水源热泵在酒店的应用.doc

水源热泵在星级中酒店的应用摘要 本文介绍了水源热水热泵的工作原理和其制热水系统在星级酒店中的应用，并对该热水系统的设备选型、节能分析进行了阐述。关键词 酒店 热泵 节能 热水 空调一 概述热泵是将低品位的能量向高品位输出的装置，国内在给排水领域的应用是近几年发展起来的，热泵在酒店中的应用作为建筑节能的一部分，有着广阔的应用前景。酒店作为耗能大户，节能潜力很大。在南方酒店，几乎四季空调均要运行，有大量热量对外排放，而酒店客房、厨房、洗衣房等四季均需要热水。酒店要消耗大量的燃料来制取热水。怎样将两者结合起来？欧美国家已先行一步，在我国港澳台地区和珠海三角区域逐步发展起来，多采用空调与热水制取结合起来的热水制取系统，已取得成功并有良好的节能表现。二水源热泵的工作原理和特点1、工艺流程图2、 工作原理该系统流程显示，热泵吸收空调冷冻水（12）中的能量，使其降至8左右，空调系统获取有用冷量；热泵汲取的热量在热水侧释放，加热自来水，使其提高温度。经不断地循环，冷量源源不断输送到空调系统；热量在储热罐中储存，至热水系统中温度达到设定值（5565）时，热泵系统自动停止运行。若热水系统温度低于设定值（5464）则热泵系统重新启动。遇到空调系统检修，则辅助热源对热水进行加热，保证热水源源不断地供应。3、 方案特点 站在热水供应的角度来说，热水是热泵节能提供的，同时向空调系统免费输出了冷量；站在空调制冷和热水供应两个系统的角度来说，输入一份能量可以得到4份热量，3份冷量，且冷量和热量均是有效的，实际的能耗比（C.O.P1值）为7。因此，此方案节能尤为显著，在南方该系统基本可以保证四季运行。三设备的配置情况说明1、 热泵的选择A 热泵作为热水供应系统中的关键设备，选择合适的热泵是至为重要的，首先要考虑热泵设备的性能，其制水温度以及C.O.P等。热泵的最高出水温度要大于60 ；其次要注意热泵运行的可靠性，其内置压缩机、热交换器等的性能也必须可靠。根据图示 选择热泵时主要关注热泵在45左右时的C.O.P值B 冷媒的选择 表一冷媒种类压力PSI/Kg温度压力PSI/Kg温度压力PSI/Kg温度R134a350/24.278290/20.069.5250/17.364R22350/24.263290/20.054250/17.348R407C350/24.257290/20.048250/17.342R134a58/4.015.540/2.8820/1.4-6R2258/4.00.040/2.8-820/1.4-22R407C58/4.0240/2.8-520/1.4-18根据表一显示的三种冷媒中，只有R134a冷媒在较高温度（70）时压力相对较低，适合于热水热泵的性能。且R134a又是环保冷媒，其它两种冷媒由于在较高温度（ 63 ）下的压力大，会影响到冷媒系统的循环稳定性，不适合于热水热泵。C 冷凝热交换器的选择 由于冷凝热交换器一侧为冷媒 ，另一侧是热水 （应符合饮用水标准）。而冷媒一般为卤代烃，在水质标准上为THMS是极易污染水体的污染物，水中含量以ppb级计量，因此冷凝热交换器宜选择双板式或双管式等防污染形式的。对于蒸发热交换器则可以选择单板或单管形式的热交换器。2、 水泵的选择热源循环水泵和热水循环水泵根据热泵的产热量，和经过热泵的温差来选择流量。Q=W0.86/TW： 热泵的产热量 KWT： 热泵的进出口温差 （一般取45）0.86： 单位换算系数 （1KWH=860大卡，C=103大卡/吨）Q： 通过热泵的水流量 吨/小时水泵的扬程计算根据不同的系统，将系统中的局部损失和沿程损失累加即可，不再赘述水泵宜设计成一用一备。3、 储热罐的选择 由于热泵的造价影响，一般的设计，热泵的产热量不会与锅炉的产热量选择一样放出很大的保险余量，需要用储热罐的容积来保证高峰用水负荷。一般认为储热量和热泵的产热量必须满足高峰用水量热量的需要。根据各不同的热水供应方式，建议采用承压罐形式，有利于保证冷热水在供水点的压力平衡。储热罐宜选2台以上，以便有相互间的备用关系。4、 辅助加热设备 由于系统采用与空调系统联动的形式，因此在空调系统检修时，热泵将不能工作。因此必须考虑热水系统的备用热源。备用热源可以采用电加热形式，也可采用其它形式，因地制宜即可。备用热源热量一般选择要大于热泵的发热量。四 其他空调热回收方案1、 采用空调冷却水的余热回收工艺流程图 方案特点：热泵吸收空调冷却水（36）中的热量，使其降至32 左右；热泵吸收的热量同时加热自来水，使热量储存至热水罐中。该方法有产热量大的特点，但冷量没有得到利用，综合C.O.P系数不高；且实际运行时，冷却水须循环。与空调日常运行不匹配，在夏季应没有问题，春、秋、冬季存在运行不稳定的可能；再者空调冷却水易受污染，易破坏热泵的蒸发热交换器。2、 采用冷凝器分级取热工艺流程方案特点：空调系统运行时，对水冷水机组的冷凝热交换器分级取得热量，利用空调15%左右余热得到“免费”热量制取热水， 该方法取得的热量是“免费”的，其运行在夏季可能比较可靠，但到春、秋、冬季时取热会有不足，热水供应不能完全靠其保证，同时对空调系统运行亦有很大影响。五 案例分析 1、 深圳某酒店高低区各160个客房，日用55热水共约80T，工艺流程图设备配置表序号设备名称数量单 台 性 能 参 数品 牌高区VeW-040-E热泵1台标准热量输出 40KW制冷量 36KW水流量 1.83L/s最高出水温度 65输入功率： 11.05KWVe-TechVeW-060-E热泵1台标准热量输出 60.8KW制冷量 50KW水流量 2.9L/s最高出水温度 65输入功率： 16.12KWVe-Tech循环热水泵CR20-12台Q=20m3,H=15,N=1.1KW格 兰 富循环热水泵CR20-12台Q=20m3,H=15,N=1.1KW格 兰 富恒压保温热水箱2台12m3，1.0MPa碳钢内衬防腐，定制备用电加热器2套 60KW/套，置于水箱中定 制低区VeW-040-E热泵1台同上Ve-TechVeW-060-E热泵1台 同上Ve-Tech循环热水泵CR20-12台Q=20m3,H=15,N=1.1KW格 兰 富循环热水泵CR20-12台Q=20m3,H=15,N=1.1KW格 兰 富恒压保温热水箱2台12m3，0.6MPa碳钢内衬防腐，定制备用电加热器2套 60KW/套，置于水箱中定 制电控柜2套380V，50HZ定 制运行费用分析：天然气热值：8500Kcal/ Nm3，价格3元/Nm3 ，综合效率:0.70电的发热值：860 Kcal/ KWH，价格0.8元/KWH ，综合效率:0.98（1） 采用热泵年运行费用（4台热泵运行16小时即可产55热水80T）=（11.05+16.12）216小时/日360日/年0.80元/KWH0.98=255508元/年（2）热泵运行时，制热制冷同时完成，制冷量是免费的：节约制冷费用=（30.6+47.4）KW22.9 16小时0.80元/KWH240日/年0.98 =168625元/年 （3）采用燃气锅炉加热年运行费用=80T/天1000（55-20）0.7 8500Kcal/ Nm33元/ Nm3360天=508235元由以上论述可以知道：采用水源热泵比采用燃气锅炉节约运行费用：=508235-255508+168625=421352元2、 冷量对空调贡献的意义根据上述计算，其实热泵热水系统对整个空调系统的冷量帮助在夏季是不大的，只能占到总冷量的3%5%，在春、秋、冬季，冷量的意义是非常有作用的。南方酒店在冬季空调的冷量要求只是夏季的5%左右。因此，采用热泵系统的酒店中央空调可以避免主机的启动，节能值是巨大的。六 关于冬季热泵运行的一些情况说明通常大家认为在南方酒店不需要空调，这其实是错误的概念。其实酒店厨房、餐厅、洗衣房、会议厅等四季均需要冷源，建筑物本身也有得热，而这些热量来维持热水热泵系统是没有问题的。笔者几年的观察，在珠三角地区有水源热水热泵的系统冷冻水温度（冬季）在1520， 制热水效率比夏季更高；而无水源热泵热水系统的空调系统冬季每天有开12小时空调主机的记录。在香港有大量的案例是改造老酒店的燃气燃油热水系统为热泵热水系统，如香港逸东酒店（五星）、香港黄金海岸（五星）等，据统计均有大量节约。基本是两年内就收回改造投资。值得一提的是医院原有的燃气燃油热水系统改为水源热泵热水系统也有大量的节约，如香港的广华医院等。采用水源热水热泵系统