【摘要】近年來(lái)，我國(guó)的節(jié)能事業(yè)發(fā)展十分迅猛，加強(qiáng)賓館節(jié)能的研究是十分必要的。本文作者結(jié)合多年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)空調(diào)冷凝熱回收系統(tǒng)在賓館建筑中的應(yīng)用和設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，具有重要的參考意義。

【關(guān)鍵詞】空調(diào) 冷凝熱回收系統(tǒng) 賓館建筑 蓄熱水罐 串級(jí)連接

0引言

隨著世界范圍內(nèi)能源日趨緊張、礦物燃料減少和能源需求明顯增長(zhǎng)，促使人們探索節(jié)能的新途徑和提高能源的有效利用率。根據(jù)各國(guó)的能源利用水平不同，有43%～70%的能源主要以廢熱的形式丟失，還造成城市的“熱島效應(yīng)”。因此，重視能源的二次利用，從而減少能源的直接消耗和排放，以達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的目的成為空調(diào)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。熱回收空調(diào)系統(tǒng)由于具有顯著的節(jié)能效益，在近幾年來(lái)，越來(lái)越受到重視。本文將結(jié)合賓館類建筑空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)幾種常用的空調(diào)熱回收方式進(jìn)行分析，提出采用高效水-水熱泵熱回收系統(tǒng)、熱水罐串級(jí)連接的設(shè)計(jì)方式，有效地實(shí)現(xiàn)熱水的水溫分層和順序利用，更加充分地利用空調(diào)冷凝熱回收系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)酒店生活熱水的供給。

1 賓館類建筑常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)存在的問題

夏季，旅館類建筑為了滿足賓客對(duì)舒適、健康居住環(huán)境以及各種使用功能的要求，需要同時(shí)供冷和供熱。在常規(guī)系統(tǒng)中，一般要設(shè)置兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，分別供應(yīng)冷量和熱量。其優(yōu)點(diǎn)是空調(diào)系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)相互獨(dú)立，易于調(diào)節(jié)。但此類常規(guī)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中一般會(huì)存在以下問題：

直接排放空調(diào)余熱造成的能量浪費(fèi)問題

空調(diào)余熱是空調(diào)系統(tǒng)制冷過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝熱及制冷機(jī)的發(fā)熱量?？照{(diào)設(shè)計(jì)中對(duì)于中高檔賓館，一般取冷負(fù)荷指標(biāo)為100一150W/m2，而冷凝熱量一般為冷負(fù)荷的1.2～1.3倍左右，可見空調(diào)冷凝熱量從數(shù)量上看相當(dāng)龐大。在通常情況下，空調(diào)余熱是通過(guò)冷卻水系統(tǒng)集中排入大氣，因此，冷凝熱直接排入大氣勢(shì)必造成大量寶貴能源的浪費(fèi)。

熱水供應(yīng)運(yùn)行費(fèi)用問題

賓館類建筑用熱水需求量較大，如生活熱水供應(yīng)、洗衣房用熱、廚房洗滌用熱以及室內(nèi)游泳池加熱等過(guò)程，這些用熱場(chǎng)所的水溫一般都不高于60℃，為了滿足這部分用熱量的需求，賓館建筑將要求設(shè)置供熱系統(tǒng)。在環(huán)保要求高的許多大城市中，己經(jīng)嚴(yán)格限制燃煤鍋爐房的使用。因此，在中高檔賓館中，以燃?xì)?、燃油、電鍋爐為熱源的供熱系統(tǒng)在逐年增多，而伴隨其來(lái)的將是高額的運(yùn)行費(fèi)用，熱水供應(yīng)的運(yùn)行費(fèi)用問題已經(jīng)直接影響到了中高旅館類建筑的經(jīng)濟(jì)效益。

常規(guī)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的影響

常規(guī)的設(shè)計(jì)在空調(diào)系統(tǒng)及熱水供應(yīng)系統(tǒng)上產(chǎn)生巨大的能耗，燃料的燃燒排出大量的CO2、SO2和粉塵等有害物，會(huì)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的破壞（如全球溫暖化、酸雨等）；另外，隨著工業(yè)化社會(huì)的加劇，“熱島效應(yīng)”現(xiàn)象已經(jīng)越來(lái)越引起了人們的注意。而制冷機(jī)冷凝熱與鍋爐房廢熱的直接排放是造成以上污染現(xiàn)象的主要因素之一。

根據(jù)《公共建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)范》的要求，“對(duì)于常年需要生活熱水的建筑，如旅游賓館、醫(yī)院等宜優(yōu)先采用太陽(yáng)能、熱泵供熱水技術(shù)和冷水機(jī)組或熱泵機(jī)組熱回收技術(shù)；特別對(duì)于夏季有供冷需求，同時(shí)有生活熱水需求的公共建筑，應(yīng)充分利用冷水機(jī)組或熱泵機(jī)組的冷凝熱?！币虼耍瑸榱私档徒ㄖ哪芎?，賓館建筑一般采用冷水機(jī)組熱回收系統(tǒng)來(lái)獲得免費(fèi)的生活熱水。

2 空調(diào)冷凝熱回收系統(tǒng)介紹

2.1 空調(diào)冷凝熱回收系統(tǒng)的原理

冷水機(jī)組冷凝熱回收系統(tǒng)是利用制冷劑循環(huán)中制冷工質(zhì)冷凝放熱過(guò)程中釋放的熱量來(lái)制備生活熱水。目前水冷冷水機(jī)組有冷卻水熱回收與排氣熱回收兩種方式，一般以排氣熱回收型較為常用。

冷卻水熱回收：

冷卻水熱回收是在冷卻水出水管路中加裝一個(gè)熱回收換熱器?？墒埂盁崴睆睦鋮s水出水中回收一部分熱量。雖然熱水的出水溫度小于冷卻水的出水溫度，但是冷水機(jī)組的制冷量和COP基本不變。

排氣熱回收：

從壓縮機(jī)排出的高溫、高壓的制冷劑氣體熱量在冷凝器中一般經(jīng)歷三個(gè)階段。如果僅回收過(guò)熱段部分的能量，此時(shí)氣體不發(fā)生相變，因此回收的僅為氣體的顯熱，此熱量約為總排熱量的12%～15%，稱為顯熱回收。若將過(guò)熱段和飽和段的熱量進(jìn)行回收，則稱之為全熱回收。

2.2 熱回收供生活熱水系統(tǒng)

對(duì)于熱回收的熱水系統(tǒng)可以是直供式，也可以通過(guò)間接換熱式。間接換熱即通過(guò)熱回收器獲得一定溫度的熱水，再經(jīng)過(guò)換熱器，對(duì)生活熱水系統(tǒng)的補(bǔ)水進(jìn)行預(yù)熱。該方式由于間接換熱，熱量利用率不高，但對(duì)熱回收系統(tǒng)衛(wèi)生要求低，可保證水質(zhì)不受影響。

因此，從提高熱量利用率、減少熱損失的方面考慮，可通過(guò)將熱回收熱水進(jìn)行直接利用，但對(duì)這種供熱水模式，需要解決的問題是如何保證蓄熱水罐內(nèi)冷熱水分層明顯，防止冷熱混合、降低熱量品質(zhì)。

傳統(tǒng)的直接供熱系統(tǒng)，一般是送至熱水池或者同時(shí)送至各個(gè)生活熱水箱上側(cè)，回水則同時(shí)從各個(gè)熱水箱下側(cè)接出，冷水也是同時(shí)從各個(gè)水箱下側(cè)補(bǔ)水，由于水箱不分先后順序同時(shí)供水，造成其供回水溫差小，熱回收水流量偏大。由于冷水的擾動(dòng)，導(dǎo)致各個(gè)水箱的出水溫度不穩(wěn)定，經(jīng)常達(dá)不到用戶的水溫要求，從而造成熱水機(jī)組及其水泵頻繁開機(jī)的問題。因此，需要對(duì)熱回收蓄熱水罐的連接方式進(jìn)行優(yōu)化，下面將結(jié)合某酒店空調(diào)工程實(shí)例來(lái)分析熱回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

3 工程實(shí)例

3.1 項(xiàng)目概況

廣州某五星級(jí)賓館的更新改造工程，總建筑面積11萬(wàn)平方米，首層至4層為裙房，主要功能為：酒店大堂、餐飲、商店、會(huì)議室等；四層至28層為客房層?？照{(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷為8150KW，熱負(fù)荷為3090KW，生活熱水最大時(shí)熱水用量為66.21m3/h。

由于該賓館的全年熱水的需求量大且出水溫度要求較高，因此選用由兩臺(tái)制熱量為872KW的高效水-水高溫?zé)岜萌珶峄厥諜C(jī)組、4臺(tái)熱水循環(huán)泵、4臺(tái)冷水循環(huán)泵以及5個(gè)梯級(jí)蓄熱水罐組成的空調(diào)全熱回收系統(tǒng)；高效水-水高溫?zé)岜萌珶峄厥諜C(jī)組作為酒店衛(wèi)生熱水的熱源，同時(shí)回收免費(fèi)的冷量供空調(diào)系統(tǒng)使用。

本項(xiàng)目采用蓄熱水罐串級(jí)連接的方式，對(duì)水溫進(jìn)行分層，對(duì)熱水進(jìn)行梯級(jí)利用和順序利用。以下說(shuō)明該系統(tǒng)工作過(guò)程：在蓄熱階段，全熱回收機(jī)組熱水出水首先進(jìn)入最靠近出水側(cè)的蓄熱水罐SG-1，最先把該水罐內(nèi)的水置換成60℃的熱水，將冷水壓出依次經(jīng)過(guò)SG-2、3、4、5，最終進(jìn)入熱回收機(jī)組內(nèi)換熱。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間蓄熱，最終將所有水罐內(nèi)的水均加熱至60℃。在正常用熱階段，該系統(tǒng)優(yōu)先從最靠近出水側(cè)的水罐SG-1供給60℃的生活熱水至各分區(qū)的熱用戶，各區(qū)熱用戶的回水匯總后直接回至離出水側(cè)最遠(yuǎn)的水罐SG-5下側(cè)，然后在該熱水罐的下側(cè)再通過(guò)出水管接至全熱回收機(jī)組加熱。

3.2 節(jié)能性分析

根據(jù)本項(xiàng)目給排水專業(yè)提供的計(jì)算資料可知，該賓館的平均小時(shí)用熱水總量為29m3/h，用熱量為1485KW，換算至由燃?xì)鉄崴仩t提供生活熱水，取燃?xì)獾臀蝗紵禐?0390KJ/m3，鍋爐熱效率0.9，按每日至少供熱小時(shí)數(shù)18H計(jì)算，每日可節(jié)省燃?xì)?647m3。

4 結(jié)論

本文通過(guò)討論賓館建筑中應(yīng)用常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)所帶來(lái)的一系列問題，重點(diǎn)介紹了空調(diào)冷凝熱回收系統(tǒng)的原理，通過(guò)對(duì)工程實(shí)例的計(jì)算分析，可以得出在賓館類建筑中使用空調(diào)冷凝熱回收系統(tǒng)，對(duì)于節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，通過(guò)在傳統(tǒng)熱回收系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)熱水供熱系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，使用蓄熱水罐串級(jí)連接的供熱方式，可更好地實(shí)現(xiàn)冷熱水分層，降低冷熱水混合造成供水溫度下降的影響，使供水溫度比較穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

1、《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2005）

2、《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施節(jié)能專篇暖通空調(diào)·動(dòng)力》2007

3、陸耀慶主編《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》北京： 中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2006