酒店冷热源设计多种节能技术综合应用

1、酒店冷热源设计多种节能技术综合应用多种节能技术在酒店冷热源综合应用 海南中电工程设计有限公司 陈玮吉摘 要：对比分析部分热回收型冷水机组和全热回收型水源热泵机组的不同 特点。针对某酒店的建筑特性、使用特点和冷热负荷需求，联合设计改酒店的冷热 源供应系统合理搭配全热回收型水源热泵机组、离心式冷水机组及锅炉系统， 使冷热源供应系统达到最佳配比，尽量保证各机组能长时间在最佳效率状态下运行， 即能达到酒店五星级服务的设计要求，又尽可能降低冷水机组和锅炉设备的装机容 量，同时做到节约能源，减少排放。并在对比经济性的基础上得出设备选型结论。关键词：酒店 全热回收型机组 锅炉 冷热源组合 节能 Abstra

2、ct ： Analyzing the different characteristics of partial heat recovery chillers and Full heat recovery chillers. According to the construction characteristics and the characteristics of cooling and heating load, we bining designed the cooling and heating source supply system of this hotel .Withthe be

3、stload ratioof the full heatrecovery chillers 、 centrifugal chillers and boilers systems, we can not only meet the design requirements of the five-star hotel service, but also to minimize the capacity of chiller and boiler equipments at the same time saving energy and reducing emissions.boilercoolin

4、gKeywords ： Hotel Full heat recovery chillers and heating resource1 洗衣房负荷特点2 、洗衣房热水量在酒店、医院等公共建筑的暖通设计工作中，通常空调冷源系统的冷凝热都排 放到室外环境中，而建筑的采暖、生活热水、蒸汽又全部需要消耗燃料获取。因此， 如何有效合理的利用冷凝器散热于采暖和生活热水以节约能耗，同时又不影响其制 冷效果，一直是暖通节能设计研究探讨的重要课题。然而，对于不同地区、不同功能的建筑，其冷、热源的需求有着各自不同的特 点。本文着重介绍三亚某五星级度假酒店的冷热源系统联合设计的设备选型：采用 全热回收型水源热泵机组

5、，回收冷凝器热量来加热生活热水，通过仔细分析耗冷量 及耗热量的数值，合理搭配离心式冷水机组及锅炉系统，使冷热源达到最佳配比， 尽量保证各机组在最佳效率下运行，并达到酒店五星级服务的设计要求。2 全热回收型冷水机组工作原理1 。冷水机组的热回收形式包括两种：部分热回收型和全热回收型。 部分热回收是在压缩机与冷凝器之间增加部分热回收换热器，利用制冷剂从压 缩机排出的过热蒸汽冷却到饱和冷凝温度时的冷却显热。一般为总的冷凝热的 15 20左右。这种方式的特点是：热回收换热器有冷凝器的预冷器作用，提高冷却 效果；基本不用改变原有控制系统；热回收量有限，仅为过热冷却显热量；仅在制 冷时候才能有热回收，在不

6、制冷时，不能单热回收2 。全热回收型区别于热回收型的是：把热回收器与冷凝器复合在一起，热回收水 路和冷却水路独立但都与同一制冷剂回路进行热交换，单个水路均满足冷凝冷却要 求，故可实现 100的热回收，从水路上看是两个相当于并联的水盘管，分别接至 储热水箱和冷却塔，从制冷剂回路来看就是一个冷凝器全热回收型机组的特点是：制冷+全部热回收时机组综合能效 COP高达810。对冷凝器的热回收量更高。一机多用，可降低投资、减少运行成本、减少污染。系 统共有 3 个工作模式，分别为：（1）与常规机组一样的制冷模式：冷却水流向一，冷冻水流向一。（2）以全热回收模式运行，在供热的同时提供空调冷冻水。冷却水流向一

7、，冷冻水流向一。（3）以热泵的形式运行，单独供热，蒸发器的冷水通过冷却塔吸热。热水流 向一，冷水流向一。管路间的切换均可通过电动密闭阀实现自动远程控制。108279.15 平3 工程概况 本酒店位于三亚海棠湾，属于五星级休闲度假型酒店，建筑面积 方米。客房总数 740 间，主要包括：客房区、公共区（会议、餐饮、大堂等）及后 勤区。游客人数年分布呈现明显的峰谷特点：在春节、国庆等长假期间，游客数量 达到高峰，入住率一般在 80%以上，在其他时间则保持在 60%以下。酒店对空调系 统、生活热水系统的要求都属比较高端。4 冷热源设计要求4.1 冷源需求特点酒店满负荷运行，逐时计算的最大冷负荷为 21

8、40RT而其在几种常见经营状 态下的冷负荷情况如表 1 所示：该酒店在下述几种运营状态下，冷负荷占最大计算 负荷的比例值有： 13%， 21%， 67%， 80%， 89%， 100%这几种。表 1 冷负荷综合分析表入住率 100%时 高峰期 宴会厅、会议室等部分不开时夜间室外温度25 C时客房部分负荷（ KW）4102410216032666公共及后勤部分负荷（ KW）3609258102346合计（ KW）7527668316035012占最大负荷比例100%89%21%67%入住率 60%时高峰期宴会厅、会议室等部分不开时夜间室外温度25 C时客房部分负荷（ KW）24612461962

9、2666公共及后勤部分负荷（ KW）3609258102346合计（ KW）607050429625012占最大负荷比例80%67%13%67%注：经过调查，公共及后勤部分的冷负荷通常不随入住率变化而变化。由表 1 分析可知：宴会厅、会议室为酒店不长久运行的区域，这部分冷负荷占 最大设计值的11%酒店入住率最高的时候通常为春节，室外温度25C左右，需要长时间运行区域，如客房、后勤区及公共区的总冷负荷日间只达到最大设计值的 67%，夜间达到 13%。在夏季时候，入住率平均达到 60%，此时冷负荷日间通常维持 在最大设计值的 67%，而夜间仅为 21%。由图二分析，可知在凌晨到黎明时段，酒店总冷负

10、荷约占最大冷负荷的21%。因此冷冻机组在选型时，需要保证在 67%、21%区间，机组能高效运行，方能 取得最佳的节能效果。2.2 热源需求特点 因该酒店地处热带海滨，常年需要空调。不设计采暖系统，热源主要用于生活 热水。根据设计要求，生活热水设计供水温度为60C，主要用于客房区及公共区。其中，客房区热水采用与冷水同源的闭式供水系统，公共区热水采用开式供水系统。根据给排水专业计算，入住率为100%寸，最大小时耗热量2698KW/折合蒸汽 量 3.86 t/h ，其中客房部分热量为 2.2 t/h 。入住率为 60%时，最大小时耗热量 1618.8KW 最大小时耗蒸汽量2.32 t/h ，其中客房

11、部分热量为1.32t/h根据相关专业提资，厨房需要最大蒸汽量 1.9t/h ，洗衣房用蒸汽量 2.55t/h ； 合计 4.45 t/h 。5 设备选型5.1 方案概述 酒店冷源为全热回收型水源热泵机组和水冷式离心机组，并联运行；生活热水 热源选用全热回收型水源热泵机组作为生活热水的常用热源，利用洗衣房的蒸汽锅 炉作为备用热源。酒店通常在全热回收模式下运行。可在为酒店空调提供冷冻水的同时，将产生 生活热水储存在热水箱中。当热水箱温度已达到设计要求，自动切换到制冷状态， 制冷产生的热量由冷却塔散发。5.2 冷水机组选型 选用水冷式离心机组及 2 台全热回收型水源热泵机组共同制冷。离心机组制冷 量

12、750RT螺杆机单独制冷时冷量 400RT全热回收状态下冷量 300RT如表2所 示。表 2：冷冻站机组选 型机组型号机组工况冷凝器温度c制冷量（ RT）制热量（ kw） 提供冷量比例（取整） 数量全热回收型水源热泵机组 热泵50300146615%2制冷4040020%离心机制冷4075035%2根据表 2 数据，并结合表 1 分析：1 、当螺杆机单独制冷时，系统提供总冷量为 2300RT超过最大计算负荷7.5%;而热泵状态下运行时，系统提供总冷量为2100RT基本满足酒店最大冷负荷需求。2 、春节期间，开启 1 台离心机组及 2 台全热回收机组（全热回收模式），提供的制冷量为最大设计值的

13、65%，即可满足日间的主要空调要求。同时可提供 2932KW的热量，完全满足酒店生活热水热量需求。夜间仅开启1台全热回收机组（全热回收模式），即可满足空调要求， 并能满足客房部分的生活热水热量需求。3 、在夏季平均入住率 60%时，开启 1 台离心机组及 2台全热回收机组，一台为全热回收模式，一台为制冷模式，可提供的制冷量为最大设计值的70%，即可满足日间主要的空调要求。同时可提供 1466KW的热量，也基本能满足酒店生活热水 热量需求。夜间仅开启 1 台全热回收机组（制冷模式），即可满足空调要求。4 、上述两种模式为酒店主要的运行模式。在其他运行时候，机组可灵活搭配， 使机组大部分时间能接近

14、满负荷运行，以保证机组的运行效率。5.3 热源选型如果单独按照热量计算，需要最大供热量为 8.31t/h 。需要采用三台锅炉，额 定蒸汽量为 1 台 2 t/h 及 2 台 4 t/h 。方能满足其中一台检修时，其他两台能至少 能满足最大蒸汽用量的 60%。现采用了全热回收型机组后，生活热水可完全由冷冻站提供。锅炉选型可大大 降低。采用三台锅炉，每台额定蒸汽量为 2 t/h 。基本满足酒店需求。这样也减少 了锅炉设备的投资，减小了锅炉房的面积。锅炉系统还需设计汽水换热系统，以便在电力系统出现故障时能充分保障 酒店客人的生活热水需求。同时锅炉采用油气两用，也保证了锅炉在其中一种燃料 暂缺时的热量

15、供应。这都在最大程度上保证了酒店服务品质。6 运行成本分析6.1 常规方案方案一：水冷式冷水机组加燃气锅炉系统方案 此方案为酒店冷热源常见设计方案。采用水冷式冷水机组作为空调冷源，机组 为变频式，并联运行，根据表 1 数据，按 20%、 40%、 40%的比例关系选择冷水机组; 采用燃气锅炉制备生活热水，根据表 2 数据，选用 2 台热水锅炉。燃气锅炉和冷水 机组的选型详见表 3。表 3 方案一冷热源机组配比机组型号制冷量（ kw）制热量（ kw）电功率（ kw） 天然气耗量（ Nm3/h） 数量 离心式冷水机组30595302 螺杆式冷水机组15822991燃气锅炉140014026.2 设

16、计方案方案二：全热回收型水源热泵机组加水冷式离心机组系统方 案设备选型见表 2。机组运行的耗电量如表 4 所示。6.3 两种方案的经济性分析表4 方案二冷热源机组配比机组型号机组工况冷凝温度电功率（ kw）全热回收型水源热泵机组热泵50303制冷40250离心机制冷40485根据表1的数据，每天酒店所需总热量：6.54万MJ。选用全热回收机组时， 同时还可以利用的冷量为： 5.0 万 MJ。现以此数据为依据，计算两种方案分别耗能量及运行费费用（根据海南当地能 源收费标准，电费按0.8元/度计算；天然气费用按3.73元/m3计算，天然气燃烧 值按36MJ/Nm3计算，不考虑系统热损失）。日耗电量

17、计算公式：N=Ne Q/其中，Ne制冷机组额定电功率，见表 3，表4;Q 每天制冷量， 5.0107 kJ；Qe 制冷机组额定制冷量表 3，表 4；日消耗天然气量计算公式：N= Qr / 36其中，Qr每天制热量，6.54 107 MJ;计算两种方案年耗费用差时，空调时间按每年 10个月计算，该酒店年平均入 住率按 50%计算。表6 两种方案运行费用比较平均日耗能量方案一方案二制冷量6.54 万6.54 万 制热量5.0 万5.0 万 耗电量2406.43754.8 电费（元）1925.13003.8 消耗天然气量1816.70 消耗天然气费用（元）6776.30日耗总费用（元）8701.43003.8 两种方案日耗费用差（元）5697.6 两种方案年耗费用差（万元）171 注：空调年运行时间按 300 天计算。 综上计算可得，如果该酒店满负荷运行，由于可同时利用冷量及热量，采用方 案二每天可节省 5697.6 元。 每年节省 171 万元。按平均入住率 60%计算，每年可 节省 103 万元。经济效益比较可观。7 结论 冷热源设计不能单从冷源或者热源角度考虑，而尽量使二者达到较好的配置， 最大程度达到节能效