热回收水源热泵的设计与节能分析.

文章编号:ISSN1005-9180(201001-0071-04热回收水源热泵的设计与节能分析胡丽华(广州恒雅空调工程有限公司,广东广州510530摘要水源热泵技术起源于20世纪初的欧洲国家,在20世纪末引入中国,因其再生、环保、高效节能的特点,近年来得到空调行业的广泛青睐,本文以湖南耒阳金桥国际大酒店空调系统为例,进行该系统的设计与节能分析。关键词水源热泵;再生能源;节能;环保;采暖;供冷;卫生热水中图分类号TU831;TU832;TU833 文献标识码BHeat Recovery&Energy C onservation System Practical and Engineering AnalysisHU Lihua(Guangzhou Hengya Air-condition Engineering Co,Ltd,Guangzhou,Guangdong510530Abstract:Water source heat recovery technology initiated in Europe on the beg i nning of20th cen tury About100years lat er it was introduced to China T he water source technology which featured on renewable,environment harmless,and high efficiency make it warmly chased by AC people This Article adopt Hunan Leiyang Jingqiao International Hotel AC project as reference to process the analysis on system design and energy savingKeywords:Water source heat pu mp;Renewable energy;Energy saving;Environment harmless;Heating;Clean hot water1 项目概况金桥国际大酒店位于湖南省耒阳市,属一类高层建筑,是一栋集酒店、商业、娱乐于一体的多功能综合性大酒店。大酒店共二十三层,其中地下一层,地上二十三层,一到七层为裙楼,八到二十三为标准层。酒店总建筑面积为40000m2,空调面积28895m2。2 设计参数2 1 室外设计参数(以衡阳地区为准夏季:通风温度为34 ;空气调节温度为36 ;空气调节日平均温度为32 2 ;室外计算相对湿度为75%;室外空气调节湿球温度为27 7 。冬季:通风温度为6 ;空气调节温度为-2 ;室外计算相对湿度为78%。2 2 室内设计参数夏季室内温度:宴会厅和客房为2025 ,大堂、办公室、多功能室、健身房、餐厅、餐厅包间、桑拿间均为2026 。冬季室内温度:1422 ;夏季相对湿度:50%80%;冬季相对湿度:40%65%;新风标准:大堂为10m3/hp,宴会厅和餐厅为25m3/hp,客房为50m3/hp,其它为30m3/hp。3 空调冷、热负荷计算该系统的冷(热负荷主要由围护结构、人体收稿日期:2010-1-26作者简介:胡丽华(1979-,女,助理工程师,主要从事节能空调工程。E-mail:jerrywangxh126 com散热、灯光照明、新风、热水散热等五部分组成(其公式与计算方法略。计算结果:(1总冷负荷:6515kW;(2总热负荷:2150kW;(3热水负荷:一天最大水量为184m3,8558 kW。4 制冷设备配置4 1 主机选型根据酒店的地理位置及日常顾客流量,主机同时使用系数取70%,选用3台模块式水源热泵热回收机组,制冷量1633kW,制热量1963kW,热回收量490kW。4 2 系统控制使用说明(1夏季制冷及热回收同时进行:13台空调设备进入制冷运行模式,从压缩机出来的高温冷媒旁通到热回收器与低温水进行热交换,高温气态冷媒在热回收换热器中释放部分热量后,进入冷凝器。空调泵与主机联动工作。2热水循环泵与主机联动,并接收热水箱温度传感器信号,当温度低于55 时启动,高于55 时停止运行。深井泵与热水循环泵进行联锁,当热水循环泵运行时,深井泵停止运行,热水循环泵关闭时要等深井泵启动后再关闭。(2冬季采暖及热水系统同时进行:11台空调设备设定为采暖运行模式,1台设置为制取生活热水模式,另一台为备用机组。2采暖模式运行方式为冷却水接管与冷热水管切换冷却水管与蒸发器相连接冷热水管与冷凝器相连,热回收器不工作,该机组热水管连接阀门关闭。空调泵启动工作。深井泵把空调系统中产生的冷量带回地层。3制取生活热水模式与采暖模式相同,冷却水管与蒸发器相连接,该机组冷凝器及冷热水管阀门关闭,热水管阀门打开,热回收器工作(热回收器相当于冷凝器,制取卫生热水。(3过渡季节热水系统运行1台空调设备设定为制取热水模式,另外两台为停机状态,工作运行状况如上所述。5 水源热泵热回收系统的优点(1环保。水源热泵利用的是地能,没有燃烧过程,不排放废气等污染物,又不会剩余废弃物质;也省去了冷却塔系统,避免了冷却塔的噪音及霉菌污染,使环境更加洁净优美。(2省地。模块式水源热泵机组机身体积小,重量轻,结构紧凑,并且安装简单,可直接安装在地下室内,节省大量的土地资源。(3节能。属可再生能源利用技术。水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体,包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳辐射能量,比人类每年利用能量的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量,而且是一个巨大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说,水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。(4节水。以地下水为源体,通过其吸收或释放热量,从而达到制冷或供暖、制取生活热水的目的,海水通过机组能量交换既不消耗水资源,也不会对其造成污染,直接流入地下水层。(5节资。通过一套系统来实现制冷和采暖,并同时提供生活热水(夏季免费提供,大量节省运行成本,无论冬季还是夏季,运行费用只有传统中央空调的60%。6 节能经济分析本系统节约的费用分为两部分:机组运行中节约的电费和卫生热水节省的燃料费用。比较数据:3台水源热泵热回收机组:制冷量1633 2kW,制冷功率为266 5kW,制热量为1963 4kW,制热功率为368 5kW。3台水冷螺杆机组:制冷量1641kW,夏季制冷功率为354 6kW,总功率为1063 8kW。柴油理论热值10200kcal/kg=11 86kW/h,综合利用率取85%,同时燃料单价按4元/kg计算,电费:1元/kWh。制冷天数为240天,供暖天数为30天(综合利用天数,每天运行时间18小时。6 1 热回收水源中央空调系统的运行费用(1空调运行电费:(见表1表1 空调运行电费季节项目运行电费(元夏季10%的时间在100%负荷运行799 5!240天!18小时!10%!100%=345384 20%的时间在50%负荷运行799 5!240天!18小时!20%!50%=345384 70%的时间在75%负荷运行799 5!240天!18小时!70%!75%=1813266冬季100%的时间在75%负荷运行368 5!30天!18小时!100%!75%=149242实际年运行耗电估算费用:2653276元(2卫生热水运行费用:(见表2表2 卫生热水运行费用季节项目运行费用(元夏季240天免费热回收冬季125天(8558/1963 4!368 5!125!1=200740实际年运行耗电估算费用:200740元6 2 常规水冷螺杆式冷水机组+燃油锅炉的运行费用(1空调运行电费:(见表3表3 空调运行电费季节项目运行电费(元夏季10%的时间在100%负荷运行1063 8!240天!18小时!10%!100%=459561 20%的时间在50%负荷运行1063 8!240天!18小时!20%!50%=459561 70%的时间在75%负荷运行1063 8!240天!18小时!70%!75%=2412698冬季100%的时间在75%负荷运行2150/(11 86!0 85!4!30天!18小时!100%!75%=345500实际年运行耗电估算费用:3677320元(2热水运行费用:(见表4表4 热水运行费用季节项目运行费用(元夏季240天8558/(11 86!0 85!4!240=814966冬季125天8558/(11 86!0 85!4!125!1=424461实际年运行耗电估算费用:1239427元6 3 综合比较(1热回收水源热泵系统与水冷螺杆式冷水机组+燃油锅炉系统的运行费用综合比较见表5。表5 运行费用综合比较序号名称水源模块式热泵热回收水冷螺杆式冷水机组+燃油锅炉一年节省费用(元1运行费用空调265327636773201024044热水系统20074012394271038687合计2854016491674720627312能效比354 0/0 853能源利用再生能源利用无此功效4运行工况运行工况稳定运行平稳5使用寿命15年空调15年/锅炉10年7 结语近年来,随着实际工程的不断摸索,不断改进,水源热泵技术日趋成熟,普及范围越来越广,无论是临近地表水丰富的南方海区还是地下水丰富的北方内地,都得到了广泛的应用和好评。相信,随着环境污染和能源危机的双重威胁,该项技术将会在全国各地得到更为广泛的应用和发展。8 参考文献1胡丽华 热回收节能系统应用与案例分析J 制冷,2009,28(3:77-792陈树标 某酒店空调、热水系统冷热组合节能技术改造J 制冷,2009,28(1:78-803陈伟青 广州市某酒店建筑能耗调查与分析J 制冷,2009,28(1:64-68国内信息上海建筑环境与设备分会召开2009年年会中国勘察设计协会建筑环境与设备分会上海市委员会(原#上海市暖通技术交流网于2010年1月20日在上海科学会堂举行2009年度年会,上海市暖通空调界精英约250多人出席会议。上海市委员会主任李永铭在会上作2009年工作报告,同时传达2009年中国勘察设计协会建筑环境与设备分会第三届年会精神。在年会上作学术报告的有:华东建筑设计研究