空氣源熱泵在酒店建筑的應(yīng)用

王麗輝?趙雪潔?肖聚賢

摘要：近年來(lái)，民眾生活質(zhì)量得到了顯著改善，這也使人們愈發(fā)追求使用節(jié)能產(chǎn)品。本文深入分析了空氣源熱泵在酒店建筑中的相關(guān)應(yīng)用，以期能夠?yàn)榭諝庠礋岜玫耐茝V提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：空氣源熱泵;酒店建筑;熱水

引言

隨著現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)節(jié)能減排提出了更高的要求，越來(lái)越多的節(jié)能產(chǎn)品也相繼被應(yīng)用到人們的日常生活之中?？諝庠礋岜帽闶亲畹湫偷墓?jié)能產(chǎn)品之一，并在改善民眾生活質(zhì)量方面發(fā)揮出了顯著作用。為此，以下便對(duì)酒店建筑中空氣源熱泵的應(yīng)用進(jìn)行分析。

一、空氣源熱泵在酒店建筑中的應(yīng)用原理

對(duì)于空氣源熱泵來(lái)說(shuō)，其是利用蒸發(fā)器來(lái)吸收空氣內(nèi)的低溫?zé)崮?，以使這些低溫?zé)崮苄纬梢簯B(tài)冷媒，然后通過(guò)蒸發(fā)處理的技術(shù)手段使液態(tài)冷媒轉(zhuǎn)化成低壓高溫氣體，并由壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮處理后生成高壓高溫氣體，高溫高壓氣體會(huì)被輸送至冷凝器中，這樣氣體中的熱量便會(huì)向水介質(zhì)進(jìn)行傳遞，從而產(chǎn)生低溫高壓液體，然后利用降壓絕熱節(jié)流將這些低溫高壓液態(tài)轉(zhuǎn)化成低溫低壓液體，最后再利用蒸發(fā)器將空氣內(nèi)的熱量進(jìn)行吸收，如此循環(huán)往復(fù)，便是空氣源熱泵的工作原理。在空氣源熱泵運(yùn)行過(guò)程中，空氣內(nèi)的熱量會(huì)向介質(zhì)水中進(jìn)行有效傳遞，這種傳遞工作是利用熱泵熱水機(jī)來(lái)完成的，而熱量則并不是通過(guò)電加熱方式所產(chǎn)生的，這便大大降低了能源損耗，從而達(dá)到節(jié)能效果。熱源在介質(zhì)水中進(jìn)行傳遞過(guò)程中，是利用熱泵熱水機(jī)來(lái)完成的，由此便可使熱泵只需利用少量的電能來(lái)進(jìn)行能源驅(qū)動(dòng)，然后低溫?zé)嵩磿?huì)吸收低品位熱能，然后在高溫?zé)嵩粗羞M(jìn)行傳輸，由此便達(dá)到了泵熱目的。除此之外，利用熱泵技術(shù)還可發(fā)揮出強(qiáng)化能量品位的作用，在此過(guò)程中能量轉(zhuǎn)換效率的制約會(huì)大大降低，主要影響因素則是逆卡諾循環(huán)效率，這并非能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。所謂能效比便是投入熱泵電能與熱量傳遞能力的占比。

二、空氣源熱泵在酒店建筑中的應(yīng)用分析

在某酒店建筑中，其每日所消耗的熱水量大約在30t左右，為了達(dá)到節(jié)能目的，該酒店決定采用空氣源熱泵來(lái)進(jìn)行夜間用水加熱，以確保電能轉(zhuǎn)移至夜間低谷使用。通常來(lái)說(shuō)，如果水量為1升，當(dāng)水溫每升至1℃，則其所需熱量為1千卡，而每度電所釋放的熱量則為860千卡，因此酒店必須要對(duì)冬季電的使用情況進(jìn)行充分考慮。通常來(lái)說(shuō)，在酒店建筑中，其冷水進(jìn)水溫度大約在15℃左右，而將冷水加熱到熱水時(shí)，水溫應(yīng)保持在55℃為宜，因此可通過(guò)計(jì)算公式來(lái)得出加熱量，即Q= CM （T2 -T1）。在上述公式中，熱水量、加熱量以及比熱容分別由M、Q、C進(jìn)行表示，而冷水溫度與熱水溫度則分別由T1與T2進(jìn)行表示。由于該酒店建筑位于我國(guó)北方地區(qū)，冬季氣溫較低，因此具有較高的空氣能利用能效，非常適宜于采用空氣源熱泵技術(shù)。根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料，該酒店建筑所處的河北地區(qū)全年的平均氣溫為12℃左右，因此適宜采用空氣源熱泵。根據(jù)酒店建筑所在地區(qū)的水文數(shù)據(jù)資料可以了解到，其自來(lái)水水源的年平均水溫約為8℃左右，冬季的最低水溫為2℃，在夏季時(shí)水源水溫則達(dá)到12℃。酒店建筑在應(yīng)用空氣源熱泵時(shí)，其熱泵的臺(tái)制熱量為36kw，并共計(jì)應(yīng)用了三臺(tái)空氣源熱泵，當(dāng)冬季來(lái)臨時(shí)，酒店中的熱泵運(yùn)行時(shí)間約為17.3h左右。在標(biāo)準(zhǔn)工況中，環(huán)境溫度為20℃時(shí)可當(dāng)作空氣源熱泵的熱效率，并按照15℃的標(biāo)準(zhǔn)水溫來(lái)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)比對(duì)象為帶電輔助加熱，核算周期為120天，其熱效率約為280%。通常來(lái)說(shuō)，如果使用空氣源熱泵的電能為峰谷電，則會(huì)在一定程度上節(jié)省電費(fèi)，相應(yīng)的每噸熱水的成本也會(huì)有所下降。

結(jié)合酒店建筑所處地區(qū)的氣象資料可以了解到，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到-18℃的最低氣溫時(shí)，其進(jìn)水溫度僅為2℃左右，而要想將出水溫度加熱至55℃，則至少要提高53℃的溫度，此時(shí)要用三臺(tái)36kw的空氣源熱泵來(lái)進(jìn)行加熱，并將1.6作為制熱性能系數(shù)，如果環(huán)境溫度為-18℃的最低氣溫，則應(yīng)進(jìn)行16個(gè)小時(shí)的連續(xù)運(yùn)行。通過(guò)對(duì)比分析太陽(yáng)能熱水器、燃?xì)鉄崴?、電熱器和空氣源熱泵熱水器這四種產(chǎn)品在酒店建筑中的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性，可以了解到相比于其他三種產(chǎn)品，空氣源熱泵熱水器在經(jīng)濟(jì)性上要更具優(yōu)勢(shì)，而且其運(yùn)行費(fèi)用也更低，無(wú)論是在節(jié)能效果，還是在環(huán)保性上都要顯著優(yōu)于其他類(lèi)型的熱水器。通過(guò)采用上述熱水器將水溫從14℃的冷水加熱到56℃的熱水，水量為100L，并對(duì)比這些熱水器的年運(yùn)行費(fèi)用，可以看出，相比于太陽(yáng)能熱水器，采用空氣源熱泵熱水器的年運(yùn)行費(fèi)用要節(jié)約92.3元，而相比于電熱水器，其年運(yùn)行費(fèi)用則節(jié)約高達(dá)800元，相比于燃?xì)鉄崴?，其年運(yùn)行費(fèi)用可節(jié)約274.2元。當(dāng)酒店建筑的熱水消耗量為每日30t時(shí)，采用太陽(yáng)能熱水器要比空氣能熱泵熱水器的成本多花費(fèi)2.21萬(wàn)元，而采用電熱水器則要比空氣能熱泵熱水器的成本多花費(fèi)19.7萬(wàn)元，采用燃?xì)鉄崴饕瓤諝饽軣岜脽崴鞯某杀径嗷ㄙM(fèi)6.4萬(wàn)元。由此可以看出，在酒店建筑中應(yīng)用空氣源熱泵來(lái)對(duì)進(jìn)水冷水進(jìn)行加熱，其經(jīng)濟(jì)性要更加顯著。并且，相比于其他類(lèi)型的熱水器而言，在應(yīng)用空氣源熱泵熱水器過(guò)程中，其安全性、熱效率等方面都更具明顯的優(yōu)越性。

三、結(jié)語(yǔ)

總而言之，目前的酒店建筑絕大多數(shù)采用集中供熱系統(tǒng)，因此通過(guò)深入分析空氣源熱泵在酒店建筑中的應(yīng)用方式，能夠使灑店建筑的集中供熱系統(tǒng)變得更加高效，并為酒店建筑創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

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作者簡(jiǎn)介：

王麗輝（1982-09），女，漢族，河北石家莊人，碩士研究生，副教授， 從事供熱通風(fēng)與空調(diào)方面研究。

趙雪潔（1980-02），女，漢族，河北滄州人，碩士，講師，從事法學(xué)、工程管理類(lèi)研究

肖聚賢（1986-07），女，漢族，河北石家莊人，碩士，講師，從事建筑設(shè)計(jì)和教育教學(xué)工作研究

課題來(lái)源：河北省科技廳2018年重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃自籌項(xiàng)目《空氣源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用于公共建筑的節(jié)能技術(shù)研究》（項(xiàng)目編號(hào)：18274515）

作者單位：石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院