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全熱回收型模塊式熱泵系統應用
發布日期:2013-6-20 15:25:23


文/廣州市集木蓄能技術開發有限公司冷熱源技術中心

 

  摘要:本文通過對酒店建筑暖通空調系統的運行特點進行分析,已經深入研究暖通空調系統的本質,通過實際案例簡要介紹全熱回收型熱泵系統在酒店、SPA會所等建筑中的應用和以熱定冷的設計原則,展現全熱回收型熱泵系統在節能、一機多用、提高設備使用率方面的優越性。

 

  關鍵詞:以熱定冷、全熱回收型熱泵、模塊式機組、一機多用、節能

 

一、酒店建筑冷暖空調研究分析

 

  目前,我國能源消耗的顯著特點是建筑能耗快速增長,隨著經濟的發展,建筑能耗已逐步達到全國能源消費總量的1/3以上。建筑能耗中,特大型公共建筑單位面積能耗是居住建筑的10~15倍,一般公共建筑也是居住建筑的5倍以上。公共建筑的全年能耗中,大約50%~60%消耗于空調制冷與采暖系統,因此暖通系統的節能水平是建筑節能的核心,是實現低碳建筑、零碳建筑的關鍵因素。

 

  根據多年來的研究得出,酒店建筑暖通空調系統的顯著特點:

 

  1)夏季需要作制冷空調運行,冬季需要作采暖運行,常年需要提供衛生熱水。

 

  2)酒店暖通空調負荷最顯著的特點是空調負荷變化較大,負荷同時率低。大多數時間內,空調系統都處于低負荷狀況下工作。統計資料顯示,賓館酒店建筑夏季80%以上時間的負荷不超過50%,負荷在90%以上的時間不到1%。

 

  3)系統的設計上,空調系統的配置必須滿足高峰負荷時的需要,其配置在多數時間內都比酒店實際需要的負荷大得多,形成“大馬拉小車”現象。

 

  暖通空調系統的本質是能量的轉換和重新分配,具有以下特點:

 

  1)夏季是將室內熱量轉移到室外大氣或其它介質中,是將熱能從低溫區域轉移到高溫區域。

 

  2)冬季是將能量輸送到室內,以滿足室內溫度需求,這個能量可以是電能、化學能、空氣能、地熱能等。

 

  3)衛生熱水則常年是向水輸送能量,使水加熱到適合溫度,滿足使用需求。這個能量同樣可以是電能、化學能、空氣能、地熱能等。

 

二、全熱回收型熱泵系統介紹

 

  2.1.全熱回收型熱泵系統的基本構成

 

  模塊式全熱回收型熱泵系統的基本構成為:

 

  風冷全熱回收型熱泵模塊+風冷冷熱水熱泵模塊+水冷冷水模塊

 

  a風冷全熱回收型熱泵模塊

 

  夏季時通過全熱回收功能,回收空調制冷系統產生的廢熱,并將其轉移到冷水中,滿足衛生熱水的需求;冬季時則作熱泵運行,將空氣中熱能轉移到水中。其所需模塊數是以滿足冬季衛生熱水的需求確定的。

 

  b風冷冷熱水熱泵模塊

 

  主要是滿足冬季采暖的需求,同時也參與夏季制冷,滿足夏季制冷的高峰冷量。其所需模塊數是以滿足冬季采暖的需求確定的。

 

  c水冷冷水模塊

 

  用于滿足夏季制冷基本負荷,其所需模塊數是由夏季最大制冷負荷扣除風冷全熱回收型熱泵模塊和風冷冷熱水熱泵模塊所能提供的冷量后,系統所需提供的冷量確定的。

 

  2.2.全熱回收型熱泵系統的優點

 

  1)一套系統同時滿足空調、采暖、衛生熱水的功能,實現一機多用的功能。

 

  2)夏季時,通過全熱回收獲取免費熱水,節能效果很明顯。

 

  3)夏季制冷是以風冷全熱回收型熱泵模塊和水冷冷水模塊為基礎的,根據空調系統的特點,風冷全熱回收型熱泵模塊和水冷冷水模塊可滿足大部分時間內的冷量需求,風冷冷熱水熱泵模塊僅在用冷高峰時投入制冷運行,這就避免了風冷模塊夏季制冷效率低的缺點。

 

  全熱回收型熱泵系統具有節能、一機多用、設備利用率高、投資省等顯著優勢。

 

  3.全熱回收型熱泵系統的應用范圍

 

  全熱回收型熱泵系統的節能優勢主要是夏季時將室內空氣熱能轉移到衛生熱水中,冬季則是將室外大氣中的熱能轉移到衛生熱水中,即主要是空氣能的充分利用,因此,其適用性主要受冬季熱泵運行效率的限制。主要適用于夏熱冬暖地區以及部分較干燥冬季不易結霜的中原地區。全熱回收型熱泵系統適用的地區主要包括廣東、福建、廣西以及河南、山西、陜西等的部分地區。選用時,應校核當地氣候條件應滿足熱泵運行效率不低于1.8的要求。

 

三、廣州萬盛名家酒店項目簡介

 

  廣州萬盛名家酒店位于番禺區大石鎮市廣路與南大公路交匯處,為框架結構地面17層的高層建筑。建筑面積約18800㎡,空調面積約11700m2。酒店設置客房228間、餐廳、會議中心等主要功能區,各功能區布置及暖通設計參數如下:

  3.1.系統冷熱源模塊配置

 

  通過對系統實際運行狀況分析可知,系統夏季綜合最大冷負荷約為1500kW(426RT),冬季綜合最大熱負荷約為500kW(142RT)。而冬季衛生熱水加熱則需配置的加熱量約為150kW。酒店冷熱源配置如下:

 

  1)風冷全熱回收型熱泵模塊

 

  配置2臺集木JMQFLRS—60風冷全熱回收型熱泵模塊,夏季制冷量120kW,輸入功率44kW,可回收熱量164kW;冬季時,機組作空氣源熱泵運行,其制熱量為152kW,輸入功率38kW。完全滿足衛生熱水的加熱要求,同時,夏季時為系統提供120kW冷量。冬季衛生熱水加熱效率COP為4.0;夏季制冷制熱綜合效率COP為6.45,充分體現全熱回收機組的節能性。

 

  2)風冷冷熱水熱泵模塊

 

  配置8臺集木JMFLRS—60風冷冷熱水熱泵模塊,冬季時作采暖運行,制熱量528kW,輸入功率168kW;制熱工況COP值3.14;夏季制冷量480kW,輸入功率176kW,制冷工況COP值僅2.73,但該部分冷量只占總冷量的32%,主要是作為高峰用冷時的高峰冷量,因此,并不會對夏季制冷的系統COP造成較大影響。

 

  3)水冷冷水模塊

 

  配置6臺集木JMSLLS-150水冷冷水模塊,夏季制冷量900kW,輸入功率196.8kW,制冷工況COP值4.57。

 

  3.2.冷熱源系統配置和系統綜合效率

 

  注:廣州冬季空調室外計算溫度為5.2℃;

 

  由于夏季制冷主要是以熱回收模塊和水冷冷水模塊為主,其冷量占總冷量的約70%,根據相關統計資料,酒店建筑負荷在總負荷70%及以下的時間約占90%,即風冷冷熱水熱泵模塊夏季實際使用時間不超過10%,因此,夏季實際負荷會高于計算值。目前,該酒店已投入使用,實際運行狀況也表明,只有很少時間需要啟動風冷冷熱水熱泵模塊。

 

 

(戎馬傳媒·《熱泵市場》雜志社 訂閱熱線:0755-26781737)
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