某酒店中央空調(diào)熱泵冷熱源工程案例

1、某酒店中央空調(diào)熱泵冷熱源工程案例一、概況酒店位于城市發(fā)展的商業(yè)中心一一杭州市桐廬縣城區(qū)。酒店是按四星級(jí)酒店標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的集客房、餐飲、娛樂、休閑、會(huì)議、辦公及商場(chǎng)為一體的多功能綜合性項(xiàng)目。地上面積：34210m2。地下面積：3160m2。夏季制冷負(fù)荷為 2500KW，冬季供熱負(fù)荷為 2000KW。單位 面積冷指標(biāo)為 m2。單位面積熱指標(biāo)為 m2熱水負(fù)荷為5000KW/天。二、不同冷（熱）源方案初投資比較混合源地源冷（熱）源與初投資系統(tǒng)性能南方地區(qū)制冷負(fù)荷大于供暖+熱水負(fù)荷的20%左右，為維持地下土壤溫度場(chǎng)的平衡，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目的，設(shè)計(jì)采用混合源（地埋管+）地源。地下土壤源溫度場(chǎng)可維持在1622C之

2、間變化，熱源溫度平均保持 126C之間變化，。是以15C熱源作為供熱量指標(biāo)，在 熱源溫度126 C條件下運(yùn)行供熱雖有衰減，但仍能滿足2500KW供暖和熱水負(fù)荷的需求量。供熱性能系數(shù) COP值可達(dá)以上，主要是依靠昂貴造價(jià)的地源埋管系統(tǒng)作陪襯，才能實(shí)現(xiàn)單 項(xiàng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的高效。系統(tǒng)初投資近期原薩斯特地源埋管鉆井施工隊(duì)在為瀏陽市一座別墅做地源埋管，巖層鉆孔單井深度35米，鉆機(jī)日進(jìn)尺深度只有10米，井深造價(jià)超過 100元/米。在大型物中用地緊張，單井深度可達(dá)到80100米，隨著井深增加巖層硬度會(huì)更高，井深造價(jià)為120200元/米之間（四川地源示范）。采用混合源地源機(jī)組及冷 （熱）源地源埋管系統(tǒng)的初投資

3、為萬元左 右（詳見表1）?？諝庠蠢洌幔┰磁c初投系統(tǒng)性能酷暑制冷，空氣源的制冷效率與室外氣候有直接的關(guān)系，隨室外溫度的升高而降低，機(jī)組消耗功率隨室外環(huán)境溫度的升高而增加。空氣溫度35C,出水溫度7C,空氣源制冷能效比EER值在左右。隆冬供熱，南方地區(qū)受特定地質(zhì)與氣候條件因素影響，成為冷暖氣流對(duì)峙區(qū) 低溫高濕”，空氣中低品位 潛熱”含量高，空氣源因構(gòu)造缺陷，不能有效地利用低品位熱源，持續(xù)期累計(jì)約50天左右（-52 C溫度有近10天左右，25C溫度有近40天左右）。 當(dāng)空氣源迎面風(fēng)速為 2M/S時(shí)，室外空氣干球溫度在05C,相對(duì)濕度80%時(shí)結(jié)霜最為嚴(yán)重，此時(shí)平均每小時(shí)化一次霜，按現(xiàn)代技術(shù)不停機(jī)旁通

4、換向化霜程序，一次化霜的時(shí)間不少于8分鐘左右（包括室內(nèi)反向取熱）?？諝庠丛?5 C條件下處于無霜至結(jié)滿霜與半結(jié)霜狀態(tài) 下運(yùn)行，供熱性能下降 3540%;化霜減少的供熱量達(dá) 1520%左右。因此，在最惡劣工況 條件下空氣源機(jī)組的實(shí)際供熱輸出量，只有標(biāo)準(zhǔn)工況供熱量的 50%左右，供熱性能系數(shù)COP平均只有左右。系統(tǒng)初投資冬季酒店供熱需求量為2500KW ,選擇空氣源方案，容量應(yīng)按實(shí)際供熱能力確定為：/Q=Q0 3 +RQ0為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)供熱量、3為實(shí)際供熱系數(shù)、R為輔助熱源、Q0=3800KW3 =500KWQ=Q03 +R=3800*+500=2514KW設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)制冷量為 3800KW空氣源機(jī)

5、組加500KW輔助電加熱裝置，能夠滿足制熱 最不利工況下供熱。 根據(jù)渦旋構(gòu)造不適應(yīng)空氣源結(jié)霜后， 長(zhǎng)期處在高壓差下運(yùn)行， 容易損壞 等因素，應(yīng)采用螺桿組，空氣源主機(jī)方案初投資為萬元左右（詳見表1）。熱源塔冷（熱）源與初投資熱源塔原理熱源塔定義為：夏季為高效水蒸發(fā)冷卻制冷機(jī)，冬季為高效寬帶無霜空氣源。所提升的低品位能來自熱源塔，必需是在較小的傳熱溫差下運(yùn)行，才能獲得較高的供熱性能系數(shù)，需要按熱源塔實(shí)際使用工況設(shè)計(jì)工況，所以定位為熱源塔。熱源塔工作原理：由熱源塔旋流風(fēng)機(jī)擾動(dòng)環(huán)境中低溫高濕”空氣從塔體底部進(jìn)入，經(jīng)低溫寬帶換熱器底部迎風(fēng)面逆向流通，形成傳熱面與環(huán)境空氣之間的顯熱與潛熱的交換。寬帶換熱器

6、將來自小溫差蒸發(fā)器的低溫循環(huán)溶液（乙二醇稀釋溶液）從寬帶換熱器上部進(jìn)液底部出液，獲得低于環(huán)境溫度 23 C的溶液作為熱源塔的低溫位熱源 （見圖）。萬側(cè)&角ri冰菖n掘示當(dāng)?shù)v奈護(hù)怡汽場(chǎng)控凱an玖 11熱源塔工作原理自然無霜運(yùn)行期：南方冬季，環(huán)境溫度為25 C的持續(xù)時(shí)間為40天左右，占冬季低溫高濕天氣85%以上，是傳統(tǒng)窄帶空氣源結(jié)霜率較頻繁期。閉式熱源塔由于設(shè)計(jì)上采用了冷 庫-15 C的低溫寬帶小溫差傳熱技術(shù)，比傳統(tǒng)窄帶空氣源結(jié)霜溫度下降了56C,減少了 85%的結(jié)霜機(jī)率。環(huán)境空氣溫度高于C以上時(shí)，空氣相對(duì)濕度較大潛熱含量高，寬帶換熱器在進(jìn)行熱交換時(shí)凝結(jié)水量大，凝結(jié)水分離系統(tǒng)自動(dòng)排出凝結(jié)水

7、份。人工無霜運(yùn)行期：南方冬季，環(huán)境空氣溫度低于C以下時(shí)的累計(jì)時(shí)間約10天左右，為防止負(fù)溫度濕空氣遇冷（低溫寬帶換熱器）結(jié)霜，負(fù)溫度噴淋裝置根據(jù)智能要求，自動(dòng)噴淋環(huán) 保防凍溶液（選用食品行業(yè)用無毒、無腐蝕、環(huán)保的防凍液）降低換熱器表面冰點(diǎn)，待低溫期過后采用濃縮裝置分離水份。閉式熱源塔應(yīng)用案例與性能湖南XX賓館，地處湘西山區(qū)，冬季低溫高濕，夏季高溫酷暑?？照{(diào)面積2300平方米， .其中客房80間，大堂150平方米，茶藝中心 95平方米。生活熱水需求量15噸陽，供暖溫X/度要求28 C。系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用熱源塔冷暖空調(diào)熱水三聯(lián)供 ”系統(tǒng)，機(jī)組設(shè)計(jì)容量，按夏季標(biāo)準(zhǔn)工況制冷量采用 160KW機(jī)組二臺(tái)。在廠家

8、交貨前進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)工況制冷量測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)每臺(tái) 只有120KW/臺(tái)。比原設(shè)計(jì)配置減少了160*2-120*2=80KW，相當(dāng)于25%的設(shè)備容量配置。2008年南方遭受了 50年一遇的-1-4 C冰凍期，這個(gè)先天性不足的容量配置系統(tǒng)，經(jīng)受了 嚴(yán)峻的實(shí)際考驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)工況制冷量為120*2=240KW的機(jī)組在低溫位熱源進(jìn)水溫度為-5 C情況下，自然衰竭要大于標(biāo)準(zhǔn)工況制冷量的25%，實(shí)際工況供熱量為 90*2=180KW。在冰凍期期間，由于熱源塔低溫位熱源來源穩(wěn)定，無霜運(yùn)行效率高滿足要求，平均日輸出45 C生活熱水15噸，客房供暖溫度達(dá)到 2833 C,大堂供暖溫度達(dá)到2426 C。熱源塔性能，在低溫高濕冰凍期

9、”就閉式熱源塔而言，只要保障溶液冰點(diǎn)濃度，在-5C低溫位熱源，輸出熱水45C情況下，機(jī)組的供熱性能系數(shù)COP不低于（實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，傳統(tǒng)干式螺桿機(jī)組在給定-5C低溫位熱源，輸出熱水52 C條件下，供熱性能系數(shù) COP不低于。系統(tǒng)性能熱源塔夏季為高效水蒸發(fā)冷卻制冷機(jī)，冬季為高效寬帶無霜空氣源。由冷熱源吸收設(shè)備一一閉式熱源塔和低位熱源提升設(shè)備一一低熱源組成。環(huán)境空氣溫度高于C以上時(shí)屬于無霜運(yùn)行期，環(huán)境空氣溫度低于C以下時(shí)累計(jì)時(shí)間約10天左右，為防止零下溫度濕空氣遇蒸發(fā)器結(jié)霜，系統(tǒng)負(fù)溫度防霜系統(tǒng)自動(dòng)噴淋環(huán)保防凍溶液降低換熱器表面冰點(diǎn)，待低溫期過后采用濃縮裝置分離水份，保障了熱源塔在最惡劣工況下05 C供

10、熱性能系數(shù)COP值不低于。系統(tǒng)初投資冬季酒店供熱需求量為2500KW ,選擇熱源塔方案，容量應(yīng)按實(shí)際供熱能力確疋為：Q=Q0 3 +RQ0為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)制冷量、3為實(shí)際供熱系數(shù)、R為輔助熱源；、Q0=3450KW=0KWQ=Q03 +R=3450*+0=2587KW設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)供熱量為3450KW熱水機(jī)組，能夠滿足制熱最不利工況下供熱。系統(tǒng)應(yīng)采用滿液式螺桿組，熱源塔及冷（熱）源初投資方案為445萬元左右（詳見表1）。不同冷（熱）源及機(jī)組配置初投資分析表不同冷（熱）源及機(jī)組配置初投資表單位萬剖 ktfli 目 | * 1L理舍ift埋豪fg方黛Z. M氣臭方集紀(jì)81*vrBni -aD&W

11、.200 Qtooaso*.c aeooJ oeso日a 0L加叱in追e込j0 52. 1T3.BJ <2. 4致1FlL丿>woo I-T13 LfeiJZ5 61¥irfl式快厚厝orjeon:D5D013C OB惜軸曲爭(zhēng)箱r 'Jr護(hù)J1韻500b 0300ISJ)r占耳!l50°l 1400TO O聲1r盤 itaJTIQ t:?l& 4-75比力X 3華應(yīng)*98S 3S磚¥LOtn7&1G 4C«E *不同冷（熱）源及機(jī)組配置初投資表小結(jié)：混合源地源冷（熱）源與初投資萬元左右；空氣源方案初投資為萬元左右；熱

12、源塔及冷（熱）源初投資方案為萬元左右，是三個(gè)空調(diào)方案中最低的。三、不同冷（熱）源方案能耗比較在對(duì)方案進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)性比較時(shí)，首先應(yīng)注意比較基準(zhǔn)的基本一致。應(yīng)用相同設(shè)備檔次、 能源價(jià)格等基準(zhǔn)條件進(jìn)行比較，才能保證比較結(jié)果的科學(xué)性和合理性。 對(duì)比方案全部采用滿 液式螺桿機(jī)組。小結(jié)：酒店平均電價(jià)為元/kwh，酒店為度假旅游服務(wù)，冬季為服務(wù)淡季。具體能耗如下： 混合源熱泵方案系統(tǒng)耗電為2249330kwh，能耗為2249330X=1833203元萬元）; 空氣源方案系統(tǒng)耗電為3195532kwh，能耗為3195532X=2604358元萬元）; 熱源塔方案系統(tǒng)耗電為2321101kwh，能耗為23211

13、01X=1891697元萬元）。四、不同冷（熱）源方案選擇與確定混合源地源方案最初的設(shè)計(jì)方案是采用地下水源機(jī)組，由于項(xiàng)目紅線范圍內(nèi)，場(chǎng)地基礎(chǔ)地質(zhì)巖體廣布，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，經(jīng)水文地質(zhì)勘測(cè)找不到足夠的地下水源來作為系統(tǒng)的冷（熱）源，而地源土壤源打孔費(fèi)用和機(jī)組造價(jià)高達(dá)萬元左右，對(duì)比熱源塔空調(diào)系統(tǒng)增加初投資萬元，年支付貸款利息為萬元，全年回報(bào)只有萬元左右。且本項(xiàng)目又處在市中心，沒有足夠可利用的空地打孔。因此，地下水源、地下土壤源冷（熱）源方案雖然，沒有成熟可靠的條件使用。更何況費(fèi)用尚不能抵消增加的初投資貸款利息。空氣源方案在地源方案被否定后，考慮采用空氣源來作為來作為系統(tǒng)的冷（熱）源方案。夏季，空氣源的

14、冷源來自空氣冷卻，空氣源動(dòng)力風(fēng)機(jī)的噪聲也會(huì)對(duì)周邊環(huán)境及酒店自身產(chǎn)生影響，冷卻效果受 高溫酷暑”環(huán)境溫度影響，最惡劣工況時(shí)能效比只有EER=左右，比水蒸發(fā)冷卻增加了近一倍的能耗。冬季，空氣中低位 潛熱”含量高，空氣源因構(gòu)造缺陷不能有效地利用低位熱源，結(jié)霜降低機(jī)組換熱效率，而除霜既要耗能又影響連續(xù)供暖能力；當(dāng)室外溫度過低，會(huì)使機(jī)組保護(hù)停機(jī)不能正常工作，即使可以工作，其效率也很低，影響酒店的正常經(jīng)營(yíng)。而其空氣源螺桿機(jī)組造價(jià)高達(dá)萬元左右，對(duì)比熱源塔空調(diào)系統(tǒng)增加初投資萬元，年支付貸款利息為萬元，全年能耗對(duì)比其它空調(diào)系統(tǒng)增加萬元左右。熱源塔方案經(jīng)慎重考慮科學(xué)論證后，最后提出一種介于水冷卻制冷機(jī)與無霜空氣源之間的組合制冷與系統(tǒng)。經(jīng)多方面研究與網(wǎng)上市場(chǎng)調(diào)查了解到，熱源塔可有效地解決了地下水源無水源，地源土壤源造價(jià)高， 傳統(tǒng)風(fēng)冷夏季制冷能耗高、冬季供熱翅片換熱器易結(jié)霜降低換熱效率、化霜耗能等問題，造成供熱能耗高。熱源塔夏季為高效水蒸發(fā)冷卻制冷機(jī)，