新常态下饭店节能新途径与新技术

竹书鸿

杭州三台山庄

近年来，环境污染问题成为困扰政府和全社会的难题。在中国经济步入新常态的当下，节能减排、环境治理进入了新的阶段。饭店作为能耗大户,与发达国家相比能效水平偏低。据有关资料,我国饭店单位面积的耗电水平高于发达国家耗电平均值的25%左右。因此,节能降耗、低碳运行、降低成本是当前饭店节能工作面临的重要任务。

1 饭店节能降耗的新途径

1.1 “互联网+”引领饭店节能创新

当前我国智慧酒店发展迅速，机器人的大量运用（见图1），互联网+”初具规模，已具备了快速发展的基础。2017年的《政府工作报告》提出要制定“互联网+”行动计划，表明我国从战略上非常重视“互联网+”对传统行业和经济的推动作用，意味着与互联网“牵手”将成为行业发展的大势。“互联网+”为饭店节能产业带来新业态和新模式。“互联网+”实际上就是用最先进的IT技术提升整个饭店节能的灵活性和需求快速响应能力。在当前经济新常态下，以互联网、大数据、云计算为代表的“互联网+”将颠覆传统行业的未来，成为我国未来经济发展的重要引擎，也将为我国饭店节能环保事业发展带来重大创新。

图1 饭店使用的机器人

“互联网+”给饭店节能带来的不仅是思维的创新，更多的是切实的变化。对于饭店节能来说，必须沿着“互联网+”的基本思路，不断吸收“互联网+”带来的新的精神养料，真正纳入饭店节能的全过程。

1.2 应用先进节能新技术

饭店节能改造已经开展了几十年，新产品、新技术层出不穷，用能水平逐年提高，为企业带来了直接成本降低和客户满意度上升的双重惊喜。采用最新开发的磁悬浮冷水机组、量子能供热机组、冷凝燃气锅炉和CO2热泵技术将是饭店节能的有效途径。

1.3 编制饭店节能规划

饭店节能规划是节能降耗工作的先导。编制科学的饭店节能规划，是饭店健康顺畅营运的良好基础。对于一家已经建成开业的饭店，很多既成事实的条件已约束了饭店在营运过程中的能耗，再精明的成本控制也无济于事。所以在饭店筹建之初就要悉心导入节能设计规划，仔细核算节能投入和能耗成本的评估，尽量做到一次性完成饭店设施的节能定位和设计。

1.4 实行科学的用能管理

在节能型导向的饭店规划基础上，拥有了一流的节能技术和设备，还不能真正保障饭店节能降耗工作的成功进行。只有科学的用能管理，才是节能技术运行的保障，也是节能规划实施的保障。饭店管理层必须深入了解饭店能源消耗量、能耗结构和能源的利用效率，并在此基础上制定全方位的饭店能源管理细则，调动各部门挖潜节能的动力和积极性，才能确保能源管理计划的实施和节能目标的实现。

1.5 制订节能激励政策

饭店的节能降耗工作既源于内部降低成本、提高利润的动力，更是基于市场对于提高和改善居住环境、生存质量的需求，同时也反映出了社会文明的进步。因此，应该受得到国家政策的保障和鼓励。

在市场经济时代，没有政策上的宏观指导和调控，片面责怪饭店企业缺乏社会责任感和公共良知是不客观的。浙江省在这方面进行了开拓性的工作，政府牵头，以绿色饭店为评估手段，致使饭店的综合节能降耗率提高了20%～30%，饭店最终得到了实惠，节省了运营成本。

2 饭店节能新技术

2.1 磁悬浮中央空调机组

（1）磁悬浮冷水机组工作原理

利用由永久磁铁和电磁铁组成的径向轴承和轴向轴承组成数控磁轴承系统，实现压缩机的运动部件悬浮在磁衬上无摩擦的运动。磁轴承上的定位传感器为电机转子提供超高速的实时重新定位，以确保精确定位、整个空调系统无需润滑油，可避免壳管式换热器中油膜覆盖在换热管上导致换热效率下降的影响，系统热效率可提高15%以上。磁悬浮冷水机组工作原理（见图2）。

图2 磁悬浮冷水机组工作原理

（2）磁悬浮冷水机组的性能特点

磁悬浮冷水机组（见图3）具有8个方面的性能特点：

1）节能高效。机组在非满负荷运行条件下，峰值效率COP高达12，全年运行统计，比其它冷水机组节电率高达30%以上。

2）维护费用低。磁悬浮机组系统运动部件少，没有复杂的油路系统、油冷却系统和油过滤器等，主机无需每年清洗，只需清洗蒸发器、冷凝器的水垢，一次清洗费用仅为0.1～0.2万元，且节省了维护时间，避免因制冷需求高峰清洗机组造成的不便。

3）运行振动小、噪音低。磁悬浮机组没有机械摩擦，设有气垫阻隔震动，机组产生的噪音和振动极低，压缩机噪音低于77 dB，无需减震垫或弹簧减震器和隔音机房。

（4）高效无摩擦损耗。没有机械轴承和齿轮，没有机械摩擦损失，没有润滑油循环，纯制冷剂压缩循环，无需润滑油的加热或冷却，磁悬浮轴承的摩擦损失仅为传统离心式轴承的摩擦损失的2%左右。

（5）启动电流小。常规大螺杆机组的配用电机大，在启动的瞬间会产生200～600 A的高冲击电流，波及电网的稳定，在电网设计时必须考虑防护措施。而磁悬浮机组的启动过程利用压缩机变频软启动的方式，启动电流仅为6A，因此启动电流小，对电网的冲击低，电网不必进行专门的防护设计。

（6）系统可持续性高。由于润滑油残留及累积，常规大螺杆式机组系统每年能效损失高达25%，运行年限越长效率降低越大。磁悬浮机组无油运行，不存在润滑油残留及控制的问题，即使运行年限增加亦不会存在润滑油造成效率损失的问题。

（7）绿色环保。机组采用环保冷媒 R134a, 对臭氧层损耗值（ODP）为0，属于正压型冷媒，避免了系统混入空气的危险。

图3 磁悬浮冷水机组

（8）抗喘振。压缩机控制模块中提供了安全运行的控制曲线，通过实时监测，电脑及时自动调整转速，确保压缩机始终运行在安全区域内。这项应用于航空航天与轨道交通的磁悬浮技术，应用于中央空调系统，已成为节能减排的“黑马”。经过近几年的推广应用，磁悬浮中央空调已逐渐赢得了饭店节能工程项目的青睐，颠覆了行业用户的原有认知。

2.2 量子能供热机组

（1）量子能供热机组的工作原理

量子能供热机组是通过量子液速度及配方，合理有效地吸收量子液在激活状态下的量子能量及运行速度，不断使量子液激活而发生量变，并以倍增的能量释放，不断改变量子运行方向，达到低能耗高能量转换。全天候运行，特别是在环境温度相对较低时，量子热水机组加热水温可高达90℃，全年不受低温恶劣环境的影响。量子能供热机组（见图4）。

（2） 量子能供热机组的性能特点

1）高效节能。在量子液强大功能的作用下，预热运行时间短，供应热水速度快，启动8～15min就可供热水。在90℃以下范围内可任意调控，完全可以满足冬季采暖标准需要。

图4 量子能供热机组

2）绿色环保。量子能供热机组运行无噪音、无大气污染物排放、无污水排放，是理想的环保技术。

3）安全可靠。该项技术采用水、电分离的间接加热方式，量子液为绝缘介质，而且机壳采用防锈顶级绝缘保护伞，形成一道道安全连锁防电墙，无任何漏电隐患，绝对安全可靠。量子机组是直热式供热，机内无储存水，又因利用高压循环泵压力推动水流，所以锅垢无法形成；热交换系统是采用不锈钢、铜、钛合金等不易结垢的金属材料制作而成，这是不结垢的又一重要因素。机组采用分段启动，避免对电网造成冲击，自动程序控制逐级加减负荷调节平稳，保证各电热管均匀运行，提高了电热管的使用寿命。

4）安装维护方便、使用寿命长。量子供热机组用料精选、结构紧凑、体积小，供热系统全自动控制，免维护运行，无需专人管理，只需定期检查,使用寿命可达15 a以上。

2.3 冷凝燃气锅炉

冷凝燃气锅炉的技术核心是高效回收了烟气排放的热能，同时通过冷凝将烟气中的有害物质收集到冷凝水中，减少了酸性物质及其它污染物向空气中排放。先进的冷凝燃气锅炉采用了无烟燃烧技术，使氮氧化合物排放减少到35 mg/kWh以下。

（1）冷凝燃气锅炉的工作原理

冷凝式燃气锅炉是通过冷凝装置将锅炉排放的140℃左右热烟气中的能量进行回收，经回收后的排烟温度降低到60℃左右，使热效率提高10%左右，可节约燃气10%左右。该项技术既回收了能量，又降低了锅炉烟气有害气体的排放。冷凝燃气锅炉的工作原理（见图5）。

图5 冷凝燃气锅炉的工作原理

（2）冷凝燃气锅炉技术的性能特点

1）热效率高。冷凝燃气锅炉的技术关键是通过冷凝回收烟气中的热能提高了锅炉的热效率，是一种新型节能环保技术（见图6）。传统锅炉的排烟温度一般在160 ～250℃，燃料燃烧时产生的水蒸汽（例如天然气：CH4+2O2→CO2+2H2O）在烟气中处于过热状态，随烟气从烟囱流失。锅炉热率一般只能达到85% ～ 91%。而冷凝燃气锅炉回收了烟气中的湿热和水蒸汽的凝结潜热，把排烟温度降低到50～ 70℃，热效率最高可达109%。

图6 冷凝燃气锅炉

图7 CO2热泵技术的工作原理

2）排烟温度低。排烟温度直接影响锅炉机组的经济性和尾部受热面工作的安全性。选择较低的排烟温度可降低锅炉的排烟热损失，有利于提高锅炉的热效率，节约能源及降低锅炉的运行费用。因此，需采取有效措施降低锅炉的排烟温度并使之合理利用。

3）耐腐蚀性好。冷凝式锅炉采用硅铝一体换热炉体，合金材料的使用使冷凝技术得到最好的发挥。铝的传热性能是钢的7倍，硅保证了很强的耐腐蚀性。轻型及耐用的合金材料降低了锅炉的重量，提高了锅炉的使用寿命。特殊的炉体结构设计，最大程度地加大换热面积，使冷凝效果突出，使用效率达110%。比传统锅炉节能40%。

2.4 CO2热泵

（1） CO2热泵技术的工作原理

CO2热泵技术是采用CO2作为制冷剂的热泵或空调，普通热泵一般采用氟利昂作为制冷剂，两者的工作原理基本是相同的，都属于蒸汽压缩式。但也稍有不同，CO2热泵属于超临界循环，即在冷凝器端CO2不会被冷凝成液体，而氟利昂冷媒在冷凝器端是被冷凝成液体再节流。CO2热泵技术的工作原理（见图7）。

（2）CO2热泵技术的性能特点：

1）无温室气体，不破坏大气臭氧层。排放的CO2气体，不可燃、不会爆炸、不会分解出刺激性物质，对人体健康与居住环境无短、中、长期之害处，故不需回收或再处理。

2）CO2获取容易，成本极低。CO2冷媒系统可使用传统的矿物类润滑油。

3）不产生冷凝现象。CO2系统在一般夏季外气条件之散热过程为穿越临界点或超越临界点的过程，因无实际上的冷凝现象，故散热用热交换器，称之为气体冷却器。对相同的气体冷却器出口温度，压缩机吐出压力愈高则制冷能力愈大气体冷却器的渐近温度（approach temperature）比R-134a的10 ～15℃小许多。

4）压缩比低。当R-134a的冷凝温度50℃、蒸发温度0℃时，压缩比为4.3；而CO2气体冷却器出口温度37℃、蒸发温度0℃时，压缩比为2.6。同时，压缩机的压缩比降低，压缩过程可更接近等熵压缩而使效率提升。且因为系统压力大，CO2于蒸发器中之冷媒分布较均匀。

5）体积小、重量轻。相同体积的蒸发器，CO2的管径小、管排数多。CO2气体密度高，可降低使用的管路与压缩机尺寸，使系统重量减轻、结构紧凑、体积小。

以CO2取代传统冷媒，出水温度55～90℃，突破传统空气能55℃上限，在极寒及高湿度状况下无需电辅热正常工作，60℃热水年均耗电量不超过15℃，交换产生的冷风可有效解决洗衣房及高配房降温问题，与锅炉相比，节能50%以上。

综上所述，在当前国内饭店行业用能向绿色低碳转型、开源节流的大趋势下，以磁悬浮中央空调、量子能供热机组、冷凝锅炉、CO2热泵为新技术的新型节能设备将在饭店节能改造中被推广运用，取得良好的节能成效，并将在饭店业暖通空调系统领域得到更加广泛的应用。