風(fēng)冷模塊熱回收+空氣源熱泵綜合解決方案

在西安某商務(wù)酒店工程的應(yīng)用

馮莉 1 湯志堅(jiān) 2 高如 3

陜西省建筑科學(xué)研究院設(shè)計(jì)院 710082

西安天寶國(guó)際工程有限公司 710054

陜西省建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)辦公室 710032

     1．概述

     隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人民生活水平的提高,空調(diào)應(yīng)用得到迅猛增長(zhǎng),與此同時(shí),能源緊張與環(huán)境保護(hù)問(wèn)題也日益突出,集中空調(diào)系統(tǒng),尤其風(fēng)冷式機(jī)組把大量冷凝熱直接排入大氣,造成極大的浪費(fèi)和環(huán)境熱污染,加劇全球氣候變暖,造成惡性循環(huán);伴隨人們對(duì)生活品質(zhì)追求的不斷提升,生活熱水系統(tǒng)已成為建筑不可或缺的配套設(shè)施，熱回收型風(fēng)冷模塊式冷（熱）水機(jī)組應(yīng)運(yùn)而生，它把制冷循環(huán)中，制冷工質(zhì)冷凝放熱過(guò)程放出的熱量利用起來(lái)制備熱水,不但可以減少冷凝熱對(duì)環(huán)境造成的污染，而且還可以大大節(jié)省能源。

     空調(diào)帶熱回收的原理如圖所示，空調(diào)帶熱回收的原理與普通空調(diào)制冷循環(huán)原理相同，只是在冷凝器的進(jìn)口前多加入一個(gè)熱水換熱器，冷水直接進(jìn)入熱水器入水口，通過(guò)逆流循環(huán)吸收壓縮機(jī)排出的高溫高壓的制冷劑釋放出來(lái)的熱量，這時(shí)不但達(dá)到加熱冷水的目的同時(shí)也提高冷凝系統(tǒng)的效率。加熱后的熱水（55℃~60℃）直接進(jìn)入保溫水箱，以備各項(xiàng)生活熱水之用。由于冷凝熱在空調(diào)制冷運(yùn)行時(shí)是視為廢熱，要采取措施排到室外空氣中的，因此，該熱回收空調(diào)技術(shù)在節(jié)能方面的效果是相當(dāng)顯著的。

     2．工程概況

     本項(xiàng)目是位于西安市臨潼區(qū)的西安城市之星酒店，集住宿、餐飲、商務(wù)為一體的綜合性賓館。建筑面積約6100多平米，地上6層,共有客房(標(biāo)間)總數(shù)75間，整個(gè)賓館需要中央空調(diào)和全年24小時(shí)生活熱水系統(tǒng)供應(yīng)。

     3．系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

     中央空調(diào)采用LSQWRF130M/B型風(fēng)冷模塊機(jī)組+LSQWRF65M/R的2臺(tái)風(fēng)冷模塊機(jī)組（帶熱回收）與3臺(tái)空氣源熱泵熱水機(jī)聯(lián)合運(yùn)用，全年提供制冷、制熱與生活熱水。夏天供冷的同時(shí)熱回收得到免費(fèi)的生活熱水，冬季和過(guò)渡季節(jié)采用KFRS-39Z(M)/B2S空氣源熱泵熱水機(jī)(加電輔)供應(yīng)熱水，即能完全滿足賓館的使用。

     空調(diào)末端采用臥式暗裝風(fēng)機(jī)盤管。氣流組織形式為風(fēng)機(jī)盤管側(cè)送風(fēng)上回風(fēng)的方式。水系統(tǒng)為二管制，水管路為同程式布置，管材采用鍍鋅鋼管；冷凝水管采用PVC管；冷凍水管和冷凝水管均采用B1級(jí)橡塑材料保溫。在需要空調(diào)的季節(jié)風(fēng)冷模塊機(jī)組開啟制冷或制熱運(yùn)行，向房間供冷或供熱。

     熱水方案考慮經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保等要求，采用熱回收式風(fēng)冷模塊空調(diào)機(jī)組+空氣源熱泵熱水機(jī)供應(yīng)熱水，解決全天候供應(yīng)水溫在55℃～60℃的熱水。根據(jù)熱水量的計(jì)算，將其中的2臺(tái)風(fēng)冷模塊機(jī)組帶熱回收功能。

     空調(diào)制冷運(yùn)行時(shí)，利用空調(diào)熱回收制熱水；冬季和過(guò)渡季節(jié)里，利用空氣源熱泵熱水機(jī)制熱水，保證用水溫度及用水量，大大節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。滿足熱回收和集中熱水的供應(yīng)，熱水系統(tǒng)配置了2個(gè)不銹鋼保溫水箱。

     4．熱回收模塊機(jī)組特點(diǎn)

     (1)采用模塊化的組合設(shè)計(jì)理念，由微電腦控制，自動(dòng)按照負(fù)荷的需要啟動(dòng)相應(yīng)臺(tái)數(shù)的機(jī)組單元，即使在低負(fù)荷輸出時(shí)也不會(huì)降低機(jī)組的運(yùn)行效率，具有優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)效益。

     (2)機(jī)組可放置在建筑物屋面，無(wú)需設(shè)專用機(jī)房，不需要安裝冷卻水系統(tǒng),無(wú)需另設(shè)鍋爐等采暖設(shè)備，系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)易方便。

     (3)每一個(gè)模塊單元又具有一個(gè)或多個(gè)完全獨(dú)立的制冷系統(tǒng)，現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)需要增容時(shí)，只要增加新的模塊單元即可，便于客戶分步投入。

     (4)自動(dòng)切換運(yùn)行：夏季：機(jī)組制冷熱回收模式運(yùn)行，當(dāng)熱水需求沒有滿足時(shí)，機(jī)組進(jìn)行制冷熱回收，當(dāng)熱水需求滿足時(shí)，機(jī)組自動(dòng)轉(zhuǎn)換成制冷運(yùn)行，冬季：機(jī)組制熱熱回收模式運(yùn)行，根據(jù)設(shè)定的優(yōu)先級(jí)自動(dòng)進(jìn)行制熱和制熱水轉(zhuǎn)換，滿足客戶的需求。

     (5)高效節(jié)能：能效比高，夏季機(jī)組制冷制熱回收模式下運(yùn)行，熱水是完全免費(fèi)的，綜合能效高于普通風(fēng)冷冷熱水機(jī)組2倍以上。在其它時(shí)間制熱水時(shí)，耗電僅電熱水器的25%，僅相當(dāng)于燃?xì)鉄崴�器�?/span>40%。

     5.節(jié)能經(jīng)濟(jì)性分析

     (1)熱負(fù)荷計(jì)算

     日用水量m =18000kg,所需熱負(fù)荷Q=cm△t=1×18000×（55℃－15℃）=720000（kcal）

     (2)熱回收55℃熱水量計(jì)算

     費(fèi)用：由于這部熱量為回收熱量，所以制得熱水即為免費(fèi)獲得。費(fèi)用可不計(jì)。

     (3)空氣源熱泵運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算

     電發(fā)熱值860kcal/度，空氣源熱泵COP=3.0，管道熱損失5%，電價(jià)0.8元/度。

     耗電量：720000÷860÷3.0÷0.95=293.76（度/天），運(yùn)行費(fèi)用：293.76×0.8=235.01（元/天）。

     （4）燃油爐運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算

     輕柴油熱值10200 kcal/kg，COP=0.8，管道熱損失5%，油4.8元/kg。

     耗電量：720000÷10200÷0.8÷0.95=92.88（kg/天）

     運(yùn)行費(fèi)用：92.88×4.8=445.82（元/天）

     （5）天燃?xì)鉅t運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算

     天然氣熱值9000 kcal/kg，COP=0.8，管道熱損失5%，氣3.6元/kg。

     耗電量：720000÷9000÷0.8÷0.95=105.26（kg/天）

     運(yùn)行費(fèi)用：105.26×3.6=378.9（元/天）

     （6）電熱水爐運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算

     電發(fā)熱值860 kcal/kg，COP=0.9，管道熱損失5%，電價(jià)0.8元/度。

     耗電量：720000÷860÷0.90÷0.95=979.19（kg/天）

     運(yùn)行費(fèi)用：783.35×0.8=783.35（元/天）

     (7)運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比

     由以上計(jì)算可知，采用熱回收型風(fēng)冷模塊機(jī)組+空氣源熱泵機(jī)，在夏季所提供的生活熱水全為免費(fèi)。相比其他空調(diào)系統(tǒng)之下，為業(yè)主提供熱水之余還省下了一筆較為可觀的加熱熱水費(fèi)用。

     6. 結(jié)束語(yǔ)

     綜上所述，熱回收型風(fēng)冷模塊空調(diào)機(jī)組具有中央空調(diào)和供給中央熱水的特性。在夏季，利用熱回收可獲得55～60℃的生活熱水，這樣既提高了能源利用率，減少了能源消耗及對(duì)環(huán)境的污染，又節(jié)省了能源費(fèi)用的開支。在工程實(shí)際應(yīng)中將熱回收風(fēng)冷模塊機(jī)組與空氣源熱泵熱水機(jī)的聯(lián)合使用，可提供全天候熱水解決方案。適用于賓館、酒店、會(huì)所、別墅等既需要空調(diào)又需要大量熱水的中小型工程。

     依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及參考文獻(xiàn):

     《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版 陸耀慶主編

     《商業(yè)或工業(yè)用及類似用途的熱泵熱水機(jī)》GB/T21362-2008

     《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50736-2012

     《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì) 文徑網(wǎng)絡(luò)：劉軍 呂琳琳 編輯 劉真 文徑 審核)