酒店空调策略可行性研讨

1工程概况

该建筑为颇具影响的星级大酒店，位于福州市区，建筑总面积约为6．5万Il，地上部分面积为6万m，主要功能为餐饮、客房、KTV等。空调系统总冷负荷约为6000kW，总热负荷约为4200kW。项目附近有一可利用的大型湖泊。

2地表水水源热泵空调方案

设计采用1台双冷凝器离心机组(带热回收的水源热泵机组，回收冷凝热)，其制冷量为1582kW，同时回收45～5O''''C的卫生热水，热回收量1927kw；另配2台热泵离心式机组(水源热泵机组)，其单台制冷／热量为2285kw／2366kw，此配置满足夏季空调的需要。冬季采用燃气蒸汽锅炉为辅助热源，满足冬季供暖及制取卫生热水的需求。

2．1空调不同季节使用说明

(1)系统以湖水为冷却水源。在夏季制冷季节，优先开启双冷凝器离心机组供冷，同时进行热回收；当空调负荷增大，双冷凝器离心机组不满足制冷需求时，再开启热泵离心式机组，充分发挥空调主机的使用效率。

(2)参考相关文献中过渡季节3月、4月、5月上旬、l0月下旬、11月期间湖水温变化，并根据热泵机组的技术要求，制冷工况水源侧进出温度范围2O～4l℃，热泵制热工况水源侧进出温度范围13~30~C，过渡季节卫生热水的使用量基本可以通过热回收机组来制取以满足使用，所以过渡季节开启双冷凝器离心机组回收热水。卫生热水系统耗热量(以夏季为例)：主要考虑客房、游泳池补水和淋浴。①客房淋浴器用热水耗热量：该建筑客房用水定额(L)按150L／(人／d)计，使用人数及规模为960人，使用时间24h，供热水温度40~C，夏季自来水温度以24~C计算，则客房每天所需热水耗热量为O=CMAt=l(Kcal／kg•℃)×150[L／(人／d]X960人／d×(4O一24)℃=23O4000Kcal；②泳池淋浴器用热水耗热量：该建筑泳池用水定额(L)按50L／(次•客)，使用人数及规模为100人次／日，使用时间lOb，供热水温度40~C计算，则淋浴器热水所需耗热量为80000Kcal；③泳池每目的补充水量加热耗热量：泳池每目的补充水量取泳池容积的10％，为19m，泳池温度27~C，其所需热量为57000Kca1。综上，热水耗用每天总热量2441000Kcal。

(3)在冬季，据资料提供数据，根据厂家提供的热泵机组冬季最不利的运行温度可达8"C，经过板式换热器调节(1℃对数温差)后，热泵机组可运行约57d。冬季以燃气蒸汽锅炉为热源大概需用33d。

2．2制冷／热年运行费用

空调年运行费用主要计算冬、夏季空调能耗和过渡季热回收机组制取卫生热水的能耗费用。夏季从5月下旬到1O月上旬约为5个月的制冷期，运行按照每天18h150d计算；冬季从12月～2月约为3个月制热期，按照每天运行18h、运行90d％~算。参照泉州地区的电价：O．798：~,／kW•h，天然气2．84：~／m。。(2)冬季运行费用约为575598元。分析如下：①湖水源满足设备使用工况时：热泵机组制热耗电功率合计869．54kW，实际室内需要的热负荷为4200kW，折合热泵机组和末端需耗电总功率为772kW，运行时总耗电功率考虑热泵机组、水泵、风机盘管功率为1042kW，热泵机组运行费用经计算为503305元。②锅炉作为辅助热源时：需由锅炉提供热量为4200kW(3611350Kca1)。燃气蒸汽锅炉的热值为8600，热效率为80％，计算所得耗气量为3611350Kca1+8600Kca1／m÷O．8=583m，锅炉运行费用54660元。末端及水泵制热总功率217．74kW，耗电72248元。(3)全年总制冷／热运行费用：1810982元+575598元=2386580元。

2．3制取卫生热水年运行费用

(1)夏季卫生热水系统5个月的总耗热量为：244loooKca1／dX15Od：3661500o0Kcal这些热量以燃气锅炉来取得，需耗费167937元(其中热值q=8600Kca1／m。，燃气锅炉热效率n=8O％；管道热损10％)。而采用热回收机组则免费解决了客房、游泳池和淋浴的热水问题，实际上就是热回收机组的节能效益167937元。

(2)过渡季双冷凝器离心机组热回收量为1927kW，效率为0．750kW／t，热回收工况冷凝器侧进出水温度40-45~。也就是说过渡季开热回收机组提供热水，机组运行消耗功率为337．5kW，而热回收热水的平均得热量为1927kW，得热量是耗电量的5．7倍。①过渡季的自来水温度以15．5℃计算，热水过渡季l25d总热耗量为483625000Kcal，需要热回收机组在过渡季运行483625000Kca1．''''-860Kca1／kW•h~1927kW•h=292h~满足过渡季的生活热水。机组(1)热泵机组的合计制冷量为6152kW，其耗电功率合计1182．04kW，实际室内需要的冷负荷为6000kW，则运行时主机和末端风机盘管的耗电功率应为l153kW，水泵的耗电量为270kW，运行时总耗电功率为1423kW。夏季空调制冷运行费用为1810982元(见表1)。夏季总运行费用=设计日负荷率×制冷总功率(kw)x相应负荷率下的设计运行天数×每天空调运行时间×电价(元／kW•h)。每小时耗电量按337．5kW．h计算，则过渡季机组耗电运行费用为98492元；②如果由燃气蒸汽锅炉来产热水，则在过渡季需要消耗的燃气费用为221818元。通过以上的比较可以得出，过渡季使用热回收机组回收热水更经济。费用差额为221818元一98492元=123326元，即热回收机组过渡季回收热水比燃气锅炉制热水节约费用123326元。

(3)冬季湖水温度9"C以上，单纯用热回收机组回收热水与同等情况用蒸汽锅炉制取等量热水的运行费用比较如下：①此时期热水需要的总耗量计算273201000Kcal，需要热回收机组在57d内共计运行165hH~满足生活热水需求量。机组每小时耗电量按337．5kW．h计算，则57d机组耗电运行费用为44400元。②若由燃气蒸汽锅炉来产热水，费用为125305元。热回收机组冬季回收热水比燃气锅炉制热水节约费用80906元。全年采用热回收机组代替燃气锅炉供应热水，共节约费用167937元+123326元+80906元=372169元。通过以上分析，实际运行费用可计为2386580元+98492元+44400元=2529472元。

3水环热泵机组系统方案

水环热泵空调系统是指水源热泵机组的～种应用方式，即用水环路将多个分散式水源热泵机组并联在一起，形成一个封闭环路。设计选取水环热泵机组904台，合计制冷／热量：6318．7kW／7981．5kW；冬季采用燃气蒸汽锅炉为辅助热源，满足冬季供暖及制取卫生热水的需求。根据气象资料及实测，夏季湖水最高水温为25℃，以换热器对数平均温差1"C考虑，则热泵机组夏季的进水温度不高于26~C，如果夏季热泵的冷却水侧进出口温差为5℃，则热泵机组出水温度不高于31~C，这时的冷却水供回水温差能够保证夏季热泵机组制冷正常运行。在冬季，换热器对数平均温差仍以FC考虑，则湖水侧进出水温可为9℃／4℃，就是说湖水侧温度低于9℃时需启用锅炉辅助供热。

3．1制冷／热年运行费用

(1)夏季，热泵机组制冷时耗电功率1608．52kW，折合实际热泵机组的耗电功率为1527kW，水泵电功率为300kW，总耗电量为1827kW，夏季空调运行费用经计算为2325132元。运行依然按照每日18h，150d计算。

(2)冬季，热泵机组可以运行约57d。以燃气蒸汽锅炉为热源大概为33d。①湖水温度9℃以上运行空调系统时，热泵机组制冷时耗电功率1831．85kW，折合实际热泵机组的耗电功率为964KW，水泵电功率为300kW，总耗电量为1264kW，冬季空调运行费用经计算为610590元。②湖水温度9~C以下空调系统以锅炉为热源，热负荷由水环热泵机和锅炉共同提供，即Q总=Q燃气+w小机(w小机为水环热泵机电机产生热量)。水环热泵机运行耗电费用经计算为269599元；空调侧耗电964kW，每度电热值860KcaI／kW•h，水环热泵机组提供的热量829040Kca]。总热量4200kW(361I350Kca1)，则需由燃气蒸汽锅炉提供Q气=Q总一W小机=3611350KCal829040Kca1=27823lOKcal的热量。则耗气量为2782310Kcal+8600Kcal／m3÷0．8：449m。燃气蒸汽锅炉运行费用为42112元。冬季运行费用合计为610590元+269599元+42112元=922301元。

(3)综j：，全年总运行费用为2382402元+922301元=3304703元。

3．2制取卫生热水年运行费用

根据地表水水源热泵方案中分析可知，与其制取相同的热水，燃气锅炉运行费用为167937+221818+125305515060元。通过以上分析，实际运行费用可计为3304703元+515060元=3819763元。

4方案初投资及运行费用汇总

表2为方案初投资及运行费用汇总表。

5结语

综上，根据该工程空调系统的特点，地表水水源热泵(带热回收)空调系统具有经济、节能、环保等多方面的优势，弥补了传统的供暖制冷方式存在的问题，在很大程度上节省了能源，减少了污染，能达到良好的节能效果。因此建议甲方选用地表水水源热泵中央空调形式。