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一、工程概況 桐廬大酒店位于城市發(fā)展的貿(mào)易中心——杭州市桐廬縣城區(qū)。桐廬大酒店是按四星級(jí)酒店標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的集客房、餐飲、娛樂、休閑、會(huì)議、辦公及商場(chǎng)為一體的多功能綜合性項(xiàng)目。地上建筑面積：34210m2。地下建筑面積：3160m2。夏季制冷負(fù)荷為2500KW，冬季供熱負(fù)荷為2000KW。單位面積冷指標(biāo)為70.4W/m2。單位面積熱指標(biāo)為58.5W/m2。熱水負(fù)荷為5000KW/天。 二、不同冷(熱)源熱泵方案初投資比較 2.1混合源地源熱泵冷(熱)源與初投資 系統(tǒng)性能南方地區(qū)制冷負(fù)荷大于供熱 熱水負(fù)荷的20%左右，為維持地下土壤溫度場(chǎng)的平衡，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目的，設(shè)計(jì)采用混合源(地埋管 冷卻塔)地源熱泵。地下土壤源溫度場(chǎng)可維持在16～22℃之間變化，熱泵熱源溫度均勻保持12～6℃之間變化，。熱泵是以15℃熱源作為供熱量指標(biāo)，在熱源溫度12～6℃條件下運(yùn)行供熱雖有衰減，但仍能滿足2500KW供熱和熱水負(fù)荷的需求量。熱泵供熱性能系數(shù)COP值可達(dá)3.5以上，主要是依靠昂貴造價(jià)的地源埋管系統(tǒng)作陪襯，才能實(shí)現(xiàn)單項(xiàng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的高效。 系統(tǒng)初投資近期原薩斯特地源埋管鉆井施工隊(duì)在為瀏陽(yáng)市一座別墅做地源埋管，巖層鉆孔單井深度35米，鉆機(jī)日進(jìn)尺深度只有10米，井深造價(jià)超過100元/米。在大型建筑物中用地緊張，單井深度可達(dá)到80～100米，隨著井深增加巖層硬度會(huì)更高，井深造價(jià)為120～200元/米之間(四川地源熱泵示范工程)。采用混合源地源熱泵機(jī)組及冷(熱)源地源埋管系統(tǒng)的初投資為710.00萬(wàn)元左右(詳見表1)。 2.2空氣源熱泵冷(熱)源與初投資 系統(tǒng)性能酷暑制冷，空氣源熱泵的制冷效率與室外天氣有直接的關(guān)系，隨室外溫度的升高而降低，機(jī)組消耗功率隨室外環(huán)境溫度的升高而增加。空氣溫度35℃，出水溫度7℃，空氣源熱泵制冷能效比EER值在2.5左右。隆冬供熱，南方地區(qū)受特定地質(zhì)與天氣條件因素影響，成為冷熱氣流對(duì)峙區(qū)“低溫高濕”，空氣中低品位“潛熱”含量高，空氣源熱泵因構(gòu)造缺陷，不能有效地利用低品位熱源，持續(xù)期累計(jì)約50天左右(-5～2℃溫度有近10天左右，2～5℃溫度有近40天左右)。當(dāng)空氣源熱泵迎面風(fēng)速為2M/S時(shí)，室外空氣干球溫度在0～5℃，相對(duì)濕度>80%時(shí)結(jié)霜最為嚴(yán)重，此時(shí)均勻每小時(shí)化一次霜，按現(xiàn)代技術(shù)不停機(jī)旁通換向化霜程序，一次化霜的時(shí)間不少于8分鐘左右(包括室內(nèi)反向取熱)?？諝庠礋岜迷?～5℃條件下處于無霜至結(jié)滿霜與半結(jié)霜狀態(tài)下運(yùn)行，供熱性能下降35～40%;化霜減少的供熱量達(dá)15～20%左右。 系統(tǒng)初投資冬季酒店供熱需求量為2500KW，選擇空氣源熱泵方案，容量應(yīng)按實(shí)際供熱能力確定為： Q=Q0·δ RQ0為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)供熱量、δ為實(shí)際供熱系數(shù)、R為輔助熱源; Q0=3800KWδ=0.53R=500KWQ=Q0·δ R=3800*0.53 500=2514KW 設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)制冷量為3800KW空氣源熱泵機(jī)組加500KW輔助電加熱裝置，能夠滿足制熱最不利工況下供熱。根據(jù)渦旋壓縮機(jī)構(gòu)造不適應(yīng)空氣源熱泵結(jié)霜后，長(zhǎng)期處在高壓差下運(yùn)行，輕易損壞等因素，應(yīng)采用螺桿壓縮機(jī)組，空氣源熱泵主機(jī)方案初投資為716.00萬(wàn)元左右(詳見表1)。 2.3熱源塔熱泵冷(熱)源與初投資 2.3.1熱源塔熱泵原理 熱源塔熱泵定義為：夏季為高效水蒸發(fā)冷卻制冷機(jī)，冬季為高效寬帶無霜空氣源熱泵。 熱泵所提升的低品位能來自熱源塔，熱泵必須是在較小的傳熱溫差下運(yùn)行，才能獲得較高的供熱性能系數(shù)，需要按熱源塔實(shí)際使用工況設(shè)計(jì)熱泵工況，所以定位為熱源塔熱泵。 2.3.2閉式熱源塔熱泵應(yīng)用案例與性能 湖南吉首市金煌賓館，地處湘西山區(qū)，冬季低溫高濕，夏季高溫酷暑?？照{(diào)面積2300平方米，其中客房80間，大堂150平方米，茶藝中心95平方米。生活熱水需求量15噸/日，供熱溫度要求28℃。系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用“熱源塔熱泵冷熱空調(diào)熱水三聯(lián)供”系統(tǒng)，熱泵機(jī)組設(shè)計(jì)容量，按夏季標(biāo)準(zhǔn)工況制冷量采用160KW機(jī)組二臺(tái)。在廠家交貨前進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)工況制冷量測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)每臺(tái)只有120KW/臺(tái)。比原設(shè)計(jì)配置減少了160*2-120*2=80KW，相當(dāng)于25%的設(shè)備容量配置。2008年南方遭受了50年一遇的-1～-4℃冰凍期，這個(gè)先天性不足的容量配置系統(tǒng)，經(jīng)受了嚴(yán)重的實(shí)際考驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)工況制冷量為120*2=240KW的機(jī)組在低溫位熱源進(jìn)水溫度為-5℃情況下，壓縮機(jī)自然衰竭要大于標(biāo)準(zhǔn)工況制冷量的25%，實(shí)際工況供熱量為90*2=180KW。在冰凍期期間，由于熱源塔熱泵低溫位熱源來源穩(wěn)定，無霜運(yùn)行效率高滿足要求，均勻日輸出45℃生活熱水15噸，客房供熱溫度達(dá)到28～33℃，大堂供熱溫度達(dá)到24～26℃。 系統(tǒng)初投資冬季酒店供熱需求量為2500KW，選擇熱源塔熱泵方案，容量應(yīng)按實(shí)際供熱能力確定為： Q=Q0·δ RQ0為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)制冷量、δ為實(shí)際供熱系數(shù)、R為輔助熱源; Q0=3450KWδ=0.75R=0KWQ=Q0·δ R=3450*0.75 0=2587KW 設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)供熱量為3450KW熱泵熱水機(jī)組，能夠滿足制熱最不利工況下供熱。系統(tǒng)應(yīng)采用滿液式螺桿壓縮機(jī)組，熱源塔熱泵及冷(熱)源初投資方案為445萬(wàn)元左右(詳見表1)。 2.4不同冷(熱)源及機(jī)組配置初投資分析表 不同冷(熱)源及機(jī)組配置初投資表單位萬(wàn) 不同冷(熱)源及機(jī)組配置初投資表 小結(jié)：混合源地源熱泵冷(熱)源與初投資710.00萬(wàn)元左右;空氣源熱泵方案初投資為716.00萬(wàn)元左右;熱源塔熱泵及冷(熱)源初投資方案為445.00萬(wàn)元左右，是三個(gè)空調(diào)方案中最低的。 三、不同冷(熱)源熱泵方案能耗比較 在對(duì)方案進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)性比較時(shí)，首先應(yīng)留意比較基準(zhǔn)的基本一致。應(yīng)用相同設(shè)備檔次、能源價(jià)格等基準(zhǔn)條件進(jìn)行比較，才能保證比較結(jié)果的科學(xué)性和公道性。對(duì)比方案全部采用滿液式螺桿機(jī)組。 小結(jié)：酒店均勻電價(jià)為0.815元/kwh，酒店為度假旅游服務(wù)，冬季為服務(wù)淡季。具體能耗如下： ?、倩旌显礋岜梅桨赶到y(tǒng)耗電為2249330kwh，能耗為2249330×0.815=1833203元(183.32萬(wàn)元); ?、诳諝庠礋岜梅桨赶到y(tǒng)耗電為3195532kwh，能耗為3195532×0.815=2604358元(260.44萬(wàn)元); ③熱源塔熱泵方案系統(tǒng)耗電為2321101kwh，能耗為2321101×0.815=1891697元(189.17萬(wàn)元)。 四、不同冷(熱)源熱泵方案選擇與確定 4.1混合源地源熱泵方案最初的設(shè)計(jì)方案是采用地下水源熱泵機(jī)組，由于項(xiàng)目建筑紅線建筑范圍內(nèi)，場(chǎng)地基礎(chǔ)地質(zhì)巖體廣布，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，經(jīng)水文地質(zhì)勘測(cè)找不到足夠的地下水源來作為熱泵系統(tǒng)的冷(熱)源，而地源土壤源打孔用度和機(jī)組造價(jià)高達(dá)710.00萬(wàn)元左右，對(duì)比熱源塔熱泵節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)增加初投資265.35萬(wàn)元，年支付貸款利息為27.76萬(wàn)元，全年節(jié)能回報(bào)只有5.85萬(wàn)元左右。且本項(xiàng)目又處在市中心，沒有足夠可利用的空地打孔。 4.2空氣源熱泵方案在地源熱泵方案被否定后，考慮采用空氣源來作為來作為熱泵系統(tǒng)的冷(熱)源方案。夏季，空氣源熱泵的冷源來自空氣冷卻，空氣源動(dòng)力風(fēng)機(jī)的噪聲也會(huì)對(duì)周邊環(huán)境及酒店自身產(chǎn)生影響，冷卻效果受“高溫酷暑”環(huán)境溫度影響，最惡劣工況時(shí)能效比只有EER=2.5左右，比水蒸發(fā)冷卻增加了近一倍的能耗。冬季，空氣中低位“潛熱”含量高，空氣源熱泵因構(gòu)造缺陷不能有效地利用低位熱源，結(jié)霜降低機(jī)組換熱效率，而除霜既要耗能又影響連續(xù)供熱能力;當(dāng)室外溫度過低，會(huì)使機(jī)組保護(hù)停機(jī)不能正常工作，即使可以工作，其效率也很低，影響酒店的正常經(jīng)營(yíng)。而其空氣源熱泵螺桿機(jī)組造價(jià)高達(dá)716.00萬(wàn)元左右，對(duì)比熱源塔熱泵節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)增加初投資271.65萬(wàn)元，年支付貸款利息為28.4萬(wàn)元，全年能耗對(duì)比其它節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)增加71.27萬(wàn)元左右。 4.3熱源塔熱泵方案經(jīng)慎重考慮科學(xué)論證后，最后提出一種介于水冷卻制冷機(jī)節(jié)能與無霜空氣源熱泵之間的組合制冷與熱泵系統(tǒng)。經(jīng)多方面研究與網(wǎng)上市場(chǎng)調(diào)查了解到，熱源塔熱泵可有效地解決了地下水源熱泵無水源，地源土壤源熱泵造價(jià)高，傳統(tǒng)風(fēng)冷熱泵夏季制冷能耗高、冬季供熱翅片換熱器易結(jié)霜降低換熱效率、化霜耗能等題目，造成供熱能耗高。熱源塔熱泵夏季為高效水蒸發(fā)冷卻制冷機(jī)，冬季為高效寬帶無霜空氣源熱泵，經(jīng)受住南方五十年一遇的冰凍期考驗(yàn)，客房供熱溫度達(dá)到30℃、熱水45℃以上。熱源塔熱泵冷、熱空調(diào)和熱水三聯(lián)供一機(jī)三用，無需輔助熱源，節(jié)能環(huán)保、高效，且初投資公道，熱源塔熱泵冷(熱)源系統(tǒng)造價(jià)為445.00萬(wàn)元左右，與其它熱泵方案對(duì)比如下： ?、賹?duì)比混合源地源熱泵方案減少初投資265.35萬(wàn)元，減少年還貸利息27.76萬(wàn)元，能耗增加5.85萬(wàn)元，實(shí)際比混合源地源熱泵方案年減少21.91萬(wàn)元的用度。 ?、趯?duì)比空氣源熱泵方案減少初投資271.65萬(wàn)元。減少年還貸利息28.41萬(wàn)元，年節(jié)能耗減少71.27萬(wàn)元左右，實(shí)際比空氣源熱泵方案年減少99.68萬(wàn)元的用度。 |
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