风冷热泵技术在酒店卫生热水系统的应用

肖云峰



风冷热泵技术在酒店卫生热水系统的应用

肖云峰

（云南省设计院集团 昆明 650228）

酒店的卫生热水系统是酒店最基本的服务设施，利用空调冷凝废热制备卫生热水，是酒店节能减排的的重要技术措施之一。结合昆明某酒店的工程案例，通过对三种卫生热水制备方式的技术经济比较，认为在温和地区利用空调冷凝废热制备卫生热水经济合理，技术可行。

节能减排；卫生热水；温和地区；空气源热泵；冷凝热回收

0 引言

温和地区酒店的卫生热水系统是酒店能耗最高的系统，而常规的酒店卫生热水都是采用燃油锅炉或电锅炉提供，同时酒店设置的中央空调系统在制冷时又要向大气环境排出大量冷凝废热，如果充分利用好空调系统排到大气环境的冷凝废热，即可以降低卫生热水系统的能耗，又可以减少空调系统的废热排放和锅炉的废气排放，减少对环境的影响。本文通过昆明某酒店的卫生热水系统的设计，对空气源热泵冷凝热回收技术在酒店卫生热水系统的应用进行了探讨。该酒店位于昆明市滇池国家旅游度假区，紧临滇池草海，总建筑面积约10万平米，是一家有约500间客房的花园式五星级酒店。

1 酒店卫生热水系统的设计

酒店有约500间客房，总床位数约1000床，参照《全国民用建筑工程设计技术措施·给水排水》（2009年版）表6.1.1的热水定额表，取每床每日用水定额为160L，则整个酒店每日的最大卫生热水用量为1000×160=160立方米。按《全国民用建筑工程设计技术措施·给水排水》（2009年版）中的6.4.1-1的公式，酒店的日耗热量Q=mqcρ(t-t)

式中，Q为日耗热量，kJ/d；为用水计算单位数，床位数；q为热水用水定额，L/床；为水的比热，4.187KJ/(kg·℃)；ρ为热水密度，0.986kg/L；t为设计热水温度，取55℃；t为冷水温度，昆明地区取7℃。

Q=mqcρ(t-t)=1000×160×4.187×0.986×(55-7)=3.17×107kJ/d

酒店的平均小时耗热量=Q/24=3.17×107/24 =1.32×106kJ/h=367kW

整个酒店的空调系统设计时分为了三个部分，酒店客房部分采用变制冷剂流量多联空调系统；酒店的餐饮部分设置四管制空调系统，空调系统冷热源采用空气源热泵机组；酒店的其余公共部分采用二管制空调系统，空调系统冷热源采用空气源热泵机组。考虑到酒店公共部分的运行时间较长，因此酒店公共部分的空气源热泵机组选用4台带部分热回收功能的热泵机组，每台机组制冷量为420kW，制热量为460kW，热回收量为190kW，电功率为150kW。采用热回收的热量，加热每天需要卫生热水的时间=24×367/190×4=11.6小时。

当带部分热回收功能的热泵机组未制冷时，选用3台空气源热泵卫生热水机组提供卫生热水，每台机组制热量为240kW，电功率为83kW，加热每天需要卫生热水的时间=24×367/240×3=12.2小时。为了保证空气源热泵卫生热水机组制热量衰减情况下的卫生热水供应，每台热水机组出水管上配60kW的管道式电加热器辅助加热，整个卫生热水系统的设置详卫生热水系统图（图1）。

整个卫生热水系统的运行模式为；（1）当带部分热回收功能的热泵机组制冷时，由该设备免费向热水箱提供卫生热水；（2）当带部分热回收功能的热泵机组未制冷时，开启空气源热泵卫生热水机组向热水箱提供卫生热水；（3）当冬季室外温度较低风冷热泵卫生热水机组提供的热水温度达不到55℃时，开启空气源热泵卫生热水机组出水管上的管道式电加热器进行辅助加热。

暖通专业负责向卫生热水水箱提供卫生热水，保证卫生热水水箱的水温维持在55℃，卫生热水的输配循环系统由给排水专业进行设计，不在本次讨论范围。

图1 卫生热水系统图

2 空气源热泵卫生热水系统与常规热水系统的比较

一般酒店的卫生热水是采用燃油热水锅炉或电锅炉制备，下面就上述两种常规卫生热水提供方式与空气源热泵提供卫生热水的方式进行技术经济比较。

方案一：空气源热泵提供卫生热水

根据昆明的空调运行情况，一年取4个月卫生热水通过带部分热回收功能的热泵机组提供，由于带部分热回收功能的热泵机组在制冷时通过卫生热水是通过吸收热泵机组的废热，基本相当于免费提供卫生热水。剩下的8个月由空气源热泵卫生热水机组提供卫生热水，并且有1个月需要开启辅助电加热器。则整个系统一年的运行费用如下（取电费为0.7元/kWh）：

总耗电=(8×30×12.2×83×3)+(1×30×12.2×3×60)=794952kWh。

总运行费=794952×0.7=55.65（万元）。

设备投资详表1。

表1 空气源热泵提供卫生热水系统

方案二：燃油热水锅炉提供卫生热水

每天燃油消耗量=Q/×=3.17×107/44000 ×0.85 =848kg。

一年消耗燃油=848×365=309520kg。

燃油为0#柴油，取8.2元/kg。

总运行费=309520×8.2=254万元。

设备投资详表2。

表2 燃油热水锅炉提供卫生热水系统

方案三：电热水锅炉提供卫生热水

每天电消耗量=Q/=3.17×107/0.95=3.34× 107kJ/d=1.39×106kWh。

一年的耗电量=1.39×106×365=5.07×108kWh。

取电费为0.7元/kWh。

总运行费=5.07×108×0.7=355万元。

设备投资详表3。

表3 电热水锅炉提供卫生热水系统

经过比较可知道，方案一设备投资最高，但年运行费最少，方案三设备投资最少，但年运行费最高；方案一设备投资比方案三多221.2-44.5=176.7万元，但方案一每年比方案三运行费省355-55.65=299.35万元，多出的设备投资不到一年即可完全收回，方案一既有非常好的节能效果，又有非常好的经济效益。

3 小结

（1）采用集中空调系统的酒店在设计卫生热水系统时，尽量选用带部分热回收功能的冷水机组或空气源热泵机组作为空调系统冷源，在空调系统制冷时利用冷凝费热提供免费卫生热水，并且可以将低空调系统的废热排放及锅炉的废气排放。

（2）温和地区冬季空调设计干球温度不低，如昆明的冬季空调室外设计干球温度为1.1℃，冬季空气源热泵机组的制热衰减较少，因此采用空气源热泵卫生热水机组提供卫生热水与常规燃油或电锅炉提供卫生热水相比有较好的节能效果。

该酒店已经于2013年3月正式投入运行，目前运行效果良好，卫生热水系统完全满足酒店运行的需要，该项目的设计荣获“2014年度云南省优秀工程设计一等奖”。

[1] 全国民用建筑工程设计技术措施·给水排水（2009年版）[M].北京:中国计划出版社,2009.

[2] GB 50736-2012,民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[J].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[3] GB 50015-2003,建筑给水排水设计规范[J].北京:中国计划出版社,2010.

Air-source Heat Pump Apply in Hot Water Supply System of Hotel

Xiao Yunfeng

( Yunnan design institute Group, Kunming, 650228 )

Hot water supply system is a basic service of hotel，make hot water by air conditioning condensate heat, this is a important technology measure of energy-saving and emission-reduction in hotel. Based on a design of hotel in Kunming, though compare with three ways of make hot wate, make hot water by air conditioning condensate heat in warm area is a economic and reasonable method.

energy-saving and emission-reduction; hot water; warm area; air-source heat pump; condensate heat recover

1671-6612（2016）05-561-03

TU83

A

2015-08-10

作者（通讯作者）简介：肖云峰（1972.11-），男，大学，高级工程师，E-mail：xyf_mouse@163.com