恒星节能设计参赛作品

第 1 页 共 12 页 东莞市金花子酒店东莞市金花子酒店 中央空调系统 热水系统节能设计方案中央空调系统 热水系统节能设计方案 A 个人资料个人资料 设计人 设计人 姓名 张有龙 单位 东莞市柏诚机电工程有限公司 B 技术资料技术资料 摘要摘要 通过对东莞市金花子酒店中央空调系统 生活热水系统整个项目的了解 分析了该酒店中央空调系统及生活热水系统的使用需求 特做了一套节能方案 并分析其经济性 关键词关键词 酒店大厦 空调系统 空调负荷 生活热水 节能 一一 引言 引言 在能源总消耗中 建筑能耗占很大比例 特别是空调及生活热水 占据了 建筑能耗的绝大部分随着时代的进步 节能与环保意识已深入人心 如何科学 而有效地循环利用自然能源 是我们目前共同面临的新课题 空调制冷机组在 制冷工况运行下 要向大自然排放大量的冷凝热 通常冷凝热可达制冷量的 1 15 1 3 倍 大量的冷凝热排放入大气中 不仅造成热能源的浪费 而且这些 热量的散发不仅使周围环境温度升高 造成严重的环境污染 针对这种情况 广州恒星冷冻机械制造有限公司利用节能新技术 经长期研究及实验 并开发 出 宏星 热回收水冷螺杆式冷水机组和全热回收风冷冷水机组 使制冷机组 在制冷的同时回收冷凝热量用于生活及工业热水 而且全热回收风冷冷 热 水机组可以在冬季既可以单独供暖 又可以产生生活热水一机两用 所以对本 大厦空调及生活热水节能潜力挖掘出来 降低能耗 是我们设计此方案的目的 工程概况工程概况 东莞市金花子酒店位于东莞市凤岗镇 是一个四星级酒店 该酒店大厦建筑 面积为 21000 地上建筑 16 层和地下一层 设计要求 夏季为酒店大厦提供 第 2 页 共 12 页 中央空调供冷 冬季为酒店桑拿房 桑拿大厅提供空调供暖 以及全年为以下 房间提供生活热水 名 称单位面积数 量总 面 积要 求 客房30 间 1003000 中央空调系统 生 活热水系统 桑拿房30 间 481440 中央空调系统 生 活热水系统 桑拿大厅人 100350 中央空调系统 生 活热水系统 桑拿池 20 生活热水系统 中餐厅20 间 30600 中央空调系统 中餐包间20 间 25500 中央空调系统 KTV 房30 间 521560 中央空调系统 生 活热水系统 大堂 1000 1000 中央空调系统 大中餐厅 800 1800 中央空调系统 生 活热水系统 西餐厅 200 200 中央空调系统 办公室 550 960 中央空调系统 二二 设计依据 设计依据 1 采暖通风与空气调节设计规范 GBJ19 87 2 建筑给水排水设计规范 GB50015 2003 3 客户要求等 三三 空调设计参数空调设计参数 夏季室外 大气压力 100 45Kpa 风速 1 8m s 干球温度 33 5 湿球温度 27 7 夏季室内 客房 25 相对湿度 60 80 桑拿房 25 相对湿度 60 80 第 3 页 共 12 页 KTV 房 25 相对湿度 60 80 大堂 26 相对湿度 60 80 西餐厅 25 相对湿度 60 80 中餐厅 25 相对湿度 60 80 办公室 25 相对湿度 60 80 冬季室外 大气压力 101 76Kpa 风速 3m s 干球温度 8 相对湿度 72 冬季室内 20 相对湿度 50 70 四四 生活热水用量和热负荷计算生活热水用量和热负荷计算 热水用量的计算 用下面给出简单的估算热水用量表 热水用量估算表 序号建筑物名称单位热水用量 kg 1 集体宿舍每人每日 45 2 普通旅馆 招待所每床每日 100 3 宾馆客房每床每日 150 4 公共浴室每顾客每次 100 5 理发室每顾客每次 10 6 洗衣房每公斤干衣 30 7 营业食堂 单位食堂 每顾客每次 每顾客每次 8 5 8 桑拿每顾客每次 60 根据上表和客户设计用水点参数 如用水人数 洗衣量即可估算出客户每 天热水用量 kg 热负荷的计算 热负荷的计算请按下面公式 热负荷 热水用量 设计热水温度 计算冷水温度 水的比热 1 安全系数 设备每天运行时间 上述公式中 设计热水温度取 50 60 一般取 50 计算冷水温度全国 各地各不同 下面将全国各地设计冷水温度列表如下 第 4 页 共 12 页 分区地 区 地面水 温度 地下水 温度 第一分 区 黑龙江 吉林 内蒙古的全部 辽宁的大部分 河北 山西 陕西偏北部分 宁夏偏东部分 4 4 6 6 1010 第二分 区 北京 天津 山东全部 河北 山西的大部分 河南北部 甘肃 宁夏 辽宁的南部 青海偏 东和江苏偏北的一小部分 4 4 1010 1515 第三分 区 上海 浙江全部 江西 安徽 江苏的大部分 福建北部 湖南 湖北东部 河南南部 5 5 1515 2020 第四分 区 广东 台湾全部 广西大部分 福建 云南的 南部 1010 1515 2020 第五分 区 贵州全部 四川 云南的大部分 湖南 湖北 的西部 山西和甘肃秦岭以南地区 广西偏北 的一小部分 7 7 1515 2020 上述公式中 安全系数取 1 10 设备每天运行时间取 12 20 小时 按冬天 工况 如果热水设备用来维持游泳池或热水池温度 在这种情况下则需要进行游 泳池或热水池热负荷计算 计算公式如下 总热负荷 kcal h 游泳池池水每天自然温度降损失的热量 补充水加热 所需的热量 游泳池池水每天自然温度降损失的热量 kcal h 体积 M3 1000 自然 温降 比热 1 24 补充水加热所需的热量 kcal h 补水量 kg 池水温度 计算冷水温度 比热 1 24 自然温降取值 室内游泳池 夏季 0 1 0 5 冬季 1 2 5 露天游泳池 夏季 0 2 1 0 冬季 1 5 3 5 游泳池池水每天自然温度降损失的热量 kcal h 也可以按下表估算 游泳池每 M2水面平均热损失估算表 上为 KJ h 下为 kcal h 第 5 页 共 12 页 气温 5101520252627282930 露天游 泳池 4522 1082 4187 1000 3852 922 3433 820 2931 700 2847 680 2721 650 2596 620 2470 590 2302 550 室内游 泳池 2345 560 2177 520 2010 480 1842 440 1507 360 1465 350 1382 330 1340 320 1256 300 1172 280 注 表中数据按下条件计算 水温 27 空气相对湿度 50 室内风速 0 5m s 室外风速 1 8m s 游泳池每天补水量为池容积的百分比 见下表 游泳池每天补水量占池容积的百分比 游泳池 类比 比赛 池 训练 池 跳水 池 室内公 共池 露天公 共池 儿童 池 幼儿 池 水球 池 游泳 跳水 合建 池 补充水 量 3 53 53 55 105 1010 15 1555 五五 生活热水使用量计算 生活热水使用量计算 根据设计规范及贵酒店提供的数据 酒店共有桑拿房 44 间 客房 100 间 热水使用量 桑拿房按 60L 人 次 每次 2 人 每天 5 次共 10 人次计 客房为 双人房 按 120L 人 天计 桑拿大厅按 60L 人 次 每天按 5 次计 中餐厅顾 客用水按每人次 8L 人次 夜总会按 5L 人 次算 桑拿池 水深按 1 米 每平 方水面热量按 480kcal h 每天补充水量按 10 计 补充水温差按 35 计 则桑 拿房 桑拿大厅 客房 中餐厅 夜总会 桑拿池热水用量分别为 桑拿房 44 60 10 26400 L 桑拿大厅 100 60 5 30000 L 客 房 100 120 2 24000 L 中餐厅 528 8 4224 L 夜总会 800 5 4000L 桑拿池 维持水池温度所需热水 480 20 24 35 1 6583L 第 6 页 共 12 页 每天补充热水量 20 1000 10 2000L 桑拿池总每天热水用量为 6583 2000 8583L 由以上计算可知 酒店每天热水使用总量 约为 26400 30000 24000 4224 4000 8583 97207 L 六 六 空调热负荷计算空调热负荷计算 本方案根据以上设计范围与设计参数 所需要的空调冷负荷为 客房 桑拿房空调面积约 4440 按冷负荷指标 180w 计算 空调冷 荷约 799 2kw 中餐厅 中餐包间空调面积约 1900 按冷负荷指标 400w 计算 空 调冷荷约 760kw KTV 房空调面积约 1560 按冷负荷指标 350w 计算 空调冷荷约 546kw 大堂空调面积约 1000 按冷负荷指标 230w 计算 空调冷荷约 230kw 西餐厅空调面积约 200 按冷负荷指标 310w 计算 空调冷荷约 62kw 办公室空调面积约 550 按冷负荷指标 180w 计算 空调冷荷约 99kw 以上计算得总冷负荷 2496 2kw 七七 设计思路设计思路 根据以上计算的负荷以及酒店运行特点 我们选用广州恒星冷冻机械制造 有限公司开发生产的 宏星 热水冷热回收螺杆式冷水机组和全热回收风冷螺 杆式冷热水机组 机组在春秋季节负荷比较小的时候 先开启一台热回收水冷 螺杆式冷水机组 这样既能满足空调环境需求又有生活热水 初夏负荷稍大一 点的时候 再开启另外一台热回收水冷螺杆式冷水机组 这样既能满足这个时 间段空调环境需要又能满足生活热水的需求 在夏季空调热负荷最大的时候再 开启全热回收风冷冷热水机组满足整个大厦空调和生活热水的需求 在深秋季 节和冬季最冷的时候热回收水冷螺杆式冷水机组停止运行 这时开启全热回收 风冷冷热水机组满足大厦桑拿房 桑拿大厅空调供暖需求 同时也能够满足整 第 7 页 共 12 页 个酒店大厦生活热水的需求 这样在不同时间段开启不同型号的机器运行 在 主机运行的时间段就会节省一笔很大的电费 由以上可以看出整个方案是一个 比较节能的案例 八八 热回收水冷螺杆式冷水机组及全热回收风冷螺杆冷 热 水机热回收水冷螺杆式冷水机组及全热回收风冷螺杆冷 热 水机 组选型组选型 1 本方案根据以上设计范围与设计参数及甲方的要求 所需要的空调冷负 荷为约 720RT 冬季局部供暖 桑拿房共 44 间 每间 30 按空调热负荷 30W 计算 空调热负荷为 39600w 桑拿大厅面积 350 按空调热负荷 55 W 计算 空调热负荷为 19250w 以上计算得总空调热负荷 58850w 冬季空调供暖每天运行 24 小时 则每天空调供暖所需的热量为 58850 24 0 86 kcal 2 由于冬季无需供冷 所以热回收水冷螺杆式冷水机组不工作 全部的热 水由全热回收风冷螺杆式冷 热 水机组制热来提供热水 所以全热回收风冷 螺杆式冷 热 水机组的选型按冬季进行选取 根据以上可知 酒店生活热水用 量共为 97207L 冬季 自来水温度按 15 计 生活热水温度 50 则每天生 活热水所需热量为 Q A t1 t2 C 1 1 A 每天所需的热水量 L Q 热水所需热量 kcal t1 热水温度 t2 自来水温度 C 水的比热 kcal kg 1 1 热水热量损失系数 Q A t1 t2 C 97207 50 15 1 1 1 kcal 每天空调供暖及生活热水所需总热量为 kcal 第 8 页 共 12 页 3 现选用一台全热回收风冷螺杆式冷 热 水机组 现假定机组每天全负 荷运行 8 小时 则全热回收风冷螺杆冷 热 水机组的制热功率为 8 kcal 720 6KW 因此 冬季采用 1 台广州恒星冷冻机械制造有限公司生产的 宏星 牌全 热回收风冷螺杆式冷 热 水机组 40STE700AHDB 制冷量 699 4kw 制冷输入 功率 184 5kw 制热量为 741 4kw 制热输入功率 174 1kw 热回收量为 kcal 夏季由于全热回收风冷热螺杆冷 热 水机组转成制冷状态 此时全热回 收风冷螺杆式冷 热 水机组制冷量为 741 4 kw 夏季空调总冷负荷为 720RT 此时还需制冷量为 720 3 516 741 4 1790 12kw 因此 另外选用 1 台广州恒星冷冻机械制造有限公司生产的 宏星 牌型 号为 40STD1280WSB 的热回收水冷螺杆式冷水机组 制冷量为 1280kw 热回收 量为 kcal 和 1 台型号为 40STD600WSB 热回收水冷螺杆式冷水机组 制冷量为 602kw 热回收量为 kcal 夏季机组总制冷量为 741 4 1280 602 2623 4kw 746RT 满足空调总冷 负荷 720RT 的要求 宏星 牌热回收螺杆式冷水机组性能特点 1 压缩机采用台湾 汉钟 5 6 超高效节能螺杆式压缩机 比一般压 缩机效能高出 20 30 已获得 ISO9001 国际质量体系认证及欧美 多国专利 2 每台机组都选择热回收机组 在制冷的同时进行热回收 夏季免费 提供热水 大大节约制造热水能耗 3 热回收水冷螺杆冷水机组每台机组各为独立系统 全热回收风冷螺 杆式冷 热 水机组有两个独立系统 3 台机组可根据负荷控制开启 各系统 节约能量 每个系统轮流保养 互不影响 在每台机组轮 流进行热回收的同时 又可避开如选择离心机组大负荷运行对资源 的浪费 4 配置优质高效冷凝器 蒸发器 世界名牌电气控制元件 采用先进 的加工工艺制作而成 5 智慧型微电脑触摸屏控制系统配合压力 温度 电流信号 提供 14 第 9 页 共 12 页 项警告信息与相逆相保护 电机过载保护 防冰保护 高低压压力 保护等 13 项安全保护措施 全方位智慧监控 操作简便 6 机组具有缺机组外形美观 性能优良 运行噪音低 振动小 能量 大 具有运行管理及维护简便 故障点少 返修率低等优点 九九 利用热回收水冷螺杆式冷水机组加全热回收风冷螺杆冷 热 利用热回收水冷螺杆式冷水机组加全热回收风冷螺杆冷 热 水机组系统节能分析水机组系统节能分析 1 节能原理 宏星 牌热回收冷水机组 利用机组在制冷工况中冷媒高温蒸汽与水进行 热交换的作用而产生可使用的热水原理 令消耗掉的热量转换为可利用的热水 可达到节能又环保的功效 同时还能降低机组的排气过热从而延长机组使用寿 命 在美国这种热量回收器被称为 过热气降温器 或水加热器 Desuper Heater Water Heaters 是推荐的节能设备 2 夏季实用性分析 宏星 热回收冷水机组在一般空调使用工况下 以贵酒店使用的中央空调 系统为例 以上三台热回收冷水机组 假定投入运行率为 60 每天机组全负 荷运行 24 小时 则每天的热回收总量为 Q 回收 24 60 kcal h 假定夏季自来水温度为 20 热水使用温度为 50 则上述热量每天能提 供的热水量为 M Q热 t1 t2 C 50 20 1 L 435 m3 M 每天产生的热水量 L Q热 机组所产生的热量 kcal h t1 热水温度 t2 自来水温度 C 水的比热 kcal 第 10 页 共 12 页 根据以上分析 夏季贵公司酒店在正常使用情况下 使用 1 台 40STE700AHDB 宏星 全热回收风冷螺杆式冷 热 水机组加 1 台 40STDE1280WSB 宏星 热回收水冷螺杆式冷水机组和 1 台 40STD600WSB 宏 星 热回收水冷螺杆式冷水机组每天回收的热量能产生 50 生活热水 435 m3 而贵酒店每天生活热水用量约为 97 2m3 可完全满足贵酒店夏季生活热水 用水需要 3 夏季经济性分析 东莞地区夏季天气炎热 全年供冷时间较长 每年空调制冷运行时间长达 6 7 个月 以贵酒店的装机容量为例 主机运行时间以 7 个月计 每个月以 30 天计 酒店每天需要热水 97207L 则在此期间热水所需总热量为 Q热 A t1 t2 C 7 30 97207 50 20 1 7 30 kcal h 下表给出采用柴油锅炉 电热锅炉 燃气锅炉产生 kcal h 热量所需运行费 用 名名 称称 单位理论热单位理论热 值值 燃烧率燃烧率 锅炉效锅炉效 率率 获得总热量获得总热量 所消耗能源所消耗能源 总量总量 单单 价价 元元 费费 用用 万元万元 柴柴 油油 锅锅 炉炉 10250 kcal kg 77 5 84 91777kg 5 8 53 2 电电 热锅热锅 炉炉 860 kcal h 90 98 kwh0 864 6 燃燃 气锅气锅 炉炉 10800 kcal kg 80 84 84381m3 6 6 55 7 上述分析表明 如果采用燃油费约为 53 2 万元 电锅炉费用为 64 6 万 第 11 页 共 12 页 元 燃气费用为 55 7 万元 而采用 宏星 热回收螺杆式制冷机组运行使用 同等的有效热水费仅仅是水泵的耗电费用 其它方式同样需要水泵的耗电费用 那么以上图表的费用可以节省下来 4 冬季经济分析 冬季及过渡季节只有 1 台 40STDE700AHDB 宏星 全热回收风冷螺杆式 冷 热 水机组制热量为 741 4kw 制热输入功率 174 1kw 每天产生 热量 kcal 所需运行时间为 7 8h 则全热回收风冷螺杆冷 热 水机组 7 8h 就可以满足冬季制热的需要 全热回收风冷螺杆冷 热 水机组机组每天天运行费用为 电费按 0 8 元 kw h 计 174 1 7 8 0 8 1086 元 冬季及过渡季节共按 5 个月 每个月 30 天计 则每年冬季运行费用为 5 30 1086 元 冬季及过渡季生活热水所需