唐湘軍 秦廣旭

摘 要：隨著超低溫?zé)岜眉夹g(shù)的發(fā)展，目前熱泵的使用范圍已經(jīng)逐步擴(kuò)大到我國(guó)華北甚至東北地區(qū)，并且取得了較好的節(jié)能效果。特別對(duì)于酒店類建筑，常年需要制取衛(wèi)生熱水，傳統(tǒng)方案為電鍋爐制熱，能耗費(fèi)用高?？諝庠礋岜脽崴鳛榫频杲ㄖ档湍芎?，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用提供了一種新的解決方案。本文以天津市某酒店為例，對(duì)采用空氣源熱泵熱水器替代原電鍋爐方案進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，為該地區(qū)同類改造提供參考。

關(guān)鍵詞：酒店；衛(wèi)生熱水；空氣源熱泵熱水器；節(jié)能

1 引言

空氣源熱泵熱水器為一種利用空氣作為低溫?zé)嵩磥碇迫∩顭崴臒岜脽崴?，主要由空氣源熱泵循環(huán)系統(tǒng)和蓄水箱兩部分組成。空氣源熱泵熱水器就是通過消耗部分電能，把空氣中的熱量轉(zhuǎn)移到水中的制取熱水的設(shè)備?？晒?jié)省每年的人工費(fèi)、年檢費(fèi)用等間接費(fèi)用，只需少量電能即可產(chǎn)生大量熱水，既響應(yīng)了國(guó)家倡導(dǎo)的利用可再生能源的號(hào)召，又可體現(xiàn)管理者綠色、節(jié)能、環(huán)保的意識(shí)和理念。

隨著超低溫?zé)岜眉夹g(shù)的發(fā)展，目前熱泵的使用范圍已經(jīng)逐步擴(kuò)大到我國(guó)華北甚至東北地區(qū)，并且取得了較好的節(jié)能效果。特別對(duì)于酒店類建筑，常年需要制取衛(wèi)生熱水，傳統(tǒng)方案為電鍋爐制熱，能耗費(fèi)用高?？諝庠礋岜脽崴鳛榫频杲ㄖ档湍芎?，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用提供了一種新的解決方案。

2 項(xiàng)目概況

2.1 酒店概況

天津某星級(jí)酒店酒店是以住宿、餐飲、會(huì)務(wù)等各類服務(wù)為一體的三星級(jí)酒店，酒店于2009年9月正式開始營(yíng)業(yè)。

酒店建筑面積14，300平方米，地下、地上共10層；備有人性化設(shè)計(jì)、裝修典雅、設(shè)施完備、舒適溫馨的行政套房、豪華商務(wù)客房等各類房型共190間。

2.2 衛(wèi)生熱水系統(tǒng)概況

酒店目前衛(wèi)生熱水系統(tǒng)采用兩臺(tái)72KW的電熱水鍋爐，相應(yīng)配置有2個(gè)容量為10m3的蓄熱水罐。系統(tǒng)采用循環(huán)加熱方式，設(shè)定供熱水溫度為52℃。

3 衛(wèi)生熱水系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

由于衛(wèi)生熱水系統(tǒng)缺少水表和熱量表等計(jì)量裝置，故只能根據(jù)根據(jù)電熱水鍋爐的耗電量統(tǒng)計(jì)進(jìn)行推算。2016年7月13日至17日，酒店工程部人員對(duì)電熱水鍋爐的耗電量進(jìn)行了分時(shí)段記錄，我們?cè)诖嘶A(chǔ)上對(duì)酒店衛(wèi)生熱水系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行了初步分析。

3.1 電鍋爐日耗電量及成本分析

根據(jù)7月13日至17日酒店工程部人員對(duì)電熱水鍋爐耗電量進(jìn)的分時(shí)段記錄，整理統(tǒng)計(jì)如下：

7月13日：高峰用電300kwh，平段120kwh，低谷180kwh，總計(jì)600kwh；

7月14日：高峰用電240kwh，平段150kwh，低谷180kwh，總計(jì)570kwh；

7月15日：高峰用電180kwh，平段210kwh，低谷180kwh，總計(jì)570kwh；

7月16日：高峰用電300kwh，平段120kwh，低谷240kwh，總計(jì)660kwh；

7月17日：高峰用電539kwh，平段120kwh，低谷180kwh，總計(jì)839kwh；

根據(jù)以上統(tǒng)計(jì)可以看出，統(tǒng)計(jì)期內(nèi)電鍋爐的平均日耗電量為648kwh，高峰、平段和低谷用電分別占比48%，22%和30%。

根據(jù)天津市分時(shí)電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可計(jì)算出電鍋爐的平均用電單價(jià)：

S=1.2837×48%+0.8457×22%+0.4287×30%=0.9329元/kwh

3.2 衛(wèi)生熱水耗量分析

根據(jù)電鍋爐耗電量統(tǒng)計(jì)情況及熱水耗熱量計(jì)算公式Q=cm·=q·（q為電鍋爐耗電量；η為鍋爐熱效率，取98%），結(jié)合酒店提供的入住房間數(shù)，我們對(duì)酒店的衛(wèi)生熱水日耗量進(jìn)行了計(jì)算分析。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)期內(nèi)酒店平均消耗52℃熱水量為16.38噸/天，單位房間用熱水量為143L/間·d。

根據(jù)酒店提供的信息，酒店共有房間數(shù)190間，日平均入住率約60%，即114間/d。則平均每天共需熱水：143 L/間·d×114間 =16325 L/d = 16.325 T/d。

3.3 電鍋爐年耗電量分析

由于熱水供應(yīng)溫度恒定（52℃），而鍋爐入口水溫（即自來水溫度）則隨季節(jié)變化，因此需分別計(jì)算夏季、冬季和過渡季的熱水耗熱量。根據(jù)天津市自來水水質(zhì)資料，本市自來水的供水溫度約夏季20℃，冬季5℃，過渡季按12℃計(jì)算，則可分析各不同季節(jié)衛(wèi)生熱水的總耗熱量，進(jìn)而推算電鍋爐年耗電量。

考慮夏季為123天，用水量為16.325T/d；考慮過度季為121天，用水量為夏季的80%；冬季為121天，用水量為夏季的70%；用電單價(jià)按計(jì)算結(jié)果0.9329元/kwh計(jì)。

通過上述分析可知，酒店年衛(wèi)生熱水（52℃）消耗量為4971噸/年，既有衛(wèi)生熱水供應(yīng)方式下，電鍋爐耗電量為22.9萬kwh/年，電鍋爐年運(yùn)行電費(fèi)為21.4萬元。

4 衛(wèi)生熱水優(yōu)化解決方案

4.1 空氣源熱泵熱水機(jī)簡(jiǎn)介

（1） 設(shè)備概況及用途 ?？諝庠礋岜脽崴畽C(jī)是一種節(jié)能、安全、環(huán)保的制熱水設(shè)備，是替代燃油、燃煤、燃?xì)忮仩t和電熱水器的理想設(shè)施。機(jī)組主要用于制取最高水溫為60℃（特種冷媒最高可達(dá)65℃）的生活、生產(chǎn)或采暖用熱水。機(jī)組使用的環(huán)境條件：干球溫度-10～45℃、相對(duì)濕度0～100%。

機(jī)組可廣泛應(yīng)用于招待所、酒店、賓館、美容美發(fā)店、健身館、浴室桑拿、家庭、小區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院、職工宿舍、公寓、別墅、游泳池、養(yǎng)殖場(chǎng)、溫室、溫泉、生產(chǎn)企業(yè)等場(chǎng)所，可單獨(dú)使用，也可集中使用。

（2）設(shè)備工作原理?？諝庠礋岜脽崴畽C(jī)的組成及工作原理同空調(diào)近似，機(jī)組制冷劑循環(huán)由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器和膨脹閥/毛細(xì)管四大主要部件組成，通過讓制冷劑不斷完成蒸發(fā)（吸取環(huán)境中的熱量）→壓縮→冷凝（放出熱量）→節(jié)流→再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到水中；水箱與熱泵之間通過循環(huán)水泵把冷水加熱成55℃高溫?zé)崴?，制熱水高效?jié)能。

4.2 工程方案

（1）方案思路。為降低酒店衛(wèi)生熱水成本，擬采用空氣源熱泵熱水機(jī)作為主要熱源加熱衛(wèi)生熱水，同時(shí)保留原有電鍋爐，與空氣源熱泵并聯(lián)，作為調(diào)峰或應(yīng)急使用。

系統(tǒng)原有的2個(gè)10m3蓄水罐及熱水循環(huán)泵仍然保留。

（2）設(shè)備選型。根據(jù)酒店工程部人員介紹，夜間和早晨用熱水高峰時(shí)段，兩臺(tái)鍋爐需同時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)行，因此為保證酒店熱水供應(yīng)的穩(wěn)定，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性。初步選型建議為4臺(tái)DKFXRS-33空氣源熱泵熱水機(jī)（低溫型），額定制熱量為4×33KW，單機(jī)額定輸入功率為9.5KW。

（3）節(jié)能量分析。根據(jù)本方案3.3的分析，衛(wèi)生熱水全年耗熱量為224529kwh，其中夏季和過度季衛(wèi)生熱水耗熱量為148710kwh。

按空氣源熱泵僅夏季和過度季運(yùn)行，冬季仍由電鍋爐供熱水計(jì)算，熱泵運(yùn)行綜合COP按3.5計(jì)算，系統(tǒng)夏季及過度季運(yùn)行耗電量為148710÷3.5=42489 kwh。

系統(tǒng)夏季及過度季運(yùn)行電費(fèi)42489×0.9329=39639（元）

根據(jù)業(yè)主方要求，項(xiàng)目冬季仍由電鍋爐供熱水，計(jì)算運(yùn)行電費(fèi)72179元，則全年衛(wèi)生熱水耗電量為39639+72179=111818元。

相比電鍋爐供熱水方案，年可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用10.2萬元。

4.3 項(xiàng)目投資及經(jīng)濟(jì)性分析

項(xiàng)目預(yù)計(jì)設(shè)備投資16.80萬元，其它費(fèi)用約5.04萬元，總投資21.84萬元。改造完成后，年節(jié)省電費(fèi)10.2萬元，靜態(tài)投資回收期2.1年。

5 結(jié)語

與原電熱水鍋爐方案相比，空氣源熱泵熱水機(jī)組初始投資雖相對(duì)較高，但后期運(yùn)行費(fèi)用大幅節(jié)省60%以上，項(xiàng)目投資回收期1～2年左右（視用戶電價(jià)，熱水使用量等因素）。 因此本項(xiàng)目具有良好的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，建議盡快實(shí)施。