月 |
10.92元/吨 |
空气源机组 |
(15.39元/吨×2个月+12.57元/吨×7个月+14.36元/吨×3个月)÷12个月 |
13.58元/吨 |
燃油热水锅炉 |
(34元/千克×2个月+30.25元/千克×7个月+31.76元/千克×3个月)÷12个月 |
31.25元/吨 |
5.1广东地区夏季气温比较高,考虑到酒店中央空调系统运行时因为气温高冷却塔散
热效率低,空调机组运行负荷重,增加了中央空调的耗能;
5.2此时混合源机组可以切换成水源换热模式,直接吸取这部分余热,这样不仅能提
高制热水的效率,还能降低冷却循环水的温度,从而间接降低中央空调机组的耗能。
单台HWRS-100II/S制冷量 |
83kW |
按酒店平均每天空调运行时间14.5小时 |
14.5×83×2=2407kW |
常规热泵空调能效比 |
3.5 |
每天可节省电费 |
2407÷3.5×1=687.7元 |
夏、春秋季(共240天)节省的空调电费 |
687.7×240=165048元 |
6燃油热水锅炉与混合源机组、空气源机组的节能分析对比(如图三):
机组 |
1吨热水的 年均成本 |
年运行费用 (元) |
夏、春秋季节空调节约费用 (元) |
相比燃油热水锅炉的年节约 (元) |
混合源机组 |
10.92元/吨 |
227190.6 |
165048 |
588013.65 |
空气源机组 |
13.58元/吨 |
282531.9 |
0 |
367624.35 |
图三混合源机组、空气源机组与锅炉机组年节约费用的对比
7小结:机组从2007年5月安装完毕后开始投入使用,经过一年多的运行时间,机组操作运转正常,用户对运行效果非常满意,下面是根据用户反馈回来的信息,做出的机组安装前预算跟安装后实际节省费用的比较(如图四):
1吨热水的 年均成本 (元/吨) |
年运行费用 (元) |
与实际运行相比 预算年节约 (元) |
相对锅炉实际 总节约费用 (元) |
|
预算 |
10.92 |
227190.6 |
85092.45 |
673106.1 |
实际 |
6.83 |
142098.15 |
图四 混合源机组的预算跟实际运行费用的比较
2.1该工程项目主要是采用“混合源机组”替代原有“锅炉系统”制取热水。
2.2夏季为空调提供冷却水和过渡季节为酒店提供部分冷量。
3改造原因:
3.1随着社会的发展,能源的短缺,各种燃料供不应求,其价格也不断的上涨,造成酒店运行成本不断增加。
3.2锅炉在使用过程中,随着年限的增加,性能不断下降;并且设备已经接近使用寿命,需要更换设备。
3.3珠海致力发展旅游业,市内宾馆酒店数不胜数,行内竞争压力大,低成本高品质的服务是持续发展的本质。
3.4酒店都在积极创建符合国家环保规定的“绿色酒店”。 三.项目设计
1酒店环境概况:珠海南洋海景酒店是一家四星级酒店,位于广东省珠海市。珠海的室外环境设计计算参数:
季节 |
平均干球温度(℃) |
相对湿度(%) |
自来水温度(℃) |
夏季 |
32 |
83 |
15 |
春、秋季 |
21 |
78 |
13 |
冬季 |
5 |
72 |
10 |
2方案设计说明:
2.1根据酒店现热水系统供水量需求,选用两台我司生产的超效热能机组系列中的混合源室外机型,型号为HWRS-100Ⅱ,其具体参数如下:
出水温度 |
出热水流量 |
制热量 |
制冷量 |
额定功率 |
电源类型 |
环境温度 |
50~80℃ |
1.5~2.3m3/h |
80~100KW |
83KW |
22.5kw |
3N 380V 50HZ |
-7~52℃ |
备注:混合源室外机型是利用空气或水进行换热的,可根据用户的需求及不同的外界环境来进行切换。
2.2系统管路的运行原理图(如图一):
混合源热泵热水机组在酒店工程中的应用
混合源机组的操作运行:
季节 |
水循环模式 |
运行模式 |
运行作用 |
夏季 |
提供冷却循环水 |
水冷模式(图一中的模式一) |
提供卫生热水,对冷却塔吸热降温 |
春、夏季 |
提供冷冻循环水 |
水冷模式(图一中的模式二) |
提供卫生热水,直接提供冷冻水 |
冬季 |
— |
风冷模式 |
提供卫生热水,冷风直接排放 |
机组及水箱安装在顶楼,计量电表及控制电柜安装在锅炉房中,全电脑控制面板可根据用户需要安装到值班室或锅炉房。
该工程的整个系统不改变原先热水管路系统,只需将机组的进水口驳接到原锅炉系统,出水口直接接到热水箱,其原热水管路系统基本不变。
切换转换阀门可以实现超效热能机组系统和原燃油热水锅炉系统两套独立正常使用。
切换冷水管路转换阀门,可以实现“夏季”和“春、秋季”酒店中央空调系统对冷量的不同需求(冷却塔降温或直接提供冷冻水)。