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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酒店標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的集客房、餐飲、娛樂、休閑、會議、辦公及商場為一體的多功能綜合性項目。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的平衡，實現(xiàn)經(jīng)濟運行目的，設(shè)計采用混合源(地埋管 冷卻塔)地源熱泵。地下土壤源溫度場可維持在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的地源埋管系統(tǒng)作陪襯，才能實現(xiàn)單項運行經(jīng)濟指標(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在為瀏陽市一座別墅做地源埋管，巖層鉆孔單井深度35米，鉆機日進尺深度只有10米，井深造價超過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更高，井深造價為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組及冷(熱)源地源埋管系統(tǒng)的初投資為710.00萬元左右(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，機組消耗功率隨室外環(huán)境溫度的升高而增加?？諝鉁囟?5℃，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，室外空氣干球溫度在0～5℃，相對濕度>80%時結(jié)霜最為嚴(yán)重，此時均勻每小時化一次霜，按現(xiàn)代技術(shù)不停機旁通換向化霜程序，一次化霜的時間不少于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)計采用標(biāo)準(zhǔn)制冷量為3800KW空氣源熱泵機組加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)渦旋壓縮機構(gòu)造不適應(yīng)空氣源熱泵結(jié)霜后，長期處在高壓差下運行，輕易損壞等因素，應(yīng)采用螺桿壓縮機組，空氣源熱泵主機方案初投資為716.00萬元左右(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，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行，才能獲得較高的供熱性能系數(shù)，需要按熱源塔實際使用工況設(shè)計熱泵工況，所以定位為熱源塔熱泵?！ ?br> 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，采用“熱源塔熱泵冷熱空調(diào)熱水三聯(lián)供”系統(tǒng)，熱泵機組設(shè)計容量，按夏季標(biāo)準(zhǔn)工況制冷量采用160KW機組二臺。在廠家交貨前進行標(biāo)準(zhǔn)工況制冷量測試時發(fā)現(xiàn)每臺只有120KW/臺。比原設(shè)計配置減少了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，這個先天性不足的容量配置系統(tǒng)，經(jīng)受了嚴(yán)重的實際考驗。標(biāo)準(zhǔn)工況制冷量為120*2=240KW的機組在低溫位熱源進水溫度為-5℃情況下，壓縮機自然衰竭要大于標(biāo)準(zhǔn)工況制冷量的25%，實際工況供熱量為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)計采用標(biāo)準(zhǔn)供熱量為3450KW熱泵熱水機組，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組，熱源塔熱泵及冷(熱)源初投資方案為445萬元左右(詳見表1)。 2.4不同冷(熱)源及機組配置初投資分析表 不同冷(熱)源及機組配置初投資表單位萬 不同冷(熱)源及機組配置初投資表 小結(jié)：混合源地源熱泵冷(熱)源與初投資710.00萬元左右;空氣源熱泵方案初投資為716.00萬元左右;熱源塔熱泵及冷(熱)源初投資方案為445.00萬元左右，是三個空調(diào)方案中最低的。 三、不同冷(熱)源熱泵方案能耗比較 在對方案進行綜合經(jīng)濟性比較時，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、能源價格等基準(zhǔn)條件進行比較，才能保證比較結(jié)果的科學(xué)性和公道性。對比方案全部采用滿液式螺桿機組。 小結(jié)：酒店均勻電價為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(183.32萬元); ②空氣源熱泵方案系統(tǒng)耗電為3195532kwh，能耗為3195532×0.815=2604358元(260.44萬元); ?、蹮嵩此岜梅桨赶到y(tǒng)耗電為2321101kwh，能耗為2321101×0.815=1891697元(189.17萬元)。 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)計方案是采用地下水源熱泵機組，由于項目建筑紅線建筑范圍內(nèi)，場地基礎(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組造價高達(dá)710.00萬元左右，對比熱源塔熱泵節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)增加初投資265.35萬元，年支付貸款利息為27.76萬元，全年節(jié)能回報只有5.85萬元左右。且本項目又處在市中心，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，空氣源動力風(fēng)機的噪聲也會對周邊環(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，會使機組保護停機不能正常工作，即使可以工作，其效率也很低，影響酒店的正常經(jīng)營。而其空氣源熱泵螺桿機組造價高達(dá)716.00萬元左右，對比熱源塔熱泵節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)增加初投資271.65萬元，年支付貸款利息為28.4萬元，全年能耗對比其它節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)增加71.27萬元左右。 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，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，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)造價為445.00萬元左右，與其它熱泵方案對比如下： ①對比混合源地源熱泵方案減少初投資265.35萬元，減少年還貸利息27.76萬元，能耗增加5.85萬元，實際比混合源地源熱泵方案年減少21.91萬元的用度。 ?、趯Ρ瓤諝庠礋岜梅桨笢p少初投資271.65萬元。減少年還貸利息28.41萬元，年節(jié)能耗減少71.27萬元左右，實際比空氣源熱泵方案年減少99.68萬元的用度。 |
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