劉瀟瀟，廉國海，郭馨澤

（1.湖南省電力公司 電力科學(xué)研究院，長沙 410007；2.湖南省電力公司，長沙 410007；3.長沙電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，長沙 410000）

熱泵技術(shù)在某酒店中的應(yīng)用

劉瀟瀟1，廉國海2，郭馨澤3

（1.湖南省電力公司 電力科學(xué)研究院，長沙 410007；2.湖南省電力公司，長沙 410007；3.長沙電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，長沙 410000）

介紹旅游景點(diǎn)某酒店熱水供應(yīng)系統(tǒng)改造前情況。通過實(shí)地考察，采用空氣源熱泵技術(shù)進(jìn)行節(jié)能改造，并給出了切實(shí)可行的實(shí)施方案，將改造前后用電量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析，結(jié)果顯示改造后節(jié)能率大幅提升。

熱泵技術(shù)；節(jié)能改造；空氣源熱泵

一般而言，酒店傳統(tǒng)的熱水供應(yīng)采用燃煤、燃?xì)饣螂娮杓訜岬确绞?，不僅能源消耗過大，而且燃煤、燃?xì)夥绞疆a(chǎn)生的一氧化碳等氣體也會(huì)對大氣造成嚴(yán)重污染。在節(jié)能減排呼聲日益高漲的今天，低能耗、低污染、低排放的酒店熱水供應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)品也逐步廣泛應(yīng)用。熱泵技術(shù)因其采用可再生能源、高效節(jié)能、無污染、維護(hù)成本低等特點(diǎn)，成為傳統(tǒng)供熱的一種優(yōu)化替代方式，并已被人們廣泛應(yīng)用很多年，尤其在歐洲、日本等國在20世紀(jì)末就已投入使用。

目前熱泵技術(shù)根據(jù)其吸收能源類型，可分為3大類：水源熱泵、空氣源熱泵和土壤源熱泵。地處某旅游景點(diǎn)的某酒店原有熱水供應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)成本較高，在綜合考慮其地理位置、環(huán)境因素后，采用空氣源熱泵技術(shù)對該酒店進(jìn)行節(jié)能改造，改造后節(jié)能效果明顯。

1 酒店改造前情況分析

改造前，該酒店熱水供應(yīng)系統(tǒng)有2個(gè)電熱水箱，容水量60 t（30 t×2）。每個(gè)電熱水箱采用電熱阻加熱方式，輸入功率為720 kW。由于電阻發(fā)熱對電能消耗過大，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)成本較高，加上管網(wǎng)系統(tǒng)中的主管普遍采用三型聚丙烯管（PPR）管保溫地埋，在溫度較低的冬季容易凍壞且漏點(diǎn)較多，熱損失較大，因此考慮對其進(jìn)行節(jié)能改造。

該酒店2011年全年電熱用水情況如表1所示，累計(jì)電量如圖1所示。

表1 2011年酒店電熱用水明細(xì)表

圖1 2011年酒店熱水箱用電量趨勢圖

從圖1可看出，該酒店熱水箱用電高峰期在3、4、10、11、12這5個(gè)月。 4月春季，10、11月金秋是該景點(diǎn)旅游高峰期，酒店房間入住率很高，熱水用量大；3、12月酒店入住率不高，但溫度較低，熱水需求用量同樣較大。5、6、7、8、9月雖然也是該景點(diǎn)旅游高峰期，但因溫度較高，熱水需求量不大。

2 節(jié)能改造

2.1 熱水箱改造

空氣源熱泵采用低溫位空氣作為冷源接入，用之不竭、清潔環(huán)保，但其運(yùn)行環(huán)境限制也存在一定弊端。當(dāng)空氣溫度過低時(shí)，空氣源熱泵單位制熱量急劇減少，系統(tǒng)制熱性能下降明顯，經(jīng)濟(jì)性顯著降低。該酒店所在地區(qū)2009—2011年月平均氣溫如表2所示。

表2 當(dāng)?shù)?009—2011年月平均氣溫℃

從表2可以看出，該地區(qū)全年氣溫適宜空氣源熱泵運(yùn)行，在4—11月旅游高峰期，平均氣溫在15℃以上，且不超過30℃，恰好是空氣源熱泵高效運(yùn)行的適宜溫度范圍，且在5月、9月、10月熱泵機(jī)組綜合能效最高，節(jié)能效果顯著。1、2月旅游淡季，酒店用水量少，避免了因溫度較低，空氣源熱泵制熱效率低的問題。

此次熱水供應(yīng)系統(tǒng)改造將熱水箱放置于地下層鍋爐房，同時(shí)將空氣能熱泵機(jī)組放置于樓頂，便于充分換熱。

結(jié)合表1中酒店2011年全年電熱用水情況明細(xì)，熱水箱最大吞吐容量設(shè)計(jì)為60 t/天。根據(jù)水文數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，該酒店12月入口水源平均溫度為8℃，將其作為空氣源熱泵機(jī)組最大功率測算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，那么將水加熱至酒店所需的55℃，所需制熱量為

60 L×1 000（用水量）×（55℃-8℃）（溫升）×1.1（熱損）=3 102 000 kJ

將單位千焦換算成kWh為

3 102 000 kJ÷860 kJ/kWh=3 606.98 kWh

最后得出熱泵機(jī)組最大總輸入功率為

3 606.98 kWh÷16 h÷3=75.15 kW。 16 h為日工作時(shí)間；3為冬季COP值。

考慮到冬季實(shí)際上酒店入住率并不高，主要為酒店日常工作用水，可適當(dāng)降低熱泵機(jī)組輸入功率，來降低投資成本，提高機(jī)組利用率。

取該酒店全年入口水源平均值10℃作為空氣源熱泵機(jī)組功率設(shè)計(jì)測算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，那么將水加熱至55℃，所需制熱量為

60 L×1 000（用水量/升）×（55℃-10℃）（溫升）×1.1（熱損）÷860 kJ/kWh÷16 h（日工作時(shí)間）÷3.5（COP均值）=61.66 kW

最終選用7臺(tái)8.8 kW的空氣源熱泵機(jī)組來完成此次熱水箱節(jié)能改造。

2.2 管道改造

經(jīng)現(xiàn)場查勘，由于原熱水系統(tǒng)主水管道采用地埋方式，主水管道材質(zhì)為PPR管。由于冬季冰凍等原因，主水管常出現(xiàn)較多漏點(diǎn)，而且漏點(diǎn)查找需開挖水泥路面，因此此次管網(wǎng)改造將采用沿路面花壇進(jìn)行開挖，制作管道溝，在管道溝內(nèi)采用鋼質(zhì)材料制作熱水主水管，并與各樓宇熱水進(jìn)水管道進(jìn)行對接。由于管道改造的地下部分采用耐腐蝕材質(zhì)，使用壽命長達(dá)50年，極大提高了整個(gè)酒店熱水供應(yīng)穩(wěn)定性，減少了后期維護(hù)成本。

3 效果比對分析

根據(jù)該酒店2011年全年電熱水用能數(shù)據(jù)，2011年全年電熱水耗電106.99萬kWh，總熱水用量為1.95萬t，按照電價(jià)0.588元/kWh計(jì)算，每加熱1 t水用電成本為32.26元。改造后空氣源熱泵機(jī)組全年耗電32.77萬kWh，年節(jié)約電量74.23萬kWh，每噸水加熱成本降低32.26元-9.88元=22.38元，年節(jié)約電費(fèi)43.65萬元。

改造前后用電量數(shù)據(jù)比對曲線如圖2所示。不難發(fā)現(xiàn)，空氣源熱泵相比該酒店改造前的普通電能式熱水箱，消耗電能降低70%，用電效率更高，經(jīng)濟(jì)性更好。

圖2 改造前后用電量數(shù)據(jù)比對圖

4 結(jié)束語

為積極響應(yīng)國家關(guān)于建設(shè)綠色、節(jié)能、環(huán)保型酒店和國家旅游局關(guān)于加強(qiáng)綠色飯店建設(shè)的要求，對旅游景點(diǎn)酒店進(jìn)行了熱水供應(yīng)系統(tǒng)節(jié)能改造。通過運(yùn)用空氣能熱泵技術(shù)，酒店熱水供應(yīng)系統(tǒng)節(jié)能率大幅提升。同時(shí)，由于用電部分不直接接觸水源，在安全、環(huán)保方面更優(yōu)于普通電能式熱水箱，因此，空氣源熱泵改造工程完成后，達(dá)到了節(jié)能、安全、環(huán)保等多重效果。

The application of energy?saving heat pump technology in a hotel

LIU Xiao?xiao1，LIAN Guo?hai2，GUO Xin?ze3
（1.State Grid Hunan Electric Power Corporation Research Institute,Changsha 410007,China；2.State Grid Hunan Electric Power Company,Changsha 410007,China；3.Changsha Electric Power Technical College,Changsha 410000,China）

This paper specifies the old hot water feed system of a hotel in the scenic spot.After investigation and study,feasible solution is proposed and air?source heat pump technique is used for energy?saving reformation.Compared with power consumption before reformation,energy?saving increases a lot.

heat pump technology;energy saving reforma?tion;air source heat pump

TK018；F407.61

B

1009-1831（2014）01-0034-03

2013-11-07