热泵技术在某酒店中的应用

刘潇潇，廉国海，郭馨泽

（1.湖南省电力公司 电力科学研究院，长沙 410007；2.湖南省电力公司，长沙 410007；3.长沙电力职业技术学院，长沙 410000）

热泵技术在某酒店中的应用

刘潇潇1，廉国海2，郭馨泽3

（1.湖南省电力公司 电力科学研究院，长沙 410007；2.湖南省电力公司，长沙 410007；3.长沙电力职业技术学院，长沙 410000）

介绍旅游景点某酒店热水供应系统改造前情况。通过实地考察，采用空气源热泵技术进行节能改造，并给出了切实可行的实施方案，将改造前后用电量数据进行比对分析，结果显示改造后节能率大幅提升。

热泵技术；节能改造；空气源热泵

一般而言，酒店传统的热水供应采用燃煤、燃气或电阻加热等方式，不仅能源消耗过大，而且燃煤、燃气方式产生的一氧化碳等气体也会对大气造成严重污染。在节能减排呼声日益高涨的今天，低能耗、低污染、低排放的酒店热水供应系统产品也逐步广泛应用。热泵技术因其采用可再生能源、高效节能、无污染、维护成本低等特点，成为传统供热的一种优化替代方式，并已被人们广泛应用很多年，尤其在欧洲、日本等国在20世纪末就已投入使用。

目前热泵技术根据其吸收能源类型，可分为3大类：水源热泵、空气源热泵和土壤源热泵。地处某旅游景点的某酒店原有热水供应系统运行经济成本较高，在综合考虑其地理位置、环境因素后，采用空气源热泵技术对该酒店进行节能改造，改造后节能效果明显。

1 酒店改造前情况分析

改造前，该酒店热水供应系统有2个电热水箱，容水量60 t（30 t×2）。每个电热水箱采用电热阻加热方式，输入功率为720 kW。由于电阻发热对电能消耗过大，运行经济成本较高，加上管网系统中的主管普遍采用三型聚丙烯管（PPR）管保温地埋，在温度较低的冬季容易冻坏且漏点较多，热损失较大，因此考虑对其进行节能改造。

该酒店2011年全年电热用水情况如表1所示，累计电量如图1所示。

表1 2011年酒店电热用水明细表

图1 2011年酒店热水箱用电量趋势图

从图1可看出，该酒店热水箱用电高峰期在3、4、10、11、12这5个月。 4月春季，10、11月金秋是该景点旅游高峰期，酒店房间入住率很高，热水用量大；3、12月酒店入住率不高，但温度较低，热水需求用量同样较大。5、6、7、8、9月虽然也是该景点旅游高峰期，但因温度较高，热水需求量不大。

2 节能改造

2.1 热水箱改造

空气源热泵采用低温位空气作为冷源接入，用之不竭、清洁环保，但其运行环境限制也存在一定弊端。当空气温度过低时，空气源热泵单位制热量急剧减少，系统制热性能下降明显，经济性显著降低。该酒店所在地区2009—2011年月平均气温如表2所示。

表2 当地2009—2011年月平均气温℃

从表2可以看出，该地区全年气温适宜空气源热泵运行，在4—11月旅游高峰期，平均气温在15℃以上，且不超过30℃，恰好是空气源热泵高效运行的适宜温度范围，且在5月、9月、10月热泵机组综合能效最高，节能效果显著。1、2月旅游淡季，酒店用水量少，避免了因温度较低，空气源热泵制热效率低的问题。

此次热水供应系统改造将热水箱放置于地下层锅炉房，同时将空气能热泵机组放置于楼顶，便于充分换热。

结合表1中酒店2011年全年电热用水情况明细，热水箱最大吞吐容量设计为60 t/天。根据水文数据统计，该酒店12月入口水源平均温度为8℃，将其作为空气源热泵机组最大功率测算基础数据，那么将水加热至酒店所需的55℃，所需制热量为

60 L×1 000（用水量）×（55℃-8℃）（温升）×1.1（热损）=3 102 000 kJ

将单位千焦换算成kWh为

3 102 000 kJ÷860 kJ/kWh=3 606.98 kWh

最后得出热泵机组最大总输入功率为

3 606.98 kWh÷16 h÷3=75.15 kW。 16 h为日工作时间；3为冬季COP值。

考虑到冬季实际上酒店入住率并不高，主要为酒店日常工作用水，可适当降低热泵机组输入功率，来降低投资成本，提高机组利用率。

取该酒店全年入口水源平均值10℃作为空气源热泵机组功率设计测算基础数据，那么将水加热至55℃，所需制热量为

60 L×1 000（用水量/升）×（55℃-10℃）（温升）×1.1（热损）÷860 kJ/kWh÷16 h（日工作时间）÷3.5（COP均值）=61.66 kW

最终选用7台8.8 kW的空气源热泵机组来完成此次热水箱节能改造。

2.2 管道改造

经现场查勘，由于原热水系统主水管道采用地埋方式，主水管道材质为PPR管。由于冬季冰冻等原因，主水管常出现较多漏点，而且漏点查找需开挖水泥路面，因此此次管网改造将采用沿路面花坛进行开挖，制作管道沟，在管道沟内采用钢质材料制作热水主水管，并与各楼宇热水进水管道进行对接。由于管道改造的地下部分采用耐腐蚀材质，使用寿命长达50年，极大提高了整个酒店热水供应稳定性，减少了后期维护成本。

3 效果比对分析

根据该酒店2011年全年电热水用能数据，2011年全年电热水耗电106.99万kWh，总热水用量为1.95万t，按照电价0.588元/kWh计算，每加热1 t水用电成本为32.26元。改造后空气源热泵机组全年耗电32.77万kWh，年节约电量74.23万kWh，每吨水加热成本降低32.26元-9.88元=22.38元，年节约电费43.65万元。

改造前后用电量数据比对曲线如图2所示。不难发现，空气源热泵相比该酒店改造前的普通电能式热水箱，消耗电能降低70%，用电效率更高，经济性更好。

图2 改造前后用电量数据比对图

4 结束语

为积极响应国家关于建设绿色、节能、环保型酒店和国家旅游局关于加强绿色饭店建设的要求，对旅游景点酒店进行了热水供应系统节能改造。通过运用空气能热泵技术，酒店热水供应系统节能率大幅提升。同时，由于用电部分不直接接触水源，在安全、环保方面更优于普通电能式热水箱，因此，空气源热泵改造工程完成后，达到了节能、安全、环保等多重效果。

The application of energy⁃saving heat pump technology in a hotel

LIU Xiao⁃xiao1，LIAN Guo⁃hai2，GUO Xin⁃ze3
（1.State Grid Hunan Electric Power Corporation Research Institute,Changsha 410007,China；2.State Grid Hunan Electric Power Company,Changsha 410007,China；3.Changsha Electric Power Technical College,Changsha 410000,China）

This paper specifies the old hot water feed system of a hotel in the scenic spot.After investigation and study,feasible solution is proposed and air⁃source heat pump technique is used for energy⁃saving reformation.Compared with power consumption before reformation,energy⁃saving increases a lot.

heat pump technology;energy saving reforma⁃tion;air source heat pump

TK018；F407.61

B

1009-1831（2014）01-0034-03

2013-11-07