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1、给 水 排 水 Vol136 No12 2010 87以 空 调 冷 却 水 为 热 源 的 热 泵 机 组 制 备 生 活 热 水 的 设 计 介 绍王 瑞 滨 马 丽(北 京 东 方 华 太 建 筑 设 计 工 程 有 限 责 任 公 司 广 州 分 公 司 ,广 州 510655)摘 要 介 绍 了 长 隆 酒 店 二 期 工 程 生 活 热 水 制 备 及 热 水 供 应 系 统 设 计 ,通 过 采 用 全 热 回 收 螺 杆 式水 2水 热 泵 机 组 制 备 生 活 热 水 ,达 到 了 酒 店 公 共 建 筑 节 能 设 计 的 目 的 ,并 可 取 得 显 著 的 经 济 效
2、 益 。关 键 词 全 热 回 收 螺 杆 式 水 2水 热 泵 机 组 节 能 辅 助 热 源 水 压 波 动1 工 程 概 况长 隆 酒 店 二 期 工 程 位 于 广 州 市 番 禺 区 长 隆 香 江野 生 动 物 世 界 旅 游 度 假 区 内 ,距 广 州 市 中 心 城 区 约15 km。 长 隆 酒 店 二 期 工 程 总 用 地 面 积 为 15 万 m2 ,总 建 筑 面 积 1918 万 m2 ,总 投 资 约 14 亿 元 。 从 项 目方 案 设 计 到 工 程 竣 工 ,历 时 18 个 月 。 长 隆 酒 店 二 期工 程 建 筑 分 为 A、 B、 C、 D 四
3、 区 。 其 中 A 区 分 为 A1A5 区 ,均 为 客 房 楼 ;B 区 为 酒 店 大 堂 ;C区 为 国 际 会 议中 心 ;D 区 为 地 下 室 。 除 A5 区 (建 筑 高 度 3014 m ,共8 层 ) 为 一 类 高 层 建 筑 外 ,其 余 建 筑 均 为 多 层 建 筑 。长 隆 酒 店 二 期 工 程 按 超 五 星 级 酒 店 设 计 ,A1 A5 区设 有 客 房 1 053 间 。 其 中 A1 区 地 下 1 层 为 专 用 停车 库 、 专 用 厨 房 ,1 层 局 部 设 专 用 餐 厅 ,1 6 层 设 豪 华客 房 及 总 统 套 房 ;A5 区
4、1 层 设 有 特 色 美 食 餐 厅 ,2 层为 特 色 商 场 ,其 他 层 均 为 客 房 ;B 区 设 大 堂 吧 、 红 酒 吧及 红 酒 窖 等 ,总 建 筑 面 积 为 10 272 m2 ;C 区 设 宴 会 大厅 及 国 际 会 议 会 展 中 心 ,总 建 筑 面 积 为 23 200 m2 ;D 区 设 停 车 库 、 设 备 用 房 、 宴 会 厨 房 、 SPA桑 拿 区 、 后勤 及 办 公 用 房 等 ,总 建 筑 面 积 为 58 900 m2 。 广 州 市属 亚 热 带 气 候 ,空 调 供 冷 时 间 超 过 10 个 月 ,采 暖 时间 不 足 2 个
5、月 ,供 冷 和 采 暖 过 渡 时 间 非 常 短 ,约 两 三天 时 间 。 因 此 ,采 用 全 热 回 收 螺 杆 式 水 2水 热 泵 机 组来 制 备 生 活 热 水 ,对 酒 店 减 少 运 行 费 用 是 非 常 有利 的 。2 热 水 用 水 量 及 小 时 耗 热 量 计 算211 热 水 用 水 定 额 的 选 取根 据 广 州 地 区 及 珠 三 角 地 区 五 星 级 酒 店 热 水 用水 情 况 ,客 房 、 中 餐 厨 房 及 桑 拿 热 水 用 水 量 较 大 ,故热 水 用 水 定 额 (60 )取 最 大 值 ,见 表 1。212 小 时 热 水 量 及 小
6、 时 耗 热 量 计 算 1 从 表 1 可 知 ,长 隆 酒 店 二 期 工 程 最 高 日 热 水(60 )用 水 量 为 Qd60 = 565108 m3 / d。 采 用 空 调 全热 回 收 供 应 生 活 热 水 时 ,酒 店 热 水 供 水 设 计 温 度 为52 ,故 酒 店 最 高 日 热 水 (52 ) 用 水 量 为 Qd52 =67811 m3 / d。 由 于 酒 店 为 综 合 性 建 筑 ,热 水 用 水 功 能区 域 较 多 ,且 热 水 用 水 量 最 大 区 域 (见 表 1)为 客 房表 1 长 隆 酒 店 二 期 工 程 热 水 用 水 一 览类 别 最
7、 高 日 热 水用 水 定 额 数 量 使 用 时 数 / h 时 变 化 系 数Kh最 高 日 热 水 用水 量 / m3小 时 热 水 用 水 量(平 均 时 热 水 用 水 量 ) / L客 房 160 L/ (床 d) 1 913 床 24 3190 3061 08 49 738中 餐 厅 20 L/ (人 次 ) 5 600 人 次 / d 10 112 (11 200)美 食 廊 10 L/ (人 次 ) 4 500 人 次 / d 11 45 (4 091)员 工 50 L/ (人 d) 1 000 人 24 50 (2 083)桑 拿 100 L/ (人 次 ) 300 人 次
8、 12 30 (2 500)SPA 100 L/ (人 次 ) 200 人 次 12 20 (1 667)办 公 10 L/ (人 班 ) 200 人 8 2 (250)合 计 565. 08 71 52988 给 水 排 水 Vol1 36 No12 2010区 ,故 小 时 热 水 用 水 量 按 客 房 最 大 时 热 水 用 水 量 加 其他 功 能 区 域 平 均 时 热 水 用 水 量 计 ,qr h60 = 711529 m3 / h(60 ) ,换 算 为 52 热 水 时 , qr h52 = 821533 m3 / h(52 ) 。设 计 小 时 耗 热 量 Qh = 11
9、163qrh ( tr - tl ) r ,冷 水温 度 取 tl = 15 , r = 01983 2 g/ mL (60 ) 2 ,则Qh = 3 68016 kW ,平 均 时 耗 热 量 Qh = 1 21115 kW。3 热 水 加 热 设 备 的 确 定在 公 共 建 筑 (特 别 是 大 型 商 场 、 高 档 旅 馆 酒 店 、高 档 办 公 楼 等 )的 全 年 能 耗 中 ,50 % 60 %消 耗 于 空调 制 冷 和 采 暖 系 统 ,20 % 30 %用 于 照 明 3 。 因 此 ,空 调 制 冷 与 生 活 热 水 加 热 设 备 的 确 定 对 酒 店 的 节
10、能运 行 有 重 要 影 响 。 长 隆 酒 店 二 期 工 程 为 旅 游 休 闲 度假 超 五 星 级 的 综 合 性 酒 店 建 筑 群 ,各 单 体 建 筑 通 过 近6 万 m2 的 地 下 室 及 连 廊 相 联 系 ,建 筑 设 计 错 落 有 致 ,层 次 非 常 丰 富 ,能 够 整 体 提 供 设 备 使 用 的 屋 面 不 多 。考 虑 到 设 备 对 建 筑 外 观 的 整 体 影 响 ,根 据 空 调 制 冷 及生 活 热 水 量 的 供 应 规 模 ,基 本 排 除 了 采 用 太 阳 能 和 空气 源 热 泵 加 热 设 备 的 可 能 性 。长 隆 酒 店 二
11、期 工 程 空 调 制 冷 负 荷 为 17 004 kW(4 840 R T) ,采 暖 负 荷 为 3 900 kW。 由 于 空 调 制 冷负 荷 以 及 与 此 相 应 的 冷 凝 热 比 生 活 热 水 的 耗 热 量(3 680 kW)大 得 多 ,因 此 ,采 用 全 热 回 收 螺 杆 式 水 2水热 泵 机 组 是 生 活 热 水 供 应 节 能 措 施 的 首 要 选 择 。 同时 ,为 满 足 生 活 热 水 供 应 及 空 调 采 暖 的 需 要 ,根 据 燃料 的 供 应 条 件 ,设 置 了 燃 气 热 水 锅 炉 来 满 足 过 渡 季节 及 冬 季 生 活 热
12、水 和 采 暖 负 荷 的 供 热 量 。4 热 水 系 统 设 计411 全 热 回 收 热 水 系 统 设 计考 虑 在 空 调 制 冷 季 节 ,酒 店 生 活 热 水 的 耗 热 量 全部 由 全 热 回 收 螺 杆 式 水 2水 热 泵 机 组 提 供 ,以 达 到 一定 的 节 能 效 果 。 因 此 ,根 据 空 调 运 行 调 节 要 求 及 生 活热 水 耗 热 量 ,空 调 水 冷 机 组 采 用 了 3 台 4 922 kW(1 400 RT)水 冷 离 心 式 冷 水 机 组 ,2 台 1 119 kW (320RT)全 热 回 收 型 螺 杆 式 水 2水 热 泵 机
13、 组 。 全 热 回 收 型螺 杆 式 水 2水 热 泵 机 组 制 热 量 为 1 548 kW ,输 入 功 率为 429 kW。 根 据 全 热 回 收 机 组 性 能 原 理 ,系 统 中 设置 2 台 高 效 板 式 换 热 器 (换 热 面 积 F = 26 m2 ) 进 行换 热 ,螺 杆 式 水 2水 热 泵 机 组 提 供 60 的 高 温 热 水(回 水 温 度 55 ) ,生 活 冷 水 (15 ) 通 过 换 热 器 一次 性 加 热 升 至 52 生 活 热 水 补 给 热 水 箱 (见 图 1) 。在 运 行 时 ,根 据 热 水 用 水 量 的 需 求 ,全 热
14、回 收 型 螺 杆式 水 2水 热 泵 机 组 1 台 工 作 能 满 足 生 活 热 水 平 均 时 耗热 量 ,2 台 工 作 +储 热 水 箱 能 满 足 生 活 热 水 小 时 耗 热量 。 在 控 制 上 ,全 热 回 收 型 螺 杆 式 水 2水 热 泵 机 组 制备 热 水 的 同 时 提 供 相 应 的 制 冷 量 补 给 制 冷 系 统 。图 1 全 热 回 收 热 水 加 热 系 统 示 意412 热 回 收 对 节 能 的 影 响根 据 全 热 回 收 型 螺 杆 式 水 2水 热 泵 机 组 的 性 能 参数 ,单 制 冷 时 输 入 功 率 为 266 kW ,理 论
15、 制 冷 量 为1 312 kW ,CO P = 4193。 在 制 冷 的 同 时 进 行 热 回 收 ,理 论 制 冷 量 为 1 119 kW ,理 论 制 热 量 为 1 548 kW ,输入 功 率 为 429 kW。 在 热 回 收 时 ,制 冷 量 的 衰 减 比 例为 : (1 312 - 1 119) / 1 312 = 14171 % ,而 这 部 分 制 冷量 的 衰 减 是 在 满 足 热 水 回 收 时 ,因 制 备 热 水 而 产 生的 。 但 在 热 水 制 备 时 ,只 为 制 热 水 所 增 加 的 输 入 功率 为 :429 - 266 = 163 ( kW
16、) ,制 热 性 能 系 数 CO P =1 548/ 163 = 91497。 而 螺 杆 式 水 2水 热 泵 机 组 在 制 冷 的同 时 进 行 热 回 收 的 综 合 性 能 系 数 CO P = (1 119 +1 548) / 429 = 6122。 以 上 各 类 性 能 系 数 CO P 值 表 明 ,全 热 回 收 在 节 能 方 面 的 效 果 是 显 著 的 。413 辅 助 热 源 加 热 系 统 设 计为 满 足 过 渡 季 节 及 冬 季 生 活 热 水 与 采 暖 供 热 的需 要 ,长 隆 酒 店 二 期 工 程 设 置 了 辅 助 热 源 加 热 系 统 。辅 助 热 源 加 热 系 统 采 用 了 4 台 2 300 kW 燃 气 双 回路 真 空 热 水 锅 炉 ,并 联 运 行 。 在 过 渡
