天津某星级酒店卫生热水优化解决方案

唐湘军 秦广旭

摘 要：随着超低温热泵技术的发展，目前热泵的使用范围已经逐步扩大到我国华北甚至东北地区，并且取得了较好的节能效果。特别对于酒店类建筑，常年需要制取卫生热水，传统方案为电锅炉制热，能耗费用高。空气源热泵热水器为酒店建筑降低能耗，节省运行费用提供了一种新的解决方案。本文以天津市某酒店为例，对采用空气源热泵热水器替代原电锅炉方案进行了技术经济分析，为该地区同类改造提供参考。

关键词：酒店；卫生热水；空气源热泵热水器；节能

1 引言

空气源热泵热水器为一种利用空气作为低温热源来制取生活热水的热泵热水器，主要由空气源热泵循环系统和蓄水箱两部分组成。空气源热泵热水器就是通过消耗部分电能，把空气中的热量转移到水中的制取热水的设备。可节省每年的人工费、年检费用等间接费用，只需少量电能即可产生大量热水，既响应了国家倡导的利用可再生能源的号召，又可体现管理者绿色、节能、环保的意识和理念。

随着超低温热泵技术的发展，目前热泵的使用范围已经逐步扩大到我国华北甚至东北地区，并且取得了较好的节能效果。特别对于酒店类建筑，常年需要制取卫生热水，传统方案为电锅炉制热，能耗费用高。空气源热泵热水器为酒店建筑降低能耗，节省运行费用提供了一种新的解决方案。

2 项目概况

2.1 酒店概况

天津某星级酒店酒店是以住宿、餐饮、会务等各类服务为一体的三星级酒店，酒店于2009年9月正式开始营业。

酒店建筑面积14，300平方米，地下、地上共10层；备有人性化设计、装修典雅、设施完备、舒适温馨的行政套房、豪华商务客房等各类房型共190间。

2.2 卫生热水系统概况

酒店目前卫生热水系统采用两台72KW的电热水锅炉，相应配置有2个容量为10m3的蓄热水罐。系统采用循环加热方式，设定供热水温度为52℃。

3 卫生热水系统现状分析

由于卫生热水系统缺少水表和热量表等计量装置，故只能根据根据电热水锅炉的耗电量统计进行推算。2016年7月13日至17日，酒店工程部人员对电热水锅炉的耗电量进行了分时段记录，我们在此基础上对酒店卫生热水系统的现状进行了初步分析。

3.1 电锅炉日耗电量及成本分析

根据7月13日至17日酒店工程部人员对电热水锅炉耗电量进的分时段记录，整理统计如下：

7月13日：高峰用电300kwh，平段120kwh，低谷180kwh，总计600kwh；

7月14日：高峰用电240kwh，平段150kwh，低谷180kwh，总计570kwh；

7月15日：高峰用电180kwh，平段210kwh，低谷180kwh，总计570kwh；

7月16日：高峰用电300kwh，平段120kwh，低谷240kwh，总计660kwh；

7月17日：高峰用电539kwh，平段120kwh，低谷180kwh，总计839kwh；

根据以上统计可以看出，统计期内电锅炉的平均日耗电量为648kwh，高峰、平段和低谷用电分别占比48%，22%和30%。

根据天津市分时电价标准，可计算出电锅炉的平均用电单价：

S=1.2837×48%+0.8457×22%+0.4287×30%=0.9329元/kwh

3.2 卫生热水耗量分析

根据电锅炉耗电量统计情况及热水耗热量计算公式Q=cm·=q·（q为电锅炉耗电量；η为锅炉热效率，取98%），结合酒店提供的入住房间数，我们对酒店的卫生热水日耗量进行了计算分析。

根据统计数据，统计期内酒店平均消耗52℃热水量为16.38吨/天，单位房间用热水量为143L/间·d。

根据酒店提供的信息，酒店共有房间数190间，日平均入住率约60%，即114间/d。则平均每天共需热水：143 L/间·d×114间 =16325 L/d = 16.325 T/d。

3.3 电锅炉年耗电量分析

由于热水供应温度恒定（52℃），而锅炉入口水温（即自来水温度）则随季节变化，因此需分别计算夏季、冬季和过渡季的热水耗热量。根据天津市自来水水质资料，本市自来水的供水温度约夏季20℃，冬季5℃，过渡季按12℃计算，则可分析各不同季节卫生热水的总耗热量，进而推算电锅炉年耗电量。

考虑夏季为123天，用水量为16.325T/d；考虑过度季为121天，用水量为夏季的80%；冬季为121天，用水量为夏季的70%；用电单价按计算结果0.9329元/kwh计。

通过上述分析可知，酒店年卫生热水（52℃）消耗量为4971吨/年，既有卫生热水供应方式下，电锅炉耗电量为22.9万kwh/年，电锅炉年运行电费为21.4万元。

4 卫生热水优化解决方案

4.1 空气源热泵热水机简介

（1） 设备概况及用途 。空气源热泵热水机是一种节能、安全、环保的制热水设备，是替代燃油、燃煤、燃气锅炉和电热水器的理想设施。机组主要用于制取最高水温为60℃（特种冷媒最高可达65℃）的生活、生产或采暖用热水。机组使用的环境条件：干球温度-10～45℃、相对湿度0～100%。

机组可广泛应用于招待所、酒店、宾馆、美容美发店、健身馆、浴室桑拿、家庭、小区、学校、医院、职工宿舍、公寓、别墅、游泳池、养殖场、温室、温泉、生产企业等场所，可单独使用，也可集中使用。

（2）设备工作原理。空气源热泵热水机的组成及工作原理同空调近似，机组制冷剂循环由压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀/毛细管四大主要部件组成，通过让制冷剂不断完成蒸发（吸取环境中的热量）→压缩→冷凝（放出热量）→节流→再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水中；水箱与热泵之间通过循环水泵把冷水加热成55℃高温热水，制热水高效节能。

4.2 工程方案

（1）方案思路。为降低酒店卫生热水成本，拟采用空气源热泵热水机作为主要热源加热卫生热水，同时保留原有电锅炉，与空气源热泵并联，作为调峰或应急使用。

系统原有的2个10m3蓄水罐及热水循环泵仍然保留。

（2）设备选型。根据酒店工程部人员介绍，夜间和早晨用热水高峰时段，两台锅炉需同时满负荷运行，因此为保证酒店热水供应的稳定，综合考虑经济性。初步选型建议为4台DKFXRS-33空气源热泵热水机（低温型），額定制热量为4×33KW，单机额定输入功率为9.5KW。

（3）节能量分析。根据本方案3.3的分析，卫生热水全年耗热量为224529kwh，其中夏季和过度季卫生热水耗热量为148710kwh。

按空气源热泵仅夏季和过度季运行，冬季仍由电锅炉供热水计算，热泵运行综合COP按3.5计算，系统夏季及过度季运行耗电量为148710÷3.5=42489 kwh。

系统夏季及过度季运行电费42489×0.9329=39639（元）

根据业主方要求，项目冬季仍由电锅炉供热水，计算运行电费72179元，则全年卫生热水耗电量为39639+72179=111818元。

相比电锅炉供热水方案，年可节省运行费用10.2万元。

4.3 项目投资及经济性分析

项目预计设备投资16.80万元，其它费用约5.04万元，总投资21.84万元。改造完成后，年节省电费10.2万元，静态投资回收期2.1年。

5 结语

与原电热水锅炉方案相比，空气源热泵热水机组初始投资虽相对较高，但后期运行费用大幅节省60%以上，项目投资回收期1～2年左右（视用户电价，热水使用量等因素）。 因此本项目具有良好的社会效益、环境效益和经济效益，建议尽快实施。