平度市某宾馆冷源方案设计分析

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摘要：对平度市某宾馆的不同冷源备选方案进行了比较分析，通过对冰蓄冷方案、冷凝热回收型机组与常规电制冷机组在初投资及运行费用方面的比较，结合各方案的经济性分析，得出了冷凝热回收型机组方案一方面能够有效地利用能源实现节能减排，另一方面该方案能够节省大量的运行费用，投资回收期短，经济效益可观。

关键词：冷水机组冰蓄冷 热回收 经济性

中图分类号： TB753 文献标识码： A 文章编号

0. 引言

如今，宾馆酒店类建筑都设有中央空调系统和24小时热水供应，常规设计是将冷源热源分别设置，冷水机组提供冷源，蒸汽和热水锅炉提供热源。众所周知，制冷机在运行时会产生大量冷凝热排到大气中，若利用热回收器将制冷过程中冷媒蒸气与水进行热交换时所产生的热量予以回收，即为客户提供空调冷气的同时，还可供应大量的生活热水，不但可以减少冷凝热对环境造成的污染而且还可以节省不少的能源。在一般的空调使用工况下，可回收的热量为制冷量的30%-80%，热水最高水温可达70℃.热量回收时，还可将机组的制冷效率提高5%。

1.项目概况

该项目为平度市某宾馆，建筑面积35000㎡，目前正处于初步设计阶段。

1.1 空调室外计算参数：

夏季干球温度为：29.4℃，湿球温度为26℃，相对温度为73%，大气压力为1000.4kPa.

1.2 空调室内计算参数如下表1：

2. 冷源备选方案

应国家政府节能环保、建立节约型城市的号召，并结合该宾馆的实际情况，提出两种冷源方案：一是冷水机组＋冰蓄冷空调方案；二是电动式热回收冷水机组方案。

（1） 冷水机组＋冰蓄冷空调方案

利用平度市峰谷电价差降低制冷系统运行费用，采用冷水机组＋冰蓄冷空调方案。选择的运行策略是部分蓄冰，夜间（电价谷值段）利用基载机组为宾馆提供其所需冷量，同时双工况机组利用低谷电向蓄冰设备储存冷量。根据平度市电业公司提供的平度市分时电价表中的峰、平、谷时段以及项目具体情况，夜间利用低谷电向蓄冰设备储存冷量，白天利用制冷主机和蓄冰设备联合供冷。具体运行策略如下：

23:00～7:00 主机蓄冰+基载机组供冷；

7:00～8:30 主机单独供冷

11:30～18:00 （基载+双工况）主机供冷+冰槽释冷

8:30～11:30，18:00～23:00 主机供冷+冰槽释冷。

（2） 电动式热回收冷水机组

制冷机在运行时要排出大量的冷凝热，在空调工况下运行，制冷量是耗电的3-5倍，冷凝热是耗电的4-6倍。对于星级宾馆酒店来说，在供冷季又需要大量的生活热水供应，如洗浴水与洗涤水，加热生活热水所需的能量也很大。将空调制冷时的冷凝热作为生活热水的预热热源，不但可以减少冷凝热对环境造成的污染，节能量也相当可观。

3. 经济性分析

针对该宾馆而言，需要24h提供空调的客房和大堂的面积约占总空调面积的50%，其夏季夜间供冷负荷占设计日峰值冷量的30%以上；办公用房、会议、餐饮、健身休闲、桑拿等间歇使用的商业用房面积约50%，其空调使用具有明显的间歇性，采用冰蓄冷空调系统较合适。此外，平度市每年空调供冷期较长，从5月初持续到9月底；随着室外气象参数的变化，在非典型设计日的过渡季节，更可利用冰蓄冷节约空调的运行费用。

3.1 初投资比较

根据初步计算，夏季宾馆总冷负荷约为3500kW,其中宾馆客房部分夜间最大负荷约为1000kW。

方案一：螺杆水冷式双工况冷水机组+蓄冰设备

基载机组（螺杆式冷水机组YSDACAS35CGE，制冷量1020kW，功率199kW）1台，56万元；双工况制冷机组（螺杆式YSDACAS35CEE,制冰量524Kw,制冷量791kW,输入功率：制冰—145kW,制冷—155kW）2台，200万元；蓄冰槽（同方RH-ICT600，蓄冰（潜热）容量:2110 kWh，蓄冷容量2381kWh）4个，126.6万元；板式换热器（2480kW板式换热器）1台，40万元，水泵（流量62.9l/s，扬程:33mH2O,）3台，（流量44.4l/s，扬程:32mH2O,）2台，共7万元；蓄冰槽占地面积80m2，费用80万元。

费用总合计509.6万元，比常规电制冷贵303万。

方案二：热回收型螺杆式热回收冷水机组

热回收型螺杆式冷水机组（YSEAEXS45CIE，制冷量1231kW,输入功率:228kW）3台，246.2万元；水泵（流量62.9l/s，扬程:33mH2O）3台，（流量72.2l/s，扬程:28mH2O）1台，共7.5万元；板式换热器200kW，1台，20万元。

费用合计273.7万元，比常规电制冷贵67万

3.2 运行费用比较

夏季，由于平度市电网采用了峰谷分时电价政策，采用冰蓄冷系统可以大大降低空调系统的运行费用，且峰谷电价比已接近4：1，采用冰蓄冷系统的节资效果更加突出。

现阶段，平度市常规电制冷空调电价为0.9元/kWh，平度市的峰谷分时电价如下表3：

采用冰蓄冷空调系统的重大意义在于在分时段电价政策下，空调系统运行过程中大量地节省运行费用。由于空调负荷的大小与当地的室外气象参数密切相关，根据平度市的气象参数特点，所以在经济分析中制冷站设备的运行费用以100％负荷出现时间占总空调目的15％，75％负荷出现时间占45％，50％负荷出现时间为25％，25％负荷出现时间为15％来计算， 平度市的空调供冷期按5个月考虑，运行费用的比较见表4。

表4 冰蓄冷系统与常规空调系统不同电价时段运行费用比较

从表4可见，与常规电制冷系统相比冰蓄冷每年可以节省运行费用41.9万元。

3.3冰蓄冷空调系统的投资回收期

上面已得出冰蓄冷空调系统增加的初投资=303万元,年运行费用的节省量 P=41.9万元,则该冰蓄冷空调系统的投资回收期(静态经济评价)为:n=I/P=303/41.9＝7.23(年)， 通过静态经济评价可以看出:n＞5年，投资周期长，经济效益差。

3.4热水回收型机组的经济性分析

根据所提供的生活热水资料，宾馆每日的生活热水总用量为150m3/d，夏季当地的自来水温度是15℃，经过冷凝热回收的热量加热到40℃，最后再经过燃气锅炉加热到房间内的使用温度。

由上述条件可知，夏季每日热水可回收的用热量为：

Q=4.181501000（40-15）=15.67×106kJ

该宾馆供冷季为5月1日~9月30日，即夏季空调运行时间为5个月，因此宾馆在此期间的热水总耗热量为：

=15.67×106305=23.5×108kJ

上述计算数值是在宾馆满入住率的情况下得出的，众所周知，宾馆每日的入住率并非定值，是随着季节等客观因素时刻变化的，整个供冷季的入住率是不能达到百分之百的。因此，整个供冷季的热水可回收的热量并非上述计算值。在宾馆的不同入住率下，可回收的热量若是使用燃气锅炉消耗的能源总量及其费用见表5。

表5 不同入住率时按照不同比例热回收所节省的运行费用情况

从上表5的经济性分析可以看出，在供冷季，若使用冷凝热部分热回收去预热生活热水，即便是在入住率为25%的情况下，也能节省16万的费用；当整个供冷季入住率为80%时，将会节省50万元的费用，由此可以看出使用回收的冷凝热去预热生活热水节能效果是有一定效果的。将上述计算结果乘以对应的负荷比出现的天数比，计算得出整个供冷季使用热回收机组节省的燃气费是41.7万元。

3.5热回收冷水机组的投资回收期

由初投资比较可以得出与常规电制冷相比电动式热回收冷水机组方案增加的初投资为67万元,年运行费用的节省量 P=41.7万元,投资回收期(静态经济评价)为:n=I/P=67/41.7＝1.6(年)， 通过静态经济评价可以看出:n＜5年，投资周期较短，经济效益可观。

4. 结论

通过对两方案的经济性比较分析，可以得到以下结论：

冷水机组＋冰蓄冷空调方案，初投资较大，虽然一个供冷季利用峰谷电价差可节约运行费用约42 万元，但投资回收期较长，经济性较差；

电动式热回收冷水机组方案，虽然初投资略多，但是每个供冷季可节约预热生活用水的燃气费用近42万元，投资回收期很短，经济效益可观。

热回收系统利用空调系统的冷凝热来加热生活热水，不仅减少了空调冷凝热对环境的污染，而且还能够利用废热比较经济地得到人们所需的生活热水，特别适用于像宾馆酒店类建筑这种长时间需要热水供应的场合。因此作为节能、环保的热回收型绿色集中空调机组，值得在宾馆、酒店等需要冷、热源的场所进行大力推广。

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林艳娟，女，1983年3月，助理工程师。