螺杆冷水机组部分热回收预加热生活热水设计探讨

■朱明聪 ■万地联合(厦门)工程设计有限公司，福建 厦门 361000

厦门是一座美丽的海滨城市，成为全国各地游客向往的旅游城市之一，近年来，新建的酒店数量也越来越多，当下，建设单位对酒店给排水专业的节能方面也是越来越重视。除了对卫生器具、水龙头、供水设备等方面提出节水节能要求外，对于热水制备方面也希望能尽可能利用有限的资源，这使得我们必须要在节约能源的同时寻找出新的替代能源。本文主要阐述一工程实例来介绍利用空调热回收制热水设计方案。

1 工程概况

厦门属于亚热带气候，某国际酒店位于美丽的五通码头附近，该酒店五星级酒店标准进行设计。其中地上19层，地下2层，建筑高度87.65米，酒店总建筑面积约30000平方米。地下一层，地下二层为车库、酒店后勤区及设备用房;一层为酒店大堂、全日式餐厅，厨房;二层为包间、中餐厅、厨房;三层为宴会厅、办公室、会议室;四层为泳池、健身中心、总经理办公室、客房;五至十八层为客房;十九层为客房、行政酒廊，共有164间客房。

2 风冷螺杆冷水机组余热回收制热水设计

酒店在夏季采用水冷螺杆冷水机组制冷，排出大量的热量，若能将此部分的热量进行部分回收制备成热水，既能减轻制热主机(压缩机)的冷凝负荷，减少主机耗电量10% ～20%，延长主机使用寿命，同时也能降低冷却水泵的负荷，其用电量也相应减少;另外，空调余热预加热生活热水，也减少了燃气、燃油锅炉的容量，可以节省大量的燃气或燃油的消耗。随着冷水机组部分热回收技术的不断完善，越来越多高档酒店采用这种热回收系统。该系统属于水冷螺杆冷水机组部分热回收。所谓部分热回收就是采用串联式冷凝器的热回收冷水机组。原理图如图1所示。

(1)热水系统。裙房及塔楼164间客房总的热水需求量:最高日热水量(60℃)为65m3/d;最大小时用水量为10.02m3/d;设计小时耗热量为462kW。

(2)空调冷源:酒店选用一台制冷量400RT(1424kW)的水冷螺杆式冷水机组、两台冷量400RT(1404.6kW)的水冷螺杆式热回收冷水机组。冷水机组、冷冻水泵及冷却水泵均设在地下二层制冷机房内，冷却塔设置在首层室外。

图1 部分热回收原理图

(3)热回收循环系统:热回收冷水螺杆式冷水机组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，由冷水机组热回收器接管至40T储热水箱，再由储热水箱出口加循环泵1将水送至热回收器。水在这个循环过程中不断加热，储热水箱的水将被预加热至不低于40℃。储热水箱的水由市政给水管单独补水。预加热后的热水由另一组热水循环泵2送至三组板式换热器之后回至储热水箱中。板式换热器的另一端为变频泵组，经变频泵站加压由15℃被加热至30℃的热水被送至容积式加热器。考虑到空调系统可能进行检修或者不能正常运行，在变频泵组经过板式换热器的进出管路上加装一短管与阀门，以保证在冷水机组完全不能工作的情况下，系统对容积式加热器依然能够保证进水，只是水温不能被提高至30℃。

(4)热水系统运用费用分析。酒店每天使用热水65m3，本工程利用空调热回收制备40℃热水至储热水箱，经板换后制备成30℃的热水供至容积式加热器内，每吨热水加热量为15000Kcal。电费为0.8元/度、天然气4.0元/m3。

以下费用仅考虑主要预加热热水的运行主要费用(见表1)

表1

由表1可以清楚的看到在制冷的季节月份(5～10月)里，利用空调机组部分热回收预加热热水的运行成本基本为很低，而完全使用天然气预加热热水运行成本也比空气源热泵成本高。虽然在一次投资上来说，热回收空调要比不采用热回收的同型号空调投资要10多万，但对于每年可以省至少四万元以上运行成本而言，不到两三年即可收回成本，因而采用热回收空调预加热热水的方式是经济可行的。

3 结论

本项目已经竣工，采用水冷螺杆冷水空调机组部分热回收由15℃加热至30℃热水预加热系统，就总的投资成本加上运行费用而言，采用空调机组部分热回收预加热热水系统的费用是经济的，仅针对(5－10)制冷月份的运用，存在一定的局限性，后部还是由燃气锅炉加热的方式，一方面是因为空调冷水主机在制冷月份才开启，另一方面是酒店建设方对于热水的可靠性要求十分高。建议在以后的其他项目中夏季采用空调机组部分热回收，冬季采用空调机组全热回收，过渡季节采用单独的热泵运行。