宾馆冷热源系统节能改造效果分析及应注意的问题

苗　青

(上海宝钢节能环保技术有限公司，上海　201900)



宾馆冷热源系统节能改造效果分析及应注意的问题

苗青

(上海宝钢节能环保技术有限公司，上海201900)

摘要:以上海某三星级旅游涉外宾馆为例，针对该宾馆冷热源系统的基本情况，制定了冷热源系统改造后的运行策略，比较了节能改造前后两种冷热源系统配置的经济性和运行安全性，并总结了实施该类工程应注意的相关事项，为同类型的节能改造工程提供了参考借鉴。

关键词:冷热源系统，节能改造，运行策略

0　引言

20世纪90年代，夏热冬冷地区设计建造的宾馆空调系统及卫生热水的供应方式多采用冷水机组+燃油锅炉的形式。2010年以来随着冷水机组和锅炉效率的下降，加之燃油价格的上涨，给节能改造带来了一定的经济性。笔者参与了上海地区几个以合同能源管理方式进行的宾馆冷热源系统节能改造。改造方式多为风冷热泵+全热回收型风冷热泵机组替换原有冷热源系统的形式。那么该改造方案实施前后冷热源系统的经济性及安全性如何，项目过程又应注意哪些问题。

1　宾馆冷热源系统情况

1．1宾馆冷热源需求特点

以上海某三星级旅游涉外宾馆为例，该宾馆总建筑面积约为20 000 m2，共14层，客房330间。房间空调末端采用风机盘管+新风模式，24 h供应生活热水。宾馆冷热源需同时满足夏、冬两季空调负荷需求及全年生活热水需求。夏季、冬季空调供回水设计温度分别为7℃～12℃和50℃～45℃。

1．2改造前冷水机组+燃油锅炉系统

改造前宾馆空调冷源为1台型号19XL的离心式冷水机组，制冷量为1 163 kW，1台型号30HR活塞式冷水机组，制冷量为700 kW。使用情况为夏季冷负荷比较大时启动制冷量较大的离心机组，冷负荷较小时启动制冷量较小的活塞机组。2台冷水机组并未同时使用，在一定程度上起到了互为备用的作用。

改造前宾馆冬季空调热源和全年生活热水制备由2台燃油热水锅炉提供:1台为CWNS0．93-90/65Y，额定输出热量为930 kW; 另1台为CWNS1．17-90/65Y，额定输出热量为1 163 kW，燃料消耗量为106．1 kg/h轻质柴油。2台热水锅炉不同时使用，互为备用。

分析认为30HR活塞式冷水机组以及柴油锅炉使用已经超过10年，效率下降，能耗增加。加之柴油价格的波动，也增加了系统运行成本。

1．3改造后风冷热泵+全热回收型风冷热泵系统

根据改造前系统的运行情况，该宾馆夏季空调冷负荷为不超过1 163 kW，冬季空调热负荷约为600 kW。根据宾馆实际使用情况，每天最大需求热水量为55℃生活热水60 m3(包括客房和员工浴室用水)。生活热水系统中原有40 m3的蓄热水箱。上海商业建筑谷电价小于峰电价的30%，充分利用夜间低谷电价制备生活热水是必要的，本次改造在地下室增配30 m3蓄热水箱，充分利用夜间8 h低谷电价制备生活热水，按照进出水50℃温差计算，8 h制备60 m355℃热水，所需的加热功率为436 kW。考虑到60 m3用热水水量为历史统计的最大值，加之大多数情况下冷热水进出水温差小于50℃，且保留原有燃油锅炉1台作为备用，故实际选取的生活热水加热功率为345 kW。

本次节能改造，拆除1台燃油锅炉，报废1台冷水机组，选用风冷螺杆式热泵机组2台(单台额定制热量390 kW、制冷量350 kW)满足冬季空调负荷需求，过渡季节可单开制冷;选用全热回收型风冷热泵机组1台(额定制热量345 kW、制冷量271 kW，高温型)制备55℃生活热水，夏季开启全热回收模式制冷同时制备生活热水。

2　冷热源系统改造后运行策略

2．1空调冷热源系统运行策略

冬季运行工况，部分负荷时开启单台风冷热泵机组，满负荷时开启2台风冷热泵机组，燃油锅炉备用。

夏季运行工况，部分负荷时开启全热回收型风冷热泵机组(制冷+热回收模式)，供冷同时制备生活热水;负荷逐步增加时再开启1台风冷热泵机组供冷，负荷再增加时启动原有保留的1台冷水机组联合全热回收风冷热泵机组一同供冷，关闭风冷热泵机组。此时2台风冷热泵机组可作为冷水机组的备用冷源。

2．2制备生活热水运行策略

冬季和过渡季节工况，开启全热回收风冷热泵机组单制热水模式，充分利用夜间8 h低谷电价制满55℃热水存入蓄热水箱。

夏季工况，全天开启全热回收风冷热泵机组热回收模式，制冷同时制备生活热水。

原系统保留的1台燃油锅炉作为生活热水和冬季空调的备用热源。

3　经济性及安全性比较分析

3．1经济性比较

改造前，宾馆平均入住率58%。燃油锅炉消耗0号柴油年均158 t，故全年卫生热水和冬季热空调用0号柴油共158 t。0号柴油的价格按照6 500元/t计算，消费102．7万元。夏季冷水机组年平均用电47．6 kWh，消费42．9万元。全年冷热源设备运行费用合计145．6万元。

改造后，空调冬季采用风冷热泵机组供热，过渡季节采用风冷热泵机组供冷，夏季高温天气采用原有冷水机组供冷。全年生活热水采用全热回收型风冷热泵机组制备，夏季及过渡季节优先开启制冷同时制备生活热水。冬季极冷天气以燃油锅炉作为备用。本系统于2011年改造完成，新系统投运的前两年运行电耗平均为116万kWh/年，柴油使用为0，由于充分利用的夜间低谷电价制备生活热水，电费总计96万元。第三年开始，制备生活热水的全热回收型风冷热泵机组出现故障，在设备维修期间启动燃油锅炉，产生了部分油耗。

表1列出了改造前后冷热源设备能源使用情况。

表1　冷热源设备能源使用情况

比较可知，该节能改造项目达到的节能率并不高。但由于充分利用了低谷电价制备卫生热水，项目实施后拉低了总体电价水平。每年能够节约运行费用近50万元，这也是该类项目能够采用合同能源管理方式实施的关键所在。

3．2运行安全性比较

从节省运行费用的角度，改造后的系统比改造前有明显的效果。冷热源系统的运行安全对宾馆的正常经营是非常重要的。改造前的冷水机组+燃油锅炉系统均采用了一用一备的方式。这是对整个宾馆的空调和生活热水的安全供应做了保障。

改造后采用风冷热泵+全热回收风冷热泵机组，从实际运行效果看满足了宾馆空调和热水的基本需求。但从运行第三年开始，全热回收机型机组出现故障，停机维修期间，不得已启动了燃油锅炉制备生活热水。从安全运行的角度考虑，应考虑多台机组的互为备用，也可备用其他热源，本项目以原有的1台燃油锅炉作为备用。另外，在夏季极端高温条件下，采用风冷机组制冷也是不经济的，在条件许可的情况下，可保留1台效率较高的冷水机组与之配合。

4　其他应注意的问题

1)应考虑设备基础的承重能力。此类宾馆冷热源节能改造项目，需充分考虑风冷热泵机组的放置位置，屋顶为风冷热泵机组通常选择放置的位置，在项目实施前一定要充分论证房屋结构承载力问题，必要时需搭设钢结构平台，分散集中荷载。2)应考虑配电容量是否满足改造要求。增加风冷热泵机组等设备需要充分考虑宾馆原有系统配电能力是否满足要求，若还需新增配电箱甚至扩容变压器才能满足新增设备的用电要求则是不经济的。3)应考察末端管网系统的实际水力平衡情况。锅炉可根据实际情况提升供水温度达到满足最不利空调末端的供暖需求，而常规风冷热泵机组的冬季供水温度一般为45℃。4)应检查原有热水系统循环管路是否通畅。不排除一些宾馆生活热水供应系统管路老化，造成生活热水系统内循环管路不通，为满足使用需求，锅炉系统将生活热水温度烧至60℃以上供出，造成能源的极大浪费。但是改造后采用高温型全热回收风冷热泵机组制备生活热水温度一般为55℃，无法掩盖该问题的存在。

上述问题，如果不在项目实施前充分考虑和解决，也会给项目的实施考核带来极大的风险。

5　结语

用风冷热泵机组替代燃油锅炉和冷水机组的宾馆冷热源系统节能改造项目要兼顾经济性和安全性的平衡。夏热冬冷地区采用风冷热泵系统+全热回收风冷热泵系统替代冷水机组+燃油锅炉系统具备较好的节约运行费用的效果，但保障冬季工况下的安全运行建议保留1台锅炉作为备用热源。夏季极端气温采用风冷热泵机组供冷效率不如冷水机组高，如果条件允许可保留1台冷水机组作为夏季调峰使用更为经济。另外，项目成功实施还必须考虑到设备基础承载力、配电容量、空调及热水管网系统等系列相关问题。

参考文献:

［1］陆耀庆．实用供热空调设计手册［M］．北京:中国建筑工业出版社，2008．

［2］GB 50019—2003，采暖通风与空调工程技术规范［S］．

［3］GB 50015—2003，建筑给排水设计规范［S］．

Energy-saving transformation effect analysis and matters needing attention of hotel cold-heat source system

Miao Qing
(Shanghai Baosteel Energy Tech Co．，Ltd，Shanghai 201900，China)

Abstract:Taking the three-star foreign tourism hotel in Shanghai as an example，in light of basic cold-heat source system conditions of the hotel，the paper formulates the cold-heat source system operation strategies after transformation，compares economy and operation security of two kinds of cold-heat source system distribution before and after transformation，and summarizes matters needing attention in implementing the engineering，which has provided some guidance for similar energy-saving transformation engineering．

Key words:cold-heat source system，energy-saving transformation，operation strategies

作者简介:苗青(1983-)，男，硕士，工程师

收稿日期:2015-10-22

文章编号:1009-6825(2016)01-0198-03

中图分类号:TU201．5

文献标识码:A