哈爾濱某飯店空調(diào)水系統(tǒng)的節(jié)能改造

李　娟

(江蘇中順節(jié)能科技有限公司,江蘇 南京 211106)

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哈爾濱某飯店空調(diào)水系統(tǒng)的節(jié)能改造

李娟

(江蘇中順節(jié)能科技有限公司,江蘇 南京 211106)

詳細(xì)介紹了哈爾濱某飯店利用低溫生活用水對(duì)空調(diào)冷凍水或冷卻水降溫的空調(diào)水系統(tǒng)的方案,分析了改造后系統(tǒng)節(jié)電、節(jié)水、節(jié)氣等方面的潛力,為廣大工程設(shè)計(jì)者提供了參考。

空調(diào)水系統(tǒng);改造方案;運(yùn)行模式;經(jīng)濟(jì)性

1　工程概況

該飯店位于哈爾濱市繁華的商業(yè)區(qū),總建筑面積約2萬(wàn)m2。冷源采用2臺(tái)水冷螺桿式冷水機(jī)組,單臺(tái)制冷量約為1 196.8 kW,制冷輸入功率為210 kW。散熱設(shè)備為三臺(tái)菱形FC-400系列的橫流冷卻塔,單臺(tái)水流量為5 200 L/min,馬達(dá)數(shù)量為4個(gè),單個(gè)功率為5.5 kW。該飯店的生活用水原本采用松花江水源,其平均供水溫度為15.5 ℃～21 ℃,現(xiàn)在改由磨盤山水庫(kù)供給,為水溫10 ℃～11 ℃的低溫水,一天總的耗水量為1 500 m3。由于這些生活水為良好的天然冷源,因此,擬對(duì)現(xiàn)有空調(diào)水系統(tǒng)進(jìn)行改造,即利用低溫生活用水對(duì)空調(diào)冷凍水或冷卻水降溫,在保證生活用水正常使用的情況下,從空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)中提取低溫水能量,以降低生活用水能耗,達(dá)到節(jié)省資金、降低能耗的目的。

2　改造方案

2.1改造后的空調(diào)水系統(tǒng)原理

改造后的空調(diào)水系統(tǒng)原理圖見圖1。圖1中虛

線所包圍的部分即為此次改造中新增的設(shè)備：L4為變頻泵水箱供水設(shè)備,含有6臺(tái)水泵(始終保持有1臺(tái)水泵備用),單臺(tái)水泵電機(jī)功率為4 kW；L5為換熱面積為79.2 m2的板式水—水換熱器。

過(guò)渡季節(jié)利用水箱水為空調(diào)冷凍水降溫,水箱水供回水溫度為10 ℃/13 ℃,空調(diào)冷凍水供回水溫度為16 ℃/12 ℃；夏季利用水箱水為空調(diào)冷卻水降溫,水箱供回水溫度分別為10 ℃/23 ℃,冷卻水供回水溫度為33 ℃/28 ℃,空調(diào)冷凍水供回水溫度為12 ℃/7 ℃。

哈爾濱的過(guò)渡季節(jié)比較短,只有兩個(gè)月的時(shí)間,哈爾濱的夏季為6、7、8三個(gè)月,共90 d。為實(shí)現(xiàn)不同季節(jié)、不同工況的及時(shí)轉(zhuǎn)換,需要在板式換熱器的冷卻水(或者冷凍水)出口水側(cè)安裝溫度傳感器,來(lái)控制1～8號(hào)閥門的啟閉。當(dāng)冷卻水出水側(cè)的溫度高于28 ℃時(shí),需要將部分冷卻水旁通,通過(guò)冷卻塔來(lái)散熱；在板式換熱器的水箱出水口側(cè)安裝溫度傳感器,將信號(hào)引到水箱水泵處,來(lái)控制水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù),當(dāng)溫差小于設(shè)定值時(shí),關(guān)閉1臺(tái)水泵以減小水流量。

圖1　空調(diào)系統(tǒng)原理圖

2.2不同運(yùn)行工況

2.2.1工況一

在過(guò)渡季節(jié)冷負(fù)荷比較低的情況下(空調(diào)負(fù)荷小于滿負(fù)荷的20%,共60 d),關(guān)閉冷水機(jī)組和冷卻塔,由水箱水流經(jīng)新增的板式換熱器以帶走冷凍水回水中的熱量。

此時(shí),閥門1、4開啟,閥門2、3、5、6、7、8關(guān)閉。

2.2.2工況二

在夏季冷負(fù)荷比較大的情況下(空調(diào)負(fù)荷小于滿負(fù)荷的40%,大約占整個(gè)夏季的50%,即45 d),冷卻塔不開啟,由水箱水流經(jīng)新增的板式換熱器帶走冷卻水回水中的熱量。

此時(shí),閥門2、3、5、6開啟,閥門1、4、7、8關(guān)閉。

2.2.3工況三

在夏季冷負(fù)荷很大的情況下,開啟冷卻塔,冷卻水回水中所含的熱量分別由水箱水流經(jīng)新增的板式換熱器帶走和由冷卻塔散熱。

此時(shí),閥門2、3、5、6、7、8開啟,閥門1、4關(guān)閉。這一工況可分為兩個(gè)階段來(lái)分析： 空調(diào)負(fù)荷為滿負(fù)荷的40%～80%(大約占整個(gè)夏季的40%,即36 d)；空調(diào)負(fù)荷大于滿負(fù)荷的80%(大約占整個(gè)夏季的10%,即9 d)。

3　不同運(yùn)行模式能耗計(jì)算

3.1工況一

在過(guò)渡季節(jié)空調(diào)負(fù)荷為滿負(fù)荷的20%的時(shí)候,水箱水泵開啟4臺(tái)。水箱水可以吸收154.4 kW的熱量,空調(diào)冷凍水需要放出191.488 kW的熱量。負(fù)荷基本匹配,此時(shí)不需要開啟冷卻塔和冷水機(jī)組。

3.2工況二

在夏季空調(diào)負(fù)荷小于滿負(fù)荷的40%的時(shí)候,按照40%的滿負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。

水箱水泵開啟2臺(tái)。水箱水可以吸收947.9 kW的熱量,空調(diào)冷卻水需要放出957.44 kW的熱量。負(fù)荷基本匹配。因此，此時(shí)也不需要開啟冷卻塔。

3.3工況三

1)在夏季空調(diào)負(fù)荷為滿負(fù)荷的40%～80%的時(shí)候,按照80%的滿負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。

水箱水泵開啟4臺(tái)。水箱水可以吸收947.9 kW的熱量,空調(diào)冷卻水需要放出1 914.88 kW的熱量。此時(shí),有162.5 m3/h的冷卻水流經(jīng)板式換熱器,與水箱水進(jìn)行熱交換,剩余165.82 m3/h的冷卻水流經(jīng)冷卻塔散熱。此時(shí)需要開啟1臺(tái)冷卻塔。

2)在夏季空調(diào)負(fù)荷大于滿負(fù)荷的80%的時(shí)候,按照滿負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。

水箱水泵開啟5臺(tái)。水箱水可以吸收947.9 kW的熱量,空調(diào)冷卻水需要放出2 393.6 kW的熱量。此時(shí),有162.5 m3/h的冷卻水流經(jīng)板式換熱器,與水箱水進(jìn)行熱交換,剩余247.9 m3/h的冷卻水通過(guò)流經(jīng)冷卻塔散熱。此時(shí)需要開啟1臺(tái)冷卻塔。

4　經(jīng)濟(jì)性分析

4.1少開冷卻塔和延遲開啟冷機(jī)節(jié)省的電量

一年中由冷卻塔帶來(lái)的電能節(jié)省量為67 320 kWh,過(guò)渡季節(jié)由于冷水機(jī)組不運(yùn)行,可以節(jié)省電能120 960 kWh。而由于加入了水箱水給水設(shè)備,帶來(lái)的電能消耗一年大約為49 824 kWh,因此,綜合來(lái)說(shuō)一年中可以節(jié)省電能為138 456 kWh。

4.2用空調(diào)余熱加熱生活水而節(jié)省的天然氣或油能量

由于采用了冷凍水或者冷卻水的回水來(lái)加熱水箱水的方式,可以節(jié)省一部分加熱生活熱水的耗氣或耗油量。經(jīng)過(guò)計(jì)算,一年節(jié)省12.474 GJ的熱量。根據(jù)天然氣一般到戶后的熱值約為35 530 kJ/m3,故可以節(jié)約3.51×105m3的天然氣。

4.3少開冷卻塔而節(jié)省的冷卻塔補(bǔ)水量

由于冷卻塔不開或者只開1臺(tái),所以冷卻塔的補(bǔ)水量可以大大降低。冷卻塔補(bǔ)水量一般按照冷卻水量的1%～2%選取,這里按照2%進(jìn)行計(jì)算。過(guò)渡季節(jié)和夏季負(fù)荷低于滿負(fù)荷的40%的時(shí)候冷卻塔不運(yùn)行,故可以節(jié)省水量20 684.16 m3；而在夏季負(fù)荷高于滿負(fù)荷的40%的時(shí)候,只需要開啟1臺(tái)冷卻塔,故可以節(jié)省水量4 430.16 m3。因此，總計(jì)可以節(jié)省25 114.32 m3的冷卻塔補(bǔ)水量。

最后,由于少開或者不開冷卻塔,降低了噪聲污染,在環(huán)境保護(hù)方面作出了貢獻(xiàn)。

5　結(jié)　語(yǔ)

通過(guò)該飯店利用低溫生活用水對(duì)空調(diào)水系統(tǒng)改造方案的分析,不但達(dá)到了節(jié)能、降耗的目的,同時(shí)還節(jié)約了水資源,降低或消除了冷卻塔風(fēng)機(jī)噪聲對(duì)環(huán)境的影響,可謂一舉多得。

同時(shí)，我們還應(yīng)該注意到,我國(guó)現(xiàn)有賓館飯店空調(diào)系統(tǒng)耗能較大[1],因此,各賓館飯店在可能的情況下,都應(yīng)該積極采用節(jié)能措施對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行改造,以達(dá)到節(jié)省資金、降低能耗的效果。而且在改造時(shí),應(yīng)充分考慮利用自然能源,以實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]鄒同華,杜建通,申江,等.中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的機(jī)會(huì)與措施[J].流體機(jī)械,2000,28(2)：47-50.

Energy Saving Transformation of the Air Condition Water System for a Hotel in Harbin

LI Juan

2016-06-15

李娟(1982—),女,山西大同人,工程師,從事曖通設(shè)計(jì)工作。

TU831.3

B

1008-3707(2016)10-0058-03