上海某酒店节能改造分析

2013-09-06史圣贝

发电技术 2013年4期

史圣贝

（上海同标质量检测技术有限公司，上海 200090）

0 引言

人类社会日新月异的发展使得资源和能源消耗也日益增长，如何实现人类生存环境的可持续发展已成为全人类必须面对的重大问题。中国的总能耗已达36亿t标煤，其中建筑能耗约占1/3，建筑能耗中公共建筑能耗约占70%。作为公共建筑的一个重要组成部分，目前，国内酒店宾馆建筑在能耗方面普遍存在以下问题：1）围护结构热工性能较差；2）冷热源系统效率偏低；3）系统配置偏保守等种种问题[1，2]。由此可见，酒店宾馆建筑存在较大的节能潜力。本文以上海某酒店的调研为基础，论述其节能改造的必要性和可行性。

1 项目概况

上海市某华大型四星级酒店，建筑总高度95m；包括地上26层，地下2层，总建筑面积42 425m2；床位645张。酒店外观如图1所示。

酒店经多年运营，其用能系统逐渐老化，能耗居高不下，能源费用日益成为业主的沉重负担。2011～2012年，该酒店经专业公司能源审计，充分了解了用能系统现状、分析了能耗数据、找到了用能系统的缺陷、提出了初步的节能改造方案。本文对能源审计的结果加以介绍，并重点分析节能改造方案。

2 项目主要用能设备（系统）概况

该酒店消耗的能源主要有电、燃料油、煤气、水。电主要用于照明、空调制冷、电梯、办公设备、动力等；燃料油主要用于空调供暖、厨房和洗衣房蒸汽、客房热水；煤气主要用于对外营业餐厅及员工餐厅；水主要为生活用水。

2.1 空调系统和生活热水系统

酒店中央空调冷源采用3台离心式冷水机组和1台螺杆式冷水机组，冷水供水温度7℃，装机总供冷量5274kW，装机总功率1250kW，根据负荷情况决定开启台数和出力。现场调研发现其中1台703kW离心式冷水机组已停用，实际可用总制冷能力为4571kW。

冷源存在的问题：1）机组老旧，额定能效比较低（离心机4.40、螺杆机4.22，只能勉强达到GB 19577的5级能效标准）；2）没有冷凝热回收功能；3）装机容量过大，大部分时间低负荷运行（夏季制冷多数情况下只开1台1758kW离心机，最热的天气里视情况最多再投入1台1758kW离心机或1055kW螺杆机）；4）输配系统跑冒滴漏严重。

热源采用3台单台蒸发量为4t/h的重油蒸汽锅炉，额定蒸汽压力0.8 MPa，单台锅炉耗油量约265L/h。现场调研发现其中1台锅炉已停用，实际可用总制热能力为8t/h蒸汽。蒸汽通过热交换器换热提供空调热水，出水温度为45℃；现有生活热水热源与空调热水共用重油锅炉。锅炉蒸汽经热交换器将自来水加热到50℃，储存到热水箱中，再由专用生活热水泵输送到用水点。

热源存在的问题：1）机组老旧，热效率低、油耗高；2）污染重，机房工作条件恶劣；3）排烟没有热回收；4）装机容量过大，大部分时间低负荷运行（夏季开一台锅炉提供生活热水，冬季开1台或2台锅炉提供空调热水和生活热水）；5）油价高，运行昂贵。

为制冷机配套300t冷却塔4台、50t冷却塔2台，均放置在建筑的屋面上。空调末端为风机盘管加新风的方式，共有417台风机盘管和2台新风机，新风机单台风量40 000m3/h，无排风热回收功能。

2.2 其他能耗设备

（1）酒店室内照明采用节能灯和普通灯混用，均为手动控制；室外照明采用金属卤化物灯和LED灯，均为手动控制。

表1 空调系统和生活热水系统主要设备一览表

（2）酒店现有4部客梯，另有3台员工电梯和1台货梯，客梯采用并联控制，电梯均未变频。

（3）酒店其他用能设备主要包括厨房用气、用电设备、自来水泵等。

3 能耗数据及分析

查阅其能源费用账单，得到2010～2012年各类能耗统计及分析数据见表2。

表2 酒店2010～2012年各类能源消耗量统计表

2012 年酒店各类能耗折标煤占比：电53.66%，燃料油43.98%，煤气2.36%。

对2012年能耗进行拆分，得到各用能系统占比如图3所示。

由以上图表可以看出，空调、生活热水约占总能耗的66%，是能源消耗的大头，是主要矛盾，节能改造方案应针对这两个系统。燃料油价格昂贵、污染重，改造方案应将其完全摒弃。

4 节能改造方案及效益估算

4.1 节能方案

对设备的状况和能源数据进行深入分析后，并结合酒店的实际情况，提出如下整体改造方案。

（1）冷热源改造。酒店目前的冷热源分别设在负一层的机房内。冷源改造方案为：拆除报废的离心机，保留2台离心机（各1758 kW）、1台螺杆机（1055 kW），以较新的离心机为常用机，另外2台备用，制冷机增加余热回收器制取夏季生活热水；热源改造方案为：拆除现有全部3台重油蒸汽锅炉，更换为2台燃气（人工煤气）真空热水锅炉（单台额定容量930 kW），同时在排烟管路上设置热管型烟气余热回收装置。冷水泵、冷却泵及整个制冷系统的管道、阀门等已严重老化，建议全部更换。

（2）生活热水系统改造。鉴于星级酒店用水的特点，任何一种单一的制取热水模式都很难达到最佳节能效果，应根据季节特点和不同设备的特性对夏季、冬季、过渡季节分别采取不同的制热水方式，以达到效率最高、费用最省、系统可靠的目的。针对该酒店的具体情况，夏季可以利用现有制冷机的冷凝热制取热水（完全免费）、过渡季节和冬季用空气源热泵热水器（能效比3.0～4.5）制取热水、冬季极端寒冷天气时用油气两用锅炉（效率90%左右）作为空气源热泵热水器的备用或补充。三种方式相结合，初投资费用不高、节能效果极佳、投资回报周期较短。

该酒店冬季供暖和全年生活热水目前使用的是重油蒸汽锅炉。由于洗衣房已准备外包，酒店将不再有蒸汽需求，可以只考虑热水的制备。因此，可以把重油蒸汽锅炉更换为常压油气两用热水锅炉，效率和安全性显著提高（没有凝结水、非压力容器）；同时，由于锅炉只承担冬季供暖、不承担或少承担生活热水供应，容量可以大大减小。

4.2 节能方案效益估算

根据酒店提供的统计数据及酒店用生活热水的一般规律，酒店的各月耗热水量相差不大。春、秋季节的生活热水由热回收制冷机或锅炉提供。根据目前的运行经验，每年春秋季节制冷机运行的时间很短，热水节能量可以不考虑，只考虑夏季制冷机运行时热回收系统的节能量，该运行时间约4个月（总计2880 h）。非制冷季节生活热水主要由空气源热泵热水器提供，燃气锅炉作补充或备用，该运行时间约8个月（总计5760h）[3，4]。按酒店提供的账单，重油价格约5900元∕t，年总耗重油约850 t。根据账单拆分，改造前生活热水年耗重油约600 t（其中非制冷季节400 t、制冷季节200 t）、冬季供暖250 t。

4.2.1 制冷机增加余热回收器制取夏季生活热水效益估算

（1）重油锅炉制取夏季生活热水。按酒店能源账单，制冷季节锅炉制生活热水耗重油量约200 t，锅炉效率取88%，则生活热水总耗热量。

（2）采用制冷机增加余热回收器制取夏季生活热水。制冷季锅炉制生活热水耗重油200 t，制冷机余热回收器制热水是作为制冷的副产品，因而没有生产成本（改造时严格选型，余热回收器的制热能力以及热水箱的容量都足够，以保证夏季不需要开启空气源热泵热水器补充热水），原来消耗的重油可节约下来，则

制冷机余热回收效益：118万元/a；

折标煤：285.7 t/a；

减排CO2：632 t/a；

减排SO2：8t/a。

4.2.2 空气源热泵热水器制取过渡季节和冬季生活热水效益估算

（1）重油锅炉制取过渡季节和冬季生活热水

过渡季节和冬季锅炉制生活热水耗重油量约400t。

费用：236万元/a；

折标煤：571.4 t/a；