酒店熱水用水規(guī)律與熱泵熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、酒店熱水用水規(guī)律與熱泵熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)近十幾年來，我國酒店行業(yè)發(fā)展以10%左右的速度增長，而北京2008奧運(yùn)會(huì)和上海2010世博會(huì)進(jìn)一步促使酒店建設(shè)水平加速和管理水平的進(jìn)一步提升。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，有些旅館類建筑的能耗費(fèi)用已占到年運(yùn)營收入的10%15%，空調(diào)能耗占整個(gè)酒店類建筑能耗總量的65%左右，是飯店所有能耗設(shè)備中最大的。熱水供應(yīng)次之，而照明用電量排在第三位。圖1給出了日本酒店全年能耗構(gòu)成比例關(guān)系。圖1 日本酒店全年能耗構(gòu)成    可見酒店類建筑節(jié)省能源消耗能顯著降低運(yùn)營成本，而空調(diào)節(jié)能又是酒店降低能耗的關(guān)鍵?？照{(diào)制冷機(jī)組夏季制冷時(shí)冷凝熱通常為冷負(fù)荷的1.2倍左右，

2、而常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)冷凝熱通常以廢熱形式排放到大氣中去，如果把這部分熱量回收起來制備生活熱水是非常有意義。對(duì)于中高檔賓館，對(duì)空調(diào)及生活熱水供應(yīng)都有較高需求；夏季空調(diào)冷負(fù)荷指標(biāo)約為100150W/m2，查給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范按60計(jì)算生活熱水指標(biāo)為120160L/(床d)；·按240m2/床計(jì)算，熱水供應(yīng)需要的熱負(fù)荷604kJ/(m2d)(夏季熱水加熱溫差按60-24=36計(jì)算)。夏季空調(diào)冷凝排熱量為空調(diào)冷負(fù)荷的1.2倍左右，夏熱冬冷地區(qū)空調(diào)負(fù)荷率和時(shí)間頻數(shù)按資料計(jì)算，得夏季總冷凝熱為6914kJ/(m2d)，可見夏季只需要回收冷凝排熱量的8.7%左右，即可免費(fèi)制取生活熱水。 

3、0;  1.空氣源熱泵冷凝熱回收系統(tǒng)原理    火用是衡量能量做功力大小的統(tǒng)一尺度。能量的火用值越大，表示能量可以轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ牟糠衷蕉唷；鹩眯视胑表示為：e=eq/ep(1)式中：q為被利用或收益的火用，ekJ/kg；ep為支付或耗費(fèi)的火用，kJ/kg。    而常規(guī)空調(diào)熱泵機(jī)組的火用效率為31%左右，主要火用損失在冷凝器，占到總火用的30%左右。因此，為提高常規(guī)空調(diào)用空氣源熱泵機(jī)組的火用效率，減少火用損失，可采用風(fēng)冷+水冷的復(fù)合冷凝技術(shù)，取代傳統(tǒng)空氣源熱泵單一風(fēng)冷的冷凝方式，使其同時(shí)具有空調(diào)熱泵和熱泵熱水器的功能，并通

4、過合理匹配，使空調(diào)和熱水器協(xié)調(diào)運(yùn)行，得到集空調(diào)和熱水器于一體的多功熱回收型熱泵系統(tǒng)(heatrecoveryheat能熱泵系統(tǒng)pumpsystem,HRHPs)。    2.冷凝熱回收系統(tǒng)研究尚存在的問題    一方面，冷凝熱隨著冷負(fù)荷的變化而變化的；另一方面，雖然賓館類建筑中存在很多用熱場所，其運(yùn)行規(guī)律受工作制度、人員生活習(xí)慣、年齡結(jié)構(gòu)以及天氣等因素制約，但主要由酒店經(jīng)營制度和人員生活習(xí)慣影響而具有“雙峰性”規(guī)律。夏季冷凝熱通常是排放到環(huán)境中去，可以利用冷凝廢熱來免費(fèi)制取生活熱水。而在過渡季節(jié)和冬季，冷凝熱將逐漸被用于采暖，冬季利用

5、一部分冷凝熱來制取生活熱水則可能會(huì)使采暖供熱不足。    3.酒店生活熱水用水規(guī)律及熱回收潛力分析    筆者對(duì)上海2家星級(jí)酒店進(jìn)行實(shí)際調(diào)查，得出了這2家酒店的用水規(guī)律。其中A賓館建于1980年的三星酒店，有客房165間，其冷熱源形式為電制冷、鍋爐采暖及空氣源熱泵熱水器供生活熱水。B賓館為2007年而投入運(yùn)營的新建四星級(jí)酒店，建筑面積12000m2，空調(diào)面積10500m2，其冷熱源形式為燃?xì)忮仩t供熱水，水冷式制冷機(jī)制冷，有客房174間。    圖2是A賓館的調(diào)查數(shù)據(jù)?？梢缘贸鲈?8：0020：00內(nèi)用水量

6、達(dá)到最大，占到日用水量的14.5%，早上6：008：00也是一個(gè)高峰，達(dá)到12%。當(dāng)天總用水量為156L/床，最大用水量時(shí)段每兩小時(shí)用熱水量為23.2L/床。      圖3是同一天B賓館逐時(shí)用熱水規(guī)律圖。20：0022：00達(dá)到最大，占日用水量的25%，而6：008：00為第二高峰，12%，午夜0：004：00幾乎沒有用水。6000占熱水用量86L/床，低于A賓館；最大用水段每兩小時(shí)和內(nèi)用水量為21.5L/床，A賓館的23.2L/床接近。     圖4是A賓館2008年7月2日10月22日的逐日用熱水量

7、，平均入住率為71.8%。該賓館用水量趨勢(shì)基本為過渡季節(jié)用水量高于夏季用水量，日平均溫度低，用熱水量大；日平均溫度高，用熱水量小。從圖中可以看出該段時(shí)間內(nèi)日用水量范圍大多在110190L/(床d)之間。#$分頁$#    圖5是B賓館2008年2月11日2008年10月6日的逐日用水量變化圖。平均入住率為50.3%。剔出明顯的粗略誤差，可以得出其日用水量范圍大致為70170L/d。在室外氣溫低時(shí)(如冬季)，用水量總體要多些；氣溫較高時(shí)(夏季)，用水量總體要少些。下面以B賓館為對(duì)象，使用能耗模擬軟件EnergyPlus對(duì)其進(jìn)行全年空調(diào)負(fù)荷和熱水負(fù)荷模擬，其中，生活熱

8、水schedule是由實(shí)際調(diào)查得出的熱水規(guī)律輸入軟件的，得出結(jié)果如圖：   圖8 B賓館12月13日空調(diào)和熱水負(fù)荷    從圖8看出賓館一年當(dāng)中大部分時(shí)間(4月1511月15日左右)需要空調(diào)制冷，有時(shí)候也需要少量再熱負(fù)荷，但冷負(fù)荷都大于熱水負(fù)荷，完全可以提供免費(fèi)熱水，且這7個(gè)月的制冷期內(nèi)為獲取免費(fèi)生活熱水每天需要回收的冷凝熱比例為3.9%55.7%。其余5個(gè)月則同時(shí)需要空調(diào)采暖和生活熱水供應(yīng)，這時(shí)候利用部分冷凝熱制取生活熱水，且冬季利用來制備生活熱水的冷凝熱比例為23.2%29.7%。圖9是選取日平均氣溫中最高的一天。從圖中看出空調(diào)冷負(fù)荷逐時(shí)值

9、都遠(yuǎn)大于熱水逐時(shí)負(fù)荷，天冷凝廢熱總量的4.4%即可滿足生活熱水負(fù)荷需求。圖8是選取日平均氣溫中最低的一天來分析空調(diào)熱負(fù)荷和熱水負(fù)荷對(duì)應(yīng)關(guān)系。    4.酒店熱泵熱回收系統(tǒng)匹配優(yōu)化探討    B賓館現(xiàn)有熱源為2臺(tái)承壓燃?xì)鉄崴仩t供熱水，一用一備，每臺(tái)供熱量為1400kW。冷源采用2臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組制冷，每臺(tái)機(jī)組制冷量為700kW?？刹捎脽岜脽峄厥辗绞健８鶕?jù)模擬的結(jié)果得到夏季最大冷負(fù)荷為1069kW，而空調(diào)冷凝熱為冷負(fù)荷的1.2倍左右，即冷凝熱最大為1283kW，對(duì)應(yīng)當(dāng)天最大生活熱水負(fù)荷為74.2kW，只需要回收當(dāng)天冷凝熱總量的4.1%即

10、可滿足生活熱水負(fù)荷需求。冬季由于存在內(nèi)區(qū)需要制冷，所以最大供暖負(fù)荷僅為349kW，對(duì)應(yīng)該時(shí)刻熱水負(fù)荷79.5kW，當(dāng)天則需要利用冷凝熱總量的27.4%來滿足生活熱水需求。夏季即每兩小時(shí)最大生活熱水用量按調(diào)查的結(jié)果(圖4)，則每小時(shí)按60計(jì)算的熱水流熱水用量21.5L/床，量為2.24t/h，蓄熱水箱最小容積應(yīng)按最大小時(shí)流量這里取保證4h供熱水得熱保證35h流量來設(shè)計(jì)，水箱容積應(yīng)為9t，而冬季生活熱水用量比夏季大20%左右，因此，熱水箱容積應(yīng)該大20%，即熱水箱容積應(yīng)該定為10.8t。由于冬季熱負(fù)荷遠(yuǎn)小于夏季冷負(fù)荷，因此，選用SALSH-200HE型熱回收熱泵機(jī)組1臺(tái)，首先考慮滿足冬季供熱需求，

11、其參數(shù)如表1：    另選1臺(tái)單冷式制冷機(jī)組滿足夏季其余制冷量需求，其制冷量要求503kW (1069-566=503kW)。過渡季節(jié)和冬季則不開啟。SALSH-200HE型熱回收熱泵機(jī)組熱回收量很大，滿足生活熱水之后也可以用來供給廚房等處用即熱回收量占冷水。采暖供熱量為595-238=356kW，凝熱的40%，還可以供廚房等用熱水。    5.結(jié)論    (1)2家酒店逐時(shí)用熱水量高峰時(shí)刻2h內(nèi)60熱水最大用量分別為21.5L/床和23.2L/床。    (2)2家酒店隨季

12、節(jié)變化的逐日熱水用量范圍分別為110190L/(床d)和70170L/d，家酒店數(shù)據(jù)差別較·2·大，但都和給排水設(shè)計(jì)規(guī)范的120160L/(床d)有差別。    (3)B賓館全年空調(diào)和熱水負(fù)荷模擬結(jié)果表明，以上海為代表的夏熱冬冷地區(qū)賓館建筑制冷期長，7達(dá)個(gè)月，利用空調(diào)冷凝廢熱制取生活熱水的潛力大。    (4)模擬結(jié)果表明夏季最大空調(diào)負(fù)荷條件下只需要回收冷凝熱總量的4%即可獲得免費(fèi)生活熱水，而7個(gè)月的制冷期內(nèi)為制取免費(fèi)生活熱水冷凝熱回收比例應(yīng)為3.9%55.7%。冬季最大采暖空調(diào)負(fù)荷條件下需要回收總冷凝熱的27.4%來制備生活熱水，而冬季為制取生活熱水冷凝熱利用比例為23.2%29.7%。（作者  周志仁，譚洪衛(wèi)，王恩丞）    近十幾年來，我國酒店行業(yè)發(fā)展以10%左右的速度增長，而北京2008奧運(yùn)會(huì)和上海2010世博會(huì)進(jìn)一步促使酒店建設(shè)水平加速和管理水平的進(jìn)一步提升。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，有些旅館類建筑的能耗費(fèi)用已占到年運(yùn)營收入的10%15%，空調(diào)能耗占整個(gè)酒店