南京某酒店空調(diào)采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)

南京某酒店空調(diào)采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程概況位于南京鬧市區(qū)的某大廈，是南京的標(biāo)志性高層建筑之一。原有的中央空調(diào)系統(tǒng)是采用水環(huán)+水源熱泵機(jī)組為冷、熱源的分離式水源熱泵冷熱水系統(tǒng)。其末端設(shè)備為位于各區(qū)域的自帶制冷壓縮機(jī)的水源熱泵機(jī)組。該機(jī)組從整個(gè)大廈的水環(huán)中吸收熱量來(lái)制熱，或向水環(huán)排放熱量來(lái)制冷，并向所服務(wù)的區(qū)域或房間送熱風(fēng)(采暖)或送冷風(fēng)(空調(diào)降溫)。本改造項(xiàng)目將47-52樓分為三個(gè)獨(dú)立的空調(diào)使用區(qū)域，即：1、辦公層區(qū)域(47層)，空調(diào)使用面積約500㎡;中央空調(diào)負(fù)荷為100KW。2、酒店區(qū)域(48-50層)，空調(diào)使用面積約1500㎡;中央空調(diào)負(fù)荷為300KW;生活熱水日用量為20.25噸(60℃)，折合55℃的熱水量為23噸(自來(lái)水溫取為15℃)。3、餐飲區(qū)域(51-52區(qū)域)，空調(diào)使用面積約1000㎡;中央空調(diào)負(fù)荷為250KW。該三個(gè)區(qū)域的空調(diào)要求脫離原來(lái)的水環(huán)熱泵系統(tǒng)，直接采用空氣源熱泵帶熱回收系統(tǒng)或者電鍋爐、冷卻塔系統(tǒng)，且都應(yīng)能獨(dú)立控制，獨(dú)立核算電費(fèi)。甲方提出的空調(diào)，熱水運(yùn)行要求為：1、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)定夏季系統(tǒng)運(yùn)行4.5個(gè)月，每天運(yùn)行12小時(shí);設(shè)定為5.16-9.30，共138天，1656小時(shí)，室外平均氣溫25.1℃。2、空調(diào)系統(tǒng)春秋季系統(tǒng)不運(yùn)行，春秋季共4個(gè)月，設(shè)定為3.16-5.15，以及10.1-11.30，共122天，1464小時(shí)，室外平均氣溫14.06℃。3、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)定冬季系統(tǒng)運(yùn)行3.5個(gè)月，每天運(yùn)行12小時(shí);設(shè)定為12.1-次年3.15，共105天，1260小時(shí)，室外平均氣溫4.1℃。4、生活熱水全年全日制供應(yīng)，365天，8760小時(shí)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)建設(shè)地點(diǎn)為南京市，地處北緯32o00′，東經(jīng)118o48′;年平均溫度15.4℃;冬季空調(diào)室外計(jì)算干球溫度-6℃;夏季空調(diào)室外計(jì)算干球溫度35℃、濕球溫度28.3℃;設(shè)定夏季熱水系統(tǒng)運(yùn)行4.5個(gè)月，全日間歇運(yùn)行，機(jī)組工作控制在12小時(shí);設(shè)定為5.16-9.30，共138天，室外平均氣溫25.1℃，自來(lái)水溫度24℃;設(shè)定冬季熱水系統(tǒng)運(yùn)行3.5個(gè)月，全日間歇運(yùn)行，日機(jī)組加熱運(yùn)行小時(shí)控制在12小時(shí)左右;設(shè)定為12.1-次年3.15，共90天(已扣除低氣溫15天)，室外平均氣溫4.1℃，自來(lái)水溫度7℃;春秋季不需要空調(diào)，熱水機(jī)組依然運(yùn)行，春秋季起止日期設(shè)定為3.16-5.15，以及10.1-11.30，共122天，室外平均氣溫14.06℃，自來(lái)水溫度15.5℃;設(shè)定冬季熱水系統(tǒng)運(yùn)行3.5個(gè)月，全日間歇運(yùn)行，日機(jī)組加熱運(yùn)行小時(shí)控制在12小時(shí)左右;設(shè)定為12.1-次年3.15，共90天(已扣除低氣溫15天)，室外平均氣溫4.1℃，自來(lái)水溫度7℃;設(shè)定冬季低氣溫-6℃的天數(shù)有15天，自來(lái)水溫度按5℃計(jì)。室內(nèi)參數(shù)：客房夏季26±2℃;冬季18±2℃。設(shè)計(jì)方案在此僅對(duì)48～50層酒店部分的空調(diào)-熱水三用系統(tǒng)進(jìn)行探討。酒店室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)采用風(fēng)機(jī)盤管為末端的雙管制同程式冷熱水系統(tǒng)，不單獨(dú)設(shè)新風(fēng)系統(tǒng)。冷熱源設(shè)備布置于50層以上某一層的室外平臺(tái)上或屋頂上，生活熱水通過(guò)立管由上向下供水，循環(huán)熱回水管通過(guò)立管下部連接后，再向上返回蓄熱水箱。根據(jù)甲方的要求和大樓空調(diào)現(xiàn)狀條件，可供選擇的冷熱源方案有4個(gè)。方案一采用傳統(tǒng)的風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組加上空氣源熱泵熱水機(jī)組為空調(diào)冷熱水和生活熱水的冷熱源，該方案的流程圖可見圖1。其設(shè)備選擇的型號(hào)和數(shù)量見表2。圖1利用風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組和空氣源熱泵熱水機(jī)組聯(lián)合的三用系統(tǒng)方案二采用具有熱回收功能的風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組加電鍋爐(或水箱電加熱器)為冷熱源。夏季4.5個(gè)月，具有熱回收功能的機(jī)組制冷+部分熱回收制取生活熱水;春秋季4個(gè)月，空調(diào)機(jī)組停止，用電鍋爐制熱水;冬季3.5個(gè)月，空調(diào)機(jī)組主要制空調(diào)用45℃熱水，有時(shí)可利用空調(diào)制熱多余的熱來(lái)熱回收制生活熱水，生活熱水熱量大部分依靠電加熱?？照{(diào)熱回收機(jī)組選用R134a為工質(zhì)。該系統(tǒng)的流程圖見圖2。其設(shè)備選擇的型號(hào)和數(shù)量見表2。圖2部分熱回收風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組和電加熱的三用系統(tǒng)圖3利用能量提升機(jī)組的制冷，供熱及生活熱水聯(lián)合系統(tǒng)方案三采用具有熱回收功能的四管制雙回路熱泵冷熱水機(jī)組(能量提升機(jī)組)加水箱輔助電加熱器為冷熱源。夏季4.5個(gè)月，具有熱回收功能的能量提升機(jī)組回路1全部制冷(從蒸發(fā)器出冷水)+回路2制冷兼制熱(制冷優(yōu)先，從蒸發(fā)器出冷水，從熱回收器出熱水);春秋季4個(gè)月，回路1停止，回路2全部制熱(從熱回收器出熱水);冬季3.5個(gè)月(包括低氣溫的15天)，能量提升機(jī)組回路1主要制空調(diào)用45℃熱水(從熱回收器出熱水)，空調(diào)制熱量不足時(shí)，采用空調(diào)輔助電加熱器;回路2全部用來(lái)制熱水，不足時(shí)，通過(guò)水箱內(nèi)電加熱器輔助加熱。能量提升機(jī)組選用R134a為工質(zhì)。該系統(tǒng)的流程圖見圖3。圖4利用水源熱泵的制冷，供熱及生活熱水聯(lián)合系統(tǒng)方案四采用具有熱回收功能的水源熱泵冷熱水機(jī)組加水箱輔助電加熱器為冷熱源。水源利用整個(gè)大樓的水環(huán)系統(tǒng)(電費(fèi)可獨(dú)立計(jì)算，水環(huán)的使用費(fèi)用按水量分配)夏季4.5個(gè)月，用具有熱回收功能的水源熱泵機(jī)組全部制冷(從蒸發(fā)器出冷水)+從冷凝器1部分熱回收出熱水，冷凝器2仍用水環(huán)水排熱。春秋季4個(gè)月，機(jī)組減負(fù)荷制熱水(從冷凝器1出熱水，蒸發(fā)器吸收水環(huán)水的熱量)，空調(diào)水部分停用;冬季3.5個(gè)月(包括低氣溫的15天)，具有熱回收功能的水源熱泵機(jī)組冷凝器2主要制空調(diào)用45℃熱水(從熱回收器出熱水)，空調(diào)制熱量不足時(shí)，采用空調(diào)輔助電加熱器;冷凝器1全部用來(lái)制熱水，不足時(shí)，通過(guò)水箱內(nèi)電加熱器輔助加熱。具有熱回收功能的水源熱泵機(jī)組選用R22為工質(zhì)。該系統(tǒng)的流程圖見圖4。主要設(shè)備各方案的冷熱源部分主要設(shè)備的規(guī)格，型號(hào)和數(shù)量的對(duì)照見下表表2各方案主要設(shè)備一覽表

冷熱水成本比較僅對(duì)48～50層酒店部分的空調(diào)-熱水三用系統(tǒng)進(jìn)行探討?？照{(diào)負(fù)荷和熱水負(fù)荷均依照甲方所提出的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。以全年平均每噸空調(diào)用冷熱水和每噸生活熱水的電費(fèi)以及全年能源費(fèi)用總額進(jìn)行比較。所有方案的能源消耗和費(fèi)用計(jì)算是分季節(jié)，分設(shè)備(包括熱泵機(jī)組和循環(huán)水泵)，分空調(diào)，采暖和熱水進(jìn)行計(jì)算，并相加后視其總的能源消耗和費(fèi)用來(lái)比較，其計(jì)算過(guò)程從略。計(jì)算結(jié)果見下表。表3各方案能耗比較表各方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)方案一，采用傳統(tǒng)的熱泵設(shè)備和兩套獨(dú)立的熱泵冷熱水系統(tǒng)和熱泵熱水系統(tǒng)，機(jī)組設(shè)備技術(shù)成熟，管理方便，互不影響，一次投資較低，而且機(jī)組都可以采用R22為工質(zhì)，比較容易取得，。但設(shè)備臺(tái)數(shù)多，占地大。從耗能和運(yùn)行費(fèi)用看，僅高于采用方案四，處于第2位。其空調(diào)系統(tǒng)的能效比在3左右，熱水系統(tǒng)的能效比在3.5左右，都在正常的范圍。因此，從空調(diào)加熱水供應(yīng)綜合節(jié)能角度來(lái)看，空調(diào)用風(fēng)冷熱泵為冷熱源，冬季適當(dāng)加部分電加熱;生活熱水決不直接用電鍋爐或燃?xì)?，燃油鍋爐，而用空氣源熱泵熱水機(jī)組，不失為一個(gè)合理的方案，比想象中夏季用帶熱回收的風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組，而其他三季的生活熱水靠電加熱，空調(diào)熱水靠電輔助加熱(即本文中的方案2)的辦法來(lái)得好。方案二中，采用了熱回收的風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組，解決了夏季的熱水供應(yīng)，也提高了夏季空調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的能效比，但對(duì)于整個(gè)熱水系統(tǒng)來(lái)看，全年的投入/產(chǎn)出的能效比僅略比1這個(gè)數(shù)大一些(1.3265)，從空調(diào)加熱水供應(yīng)綜合節(jié)能角度來(lái)看，應(yīng)該說(shuō)是最不好的(其耗電最多)。利用能量提升機(jī)組來(lái)實(shí)施全年的空調(diào)，供熱和生活熱水供應(yīng)的三用系統(tǒng)，由于能量提升機(jī)組具有風(fēng)冷和水冷的兩種設(shè)施，可實(shí)施一機(jī)多種工況的運(yùn)行(制冷，制熱，制冷+熱回收，熱回收+制冷)，冬夏均能同時(shí)提供冷水，熱水，便于系統(tǒng)的能量匹配和綜合利用，從空調(diào)的能效比和熱水的能效比來(lái)看都比較高，缺點(diǎn)是機(jī)組的價(jià)格高，能生產(chǎn)的廠家少，節(jié)能角度看還不如水源熱泵系統(tǒng)。本工程實(shí)例中，應(yīng)該說(shuō)，以利用帶熱回收的水源熱泵冷熱水機(jī)組為主機(jī)的四管制，通過(guò)