关于冷水热泵机组在酒店中的节能应用探讨

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摘要：本文主要介绍了节能型冷水热泵机组系统的工作原理，以韶关翁源华彩酒店为案例分析了冷水热泵机组在酒店中的运行模式及节能应用，利用冷水热泵机组的特点结合当地气候及水文条件设计出在酒店供冷供热中具有良好的节能效果的空调系统。

关键词：冷水热泵机组环保 地下水 节能应用

Abstract: this paper mainly introduces the energy-saving cold water heat pump units system principle of work, to WengYuan huacai hotel for the shaoguan case analysis the cold water heat pump units in the hotel mode of operation and energy saving applications, using cold water heat pump units with the characteristics of the local climate and hydrological conditions designed cooling heating in the hotel with good energy saving effect of the air conditioning system.

Keywords: cold water heat pump units groundwater environmental protection energy conservation applications

中图分类号：TU991.11+2文献标识码：A 文章编号：

1引言

随着我国加入WTO和2008年奥运会的成功申办，我国的城市中心区域正在逐步禁止使用燃煤锅炉，与此同时，燃油锅炉的使用也正在受到一定程度的限制，这样就给热泵机组的应用提供了巨大的发展空间。热泵机组主要分为空气源热泵和水源（地源）热泵，由于空气源热泵受环境、气候的影响较大，其应用受到了很大程度限制，而地下水温度冬夏变化不大，因此以地下水做冷热源的水源热泵系统使这一问题得到了有效的解决。它以耗能少，利用可再生能源，不消耗水资源，不污染环境，符合可持续化发展的要求等诸多优势受到社会各界的广泛欢迎。

2节能型冷水热泵机组系统原理

水源热泵机组工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，而冬季，则从水源中提取能量，由热泵原理通过空气或水作为制冷剂提升温度后送到建筑物中。

通常水源热泵水泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。水作为热泵制热、制冷过程的介质，满足以下两个条件即可利用:一是水的温度在7℃~30℃之间，二是水量要充足。水源水可以是各种浅层地表水，如海水、江、河水等，亦可以是浅层地下水。提取水中的热（冷）量比较简单易行的方式是打井，利用井泵提取地下水作为循环介质。冬季时，以地下水为“热源”，源源不断的将12℃以上的地下水通过热泵机组的蒸发器提出大约5℃以上的热量，使其降至7℃再注回地下，水在地下渗流过程中又吸收地下热量，温度又升至12℃以上，然后又被提升上来，如此不断循环，机组吸收的热量再被机组的冷凝器释放出来，用以加热供暖的水系统，使供水温度可达55℃以上，此温度成为空调供暖（国家标准45℃）和地板热供暖（国家标准40℃）的最佳温度；夏季时，利用地下水（水温低于14℃）做冷却水，而常规制冷设备是利用冷却塔循环冷却，水温一般都在30℃~40℃,夏季的地下水只有14℃~18℃，要比循环冷却水温度低于16℃~22℃，从而提高了机组的工作效率，达到了节能、降耗的作用。过渡季节，应用中央空调可以考虑将地下水抽取上来直接作为冷媒输入系统，不需要机组开机运行，可以节省大量的能源。

3工程概况及系统设计

3.1我国酒店耗能现状

据有关资料调查统计，目前我国酒店业每单位面积年耗电165kwh左右。一座建筑面积12000平方米的四星级酒店，全年耗电量约为200万度，按每度电0.9元计，全年即需电费180万元，高于国外发达回家耗电平均值的25%左右，而实际上，有些四、五星级酒店的能耗已大大超出了这个水平。因此，酒店行业的节能降耗，不仅对实现酒店个体的经济利益有重大作用，而且对行业和全社会的可持续发展意义深远。

据广东省节能协会公布，近两年该协会接到不少酒店的“订单”，要求为其设计适用的节能改造方案。以下以广东省韶关翁源华彩酒店的节能冷水热泵热回收机组设计为例，分析空调系统节能给酒店日常运营节省的能源及带来的经济效益。

3.2工程概况――以韶关翁源华彩酒店为例

韶关翁源华彩酒店是广东宏昌盛集团有限公司旗下的一家自营式酒店，该酒店位于翁源华彩化工交易市场内，主要服务对象为交易市场参展及采购商以及为周边工业区配套的四星级酒店，建筑面积2.8万平方米，酒店共拥有231间客房、套房及5层配套的与餐饮娱乐为主的裙楼，并备中、西、日各式餐厅及各类娱乐设施可满足现代游客的各种需求。夏季最大供冷量：2856kw；客房冬季要求供热，最大供热量为：694.7kw，最大生活时热水用量为：13.4m3/h；

酒店建设方考虑到酒店冬季供冷及生活热水，拟采用

方案1：1台1050kw（1.5t/h）的燃油（柴油）机组为酒店生活热水、恒温泳池和冬季采暖供热。同时，选用3台950kw（COP≥5.0）水冷冷水机组为酒店夏季空调供冷。

方案2：采用2台950kw（COP≥5.0）水冷热泵热回收机组进行供冷、供生活热水，热回收效率≥15%；冬季采用2台351kw水源热泵热回收机组（制冷COP≥5.0，制热COP≥4.5）进行供暖及供部分生活热水，水源热泵夏季时可以做供冷备用机，水冷机组无法满足最高负荷时投入供冷。

设计酒店一年内的供冷时间为240天，供暖时间为120天，每天工作10h，则：

按方案1运行，酒店年耗能量将为408.7（tce/a），其中，热水/供暖耗能量为： 238.1（tce/a），折合柴油189.6t/a；供冷耗电量1368000（kwh/a），折合170.6（tce/a）。

按方案2运行，酒店年耗能量将为253.46（tce/a），其中，热水/供暖耗能量为： 187200（kwh/a），折合97.7（tce/a）；供冷耗电量1248960（kwh/a），折合155.75（tce/a）。

4冷水热泵机组系统设计

4.1系统流程与设备

根据该项目冷负荷远大于热负荷的特点，系统采用水冷螺杆热泵的方案，在不同的条件下灵活采用不同的机组搭配，从而达到高效节能的目的。

1台30HXC-HP2机组承担起常年为住客提供卫生热水的任务。需要注意的是，当系统需要制冷时，该机组的热源水为空调冷冻回水，当系统需要供暖时，该机组的热源水为湖水。

图（一）水源热泵机组系统

4.2运行模式的分析

4.2.1运行模式一：过渡季节供热水+供冷

过渡季节，一般只需开启1台30HXC-HP2机组（提供卫生热水）和1台螺杆机（供冷）。

此时， 30HXC-HP2机组以制热模式运行，机组从冷冻回水（约12℃）里吸收热量，为热水箱提供55℃的热水。由于冷冻回水的温度较低，机组的制热效率较低。但是由于机组排放的冷量被冷冻回水全部回收，可以认为机组在制热的同时也为系统提供部分冷量，所以整个系统的效率很高。这种运行方式我们可以通俗地称为“冷回收”。

由于30HXC-HP2机组提供的冷量只是属于回收的冷量，是不可控制的，当酒店的卫生热水需求很小时，其回收的冷量也会很小；或者当热水箱已蓄满热水时，30HXC-HP2机组就会停止运行。因此系统其余的冷量就必须由螺杆机组来提供。

4.2.2运行模式二：夏季供热水+供冷

夏季，随着系统的冷负荷增大，此时系统会依次开启另1台螺杆机组与30HXCHP2机组。

此时，1台30HXC-HP2机组仍然以制热模式（同时进行冷回收）运行，而另1台30HXC-HP2机组以制冷模式运行，该机组的冷却水通过板换与湖水换热，把热量排放到湖里。由于湖水的温度较大气温度低（实测取水点最高为32 ℃ ，夏季的温度一般在30 ℃ 以下），因此机组的效率较高。此外，由于系统是通过板换与湖水换热的，因此能够保证机组不受腐蚀和污染。

4.2.3运行模式三：冬季供热水+供暖

冬季，螺杆机组关闭，系统开启2台30HXC-HP2机组来供暖与提供卫生热水。这2台机组的热源水都通过板换与湖水换热，从湖里吸收热量。由于冬季湖水的温度较大气温度高（冬季的温度一般在15 ℃ 以上），因此机组的效率较高。

30HXC-HP螺杆式水－水热泵机组系统使用了2个15立方的蓄冷罐，蓄冷罐在空调系统中具有调节平衡作用，能使冷水机组始终保持高效工况运行，并且将旁通可能浪费的冷量，储存在蓄冷罐里，当末端负荷升高时，再释放出来，延长冷水机组压缩机的停机时间而达到节电目的。在负荷最低的时段，蓄冷罐的蓄冷放冷工况可以减少冷水机组的启动次数，有效延长冷水机组的工作寿命。蓄冷罐还可以防止螺杆机组因负荷变化可能产生的喘震。

5节能效果分析

系统将于2012年9月在酒店工程竣工同时，验收投入使用。该系统取代常规状态下燃油锅炉为生活热水、采暖制热，并取消常规空调状态使用的冷却水塔。建成155.24吨标准煤/年的节能能力，减少排放的二氧化碳406.73吨/年、二氧化硫1.32吨/年。

项目选购的由水－水热泵机组、蓄冷罐和节能控制系统组成的综合节能系统，具有春、夏、秋季同时供冷供热（水）、冬季采暖、供热（水）的功能，不仅提高了系统能效、综合利用资源、降低了能耗，而且通过取消燃油锅炉，减少了废气污染，保护了环境。年耗能情况对比见表1。

6结语

冷水机组的热泵应用越来越广泛，冷水机组也由小冷量的螺杆机机组扩展到大冷量的离心式冷水机组，由单个项目应用扩展到区域性的供冷供热项目，由单独应用扩展到与其它可再生能源如太阳能供热的复合应用，显示出广阔的市场发展前景。同时，也要不断地对冷水机组的热泵应用从理论和实践中不断总结，加以规范化，制定出一整套完善的设计，施工规范，积极推动政府的政策加以引导，扩大设备和材料的配套，提高人们对其节能的了解程度，这是冷水机组的热泵应用在发展中要面对的问题。

参考文献

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