賓館冷熱源系統(tǒng)節(jié)能改造效果分析及應(yīng)注意的問題

苗　青

(上海寶鋼節(jié)能環(huán)保技術(shù)有限公司，上?！?01900)

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賓館冷熱源系統(tǒng)節(jié)能改造效果分析及應(yīng)注意的問題

苗青

(上海寶鋼節(jié)能環(huán)保技術(shù)有限公司，上海201900)

摘要:以上海某三星級(jí)旅游涉外賓館為例，針對(duì)該賓館冷熱源系統(tǒng)的基本情況，制定了冷熱源系統(tǒng)改造后的運(yùn)行策略，比較了節(jié)能改造前后兩種冷熱源系統(tǒng)配置的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行安全性，并總結(jié)了實(shí)施該類工程應(yīng)注意的相關(guān)事項(xiàng)，為同類型的節(jié)能改造工程提供了參考借鑒。

關(guān)鍵詞:冷熱源系統(tǒng)，節(jié)能改造，運(yùn)行策略

0　引言

20世紀(jì)90年代，夏熱冬冷地區(qū)設(shè)計(jì)建造的賓館空調(diào)系統(tǒng)及衛(wèi)生熱水的供應(yīng)方式多采用冷水機(jī)組+燃油鍋爐的形式。2010年以來隨著冷水機(jī)組和鍋爐效率的下降，加之燃油價(jià)格的上漲，給節(jié)能改造帶來了一定的經(jīng)濟(jì)性。筆者參與了上海地區(qū)幾個(gè)以合同能源管理方式進(jìn)行的賓館冷熱源系統(tǒng)節(jié)能改造。改造方式多為風(fēng)冷熱泵+全熱回收型風(fēng)冷熱泵機(jī)組替換原有冷熱源系統(tǒng)的形式。那么該改造方案實(shí)施前后冷熱源系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性及安全性如何，項(xiàng)目過程又應(yīng)注意哪些問題。

1　賓館冷熱源系統(tǒng)情況

1．1賓館冷熱源需求特點(diǎn)

以上海某三星級(jí)旅游涉外賓館為例，該賓館總建筑面積約為20 000 m2，共14層，客房330間。房間空調(diào)末端采用風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)模式，24 h供應(yīng)生活熱水。賓館冷熱源需同時(shí)滿足夏、冬兩季空調(diào)負(fù)荷需求及全年生活熱水需求。夏季、冬季空調(diào)供回水設(shè)計(jì)溫度分別為7℃～12℃和50℃～45℃。

1．2改造前冷水機(jī)組+燃油鍋爐系統(tǒng)

改造前賓館空調(diào)冷源為1臺(tái)型號(hào)19XL的離心式冷水機(jī)組，制冷量為1 163 kW，1臺(tái)型號(hào)30HR活塞式冷水機(jī)組，制冷量為700 kW。使用情況為夏季冷負(fù)荷比較大時(shí)啟動(dòng)制冷量較大的離心機(jī)組，冷負(fù)荷較小時(shí)啟動(dòng)制冷量較小的活塞機(jī)組。2臺(tái)冷水機(jī)組并未同時(shí)使用，在一定程度上起到了互為備用的作用。

改造前賓館冬季空調(diào)熱源和全年生活熱水制備由2臺(tái)燃油熱水鍋爐提供:1臺(tái)為CWNS0．93-90/65Y，額定輸出熱量為930 kW; 另1臺(tái)為CWNS1．17-90/65Y，額定輸出熱量為1 163 kW，燃料消耗量為106．1 kg/h輕質(zhì)柴油。2臺(tái)熱水鍋爐不同時(shí)使用，互為備用。

分析認(rèn)為30HR活塞式冷水機(jī)組以及柴油鍋爐使用已經(jīng)超過10年，效率下降，能耗增加。加之柴油價(jià)格的波動(dòng)，也增加了系統(tǒng)運(yùn)行成本。

1．3改造后風(fēng)冷熱泵+全熱回收型風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)

根據(jù)改造前系統(tǒng)的運(yùn)行情況，該賓館夏季空調(diào)冷負(fù)荷為不超過1 163 kW，冬季空調(diào)熱負(fù)荷約為600 kW。根據(jù)賓館實(shí)際使用情況，每天最大需求熱水量為55℃生活熱水60 m3(包括客房和員工浴室用水)。生活熱水系統(tǒng)中原有40 m3的蓄熱水箱。上海商業(yè)建筑谷電價(jià)小于峰電價(jià)的30%，充分利用夜間低谷電價(jià)制備生活熱水是必要的，本次改造在地下室增配30 m3蓄熱水箱，充分利用夜間8 h低谷電價(jià)制備生活熱水，按照進(jìn)出水50℃溫差計(jì)算，8 h制備60 m355℃熱水，所需的加熱功率為436 kW?？紤]到60 m3用熱水水量為歷史統(tǒng)計(jì)的最大值，加之大多數(shù)情況下冷熱水進(jìn)出水溫差小于50℃，且保留原有燃油鍋爐1臺(tái)作為備用，故實(shí)際選取的生活熱水加熱功率為345 kW。

本次節(jié)能改造，拆除1臺(tái)燃油鍋爐，報(bào)廢1臺(tái)冷水機(jī)組，選用風(fēng)冷螺桿式熱泵機(jī)組2臺(tái)(單臺(tái)額定制熱量390 kW、制冷量350 kW)滿足冬季空調(diào)負(fù)荷需求，過渡季節(jié)可單開制冷;選用全熱回收型風(fēng)冷熱泵機(jī)組1臺(tái)(額定制熱量345 kW、制冷量271 kW，高溫型)制備55℃生活熱水，夏季開啟全熱回收模式制冷同時(shí)制備生活熱水。

2　冷熱源系統(tǒng)改造后運(yùn)行策略

2．1空調(diào)冷熱源系統(tǒng)運(yùn)行策略

冬季運(yùn)行工況，部分負(fù)荷時(shí)開啟單臺(tái)風(fēng)冷熱泵機(jī)組，滿負(fù)荷時(shí)開啟2臺(tái)風(fēng)冷熱泵機(jī)組，燃油鍋爐備用。

夏季運(yùn)行工況，部分負(fù)荷時(shí)開啟全熱回收型風(fēng)冷熱泵機(jī)組(制冷+熱回收模式)，供冷同時(shí)制備生活熱水;負(fù)荷逐步增加時(shí)再開啟1臺(tái)風(fēng)冷熱泵機(jī)組供冷，負(fù)荷再增加時(shí)啟動(dòng)原有保留的1臺(tái)冷水機(jī)組聯(lián)合全熱回收風(fēng)冷熱泵機(jī)組一同供冷，關(guān)閉風(fēng)冷熱泵機(jī)組。此時(shí)2臺(tái)風(fēng)冷熱泵機(jī)組可作為冷水機(jī)組的備用冷源。

2．2制備生活熱水運(yùn)行策略

冬季和過渡季節(jié)工況，開啟全熱回收風(fēng)冷熱泵機(jī)組單制熱水模式，充分利用夜間8 h低谷電價(jià)制滿55℃熱水存入蓄熱水箱。

夏季工況，全天開啟全熱回收風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱回收模式，制冷同時(shí)制備生活熱水。

原系統(tǒng)保留的1臺(tái)燃油鍋爐作為生活熱水和冬季空調(diào)的備用熱源。

3　經(jīng)濟(jì)性及安全性比較分析

3．1經(jīng)濟(jì)性比較

改造前，賓館平均入住率58%。燃油鍋爐消耗0號(hào)柴油年均158 t，故全年衛(wèi)生熱水和冬季熱空調(diào)用0號(hào)柴油共158 t。0號(hào)柴油的價(jià)格按照6 500元/t計(jì)算，消費(fèi)102．7萬元。夏季冷水機(jī)組年平均用電47．6 kWh，消費(fèi)42．9萬元。全年冷熱源設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用合計(jì)145．6萬元。

改造后，空調(diào)冬季采用風(fēng)冷熱泵機(jī)組供熱，過渡季節(jié)采用風(fēng)冷熱泵機(jī)組供冷，夏季高溫天氣采用原有冷水機(jī)組供冷。全年生活熱水采用全熱回收型風(fēng)冷熱泵機(jī)組制備，夏季及過渡季節(jié)優(yōu)先開啟制冷同時(shí)制備生活熱水。冬季極冷天氣以燃油鍋爐作為備用。本系統(tǒng)于2011年改造完成，新系統(tǒng)投運(yùn)的前兩年運(yùn)行電耗平均為116萬kWh/年，柴油使用為0，由于充分利用的夜間低谷電價(jià)制備生活熱水，電費(fèi)總計(jì)96萬元。第三年開始，制備生活熱水的全熱回收型風(fēng)冷熱泵機(jī)組出現(xiàn)故障，在設(shè)備維修期間啟動(dòng)燃油鍋爐，產(chǎn)生了部分油耗。

表1列出了改造前后冷熱源設(shè)備能源使用情況。

表1　冷熱源設(shè)備能源使用情況

比較可知，該節(jié)能改造項(xiàng)目達(dá)到的節(jié)能率并不高。但由于充分利用了低谷電價(jià)制備衛(wèi)生熱水，項(xiàng)目實(shí)施后拉低了總體電價(jià)水平。每年能夠節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用近50萬元，這也是該類項(xiàng)目能夠采用合同能源管理方式實(shí)施的關(guān)鍵所在。

3．2運(yùn)行安全性比較

從節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用的角度，改造后的系統(tǒng)比改造前有明顯的效果。冷熱源系統(tǒng)的運(yùn)行安全對(duì)賓館的正常經(jīng)營是非常重要的。改造前的冷水機(jī)組+燃油鍋爐系統(tǒng)均采用了一用一備的方式。這是對(duì)整個(gè)賓館的空調(diào)和生活熱水的安全供應(yīng)做了保障。

改造后采用風(fēng)冷熱泵+全熱回收風(fēng)冷熱泵機(jī)組，從實(shí)際運(yùn)行效果看滿足了賓館空調(diào)和熱水的基本需求。但從運(yùn)行第三年開始，全熱回收機(jī)型機(jī)組出現(xiàn)故障，停機(jī)維修期間，不得已啟動(dòng)了燃油鍋爐制備生活熱水。從安全運(yùn)行的角度考慮，應(yīng)考慮多臺(tái)機(jī)組的互為備用，也可備用其他熱源，本項(xiàng)目以原有的1臺(tái)燃油鍋爐作為備用。另外，在夏季極端高溫條件下，采用風(fēng)冷機(jī)組制冷也是不經(jīng)濟(jì)的，在條件許可的情況下，可保留1臺(tái)效率較高的冷水機(jī)組與之配合。

4　其他應(yīng)注意的問題

1)應(yīng)考慮設(shè)備基礎(chǔ)的承重能力。此類賓館冷熱源節(jié)能改造項(xiàng)目，需充分考慮風(fēng)冷熱泵機(jī)組的放置位置，屋頂為風(fēng)冷熱泵機(jī)組通常選擇放置的位置，在項(xiàng)目實(shí)施前一定要充分論證房屋結(jié)構(gòu)承載力問題，必要時(shí)需搭設(shè)鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)，分散集中荷載。2)應(yīng)考慮配電容量是否滿足改造要求。增加風(fēng)冷熱泵機(jī)組等設(shè)備需要充分考慮賓館原有系統(tǒng)配電能力是否滿足要求，若還需新增配電箱甚至擴(kuò)容變壓器才能滿足新增設(shè)備的用電要求則是不經(jīng)濟(jì)的。3)應(yīng)考察末端管網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際水力平衡情況。鍋爐可根據(jù)實(shí)際情況提升供水溫度達(dá)到滿足最不利空調(diào)末端的供暖需求，而常規(guī)風(fēng)冷熱泵機(jī)組的冬季供水溫度一般為45℃。4)應(yīng)檢查原有熱水系統(tǒng)循環(huán)管路是否通暢。不排除一些賓館生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)管路老化，造成生活熱水系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)管路不通，為滿足使用需求，鍋爐系統(tǒng)將生活熱水溫度燒至60℃以上供出，造成能源的極大浪費(fèi)。但是改造后采用高溫型全熱回收風(fēng)冷熱泵機(jī)組制備生活熱水溫度一般為55℃，無法掩蓋該問題的存在。

上述問題，如果不在項(xiàng)目實(shí)施前充分考慮和解決，也會(huì)給項(xiàng)目的實(shí)施考核帶來極大的風(fēng)險(xiǎn)。

5　結(jié)語

用風(fēng)冷熱泵機(jī)組替代燃油鍋爐和冷水機(jī)組的賓館冷熱源系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目要兼顧經(jīng)濟(jì)性和安全性的平衡。夏熱冬冷地區(qū)采用風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)+全熱回收風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)替代冷水機(jī)組+燃油鍋爐系統(tǒng)具備較好的節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用的效果，但保障冬季工況下的安全運(yùn)行建議保留1臺(tái)鍋爐作為備用熱源。夏季極端氣溫采用風(fēng)冷熱泵機(jī)組供冷效率不如冷水機(jī)組高，如果條件允許可保留1臺(tái)冷水機(jī)組作為夏季調(diào)峰使用更為經(jīng)濟(jì)。另外，項(xiàng)目成功實(shí)施還必須考慮到設(shè)備基礎(chǔ)承載力、配電容量、空調(diào)及熱水管網(wǎng)系統(tǒng)等系列相關(guān)問題。

參考文獻(xiàn):

［1］陸耀慶．實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008．

［2］GB 50019—2003，采暖通風(fēng)與空調(diào)工程技術(shù)規(guī)范［S］．

［3］GB 50015—2003，建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

Energy-saving transformation effect analysis and matters needing attention of hotel cold-heat source system

Miao Qing
(Shanghai Baosteel Energy Tech Co．，Ltd，Shanghai 201900，China)

Abstract:Taking the three-star foreign tourism hotel in Shanghai as an example，in light of basic cold-heat source system conditions of the hotel，the paper formulates the cold-heat source system operation strategies after transformation，compares economy and operation security of two kinds of cold-heat source system distribution before and after transformation，and summarizes matters needing attention in implementing the engineering，which has provided some guidance for similar energy-saving transformation engineering．

Key words:cold-heat source system，energy-saving transformation，operation strategies

作者簡(jiǎn)介:苗青(1983-)，男，碩士，工程師

收稿日期:2015-10-22

文章編號(hào):1009-6825(2016)01-0198-03

中圖分類號(hào):TU201．5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A