大型商用空調原用燃氣鍋爐+冷水機組的供能模式,普遍存在能耗高、效果不理想、售后問題多等情況,近年來,在政府節(jié)能環(huán)保政策引領下,空氣能熱泵受越來越多用戶青睞,許多能耗高,低能效的商用空調通過節(jié)能改造,摒棄原有的空調模式,廣泛使用空氣能熱泵,既節(jié)能又環(huán)保。下面我們以某四星級酒店空調節(jié)能改造為例,介紹下空氣能熱泵是如何達到節(jié)能環(huán)保作用?
酒店位于某市區(qū),總建筑面積1.3W平米,設計空氣源熱泵替代原有燃氣鍋爐+冷水機組的節(jié)能改造方案,交付使用后與改造前相比,冬季采暖費用每年節(jié)省8W元,夏季制冷費用每年節(jié)省27W元,合計每年節(jié)省費用35W元,比改造前降低成本40%!
該項目建筑面積13680平方米,設有客房80間,會議室5個,宴會廳1個,自助餐廳1個,包房9個,是一家集餐飲、住宿、會議為一體的綜合性商務酒店。
空調、采暖能耗是酒店經營成本支出主要費用之一,平均占到建筑能耗的30%以上。未改造前該酒店使用燃氣鍋爐采暖,每年的燃氣費用為40萬元。夏天制冷時,統(tǒng)計2019年8~10月使用冷水機組時的運行電費為47.04萬元。
為響應政府節(jié)能減排號召,對原有項目進行節(jié)能改造,使用低溫空氣源熱泵,夏天制冷、冬季采暖,完美替代原有鍋爐+冷水機組。
二、改造中:空氣源熱泵冷暖系統(tǒng)設計
經過詳細核算,夏季空調系統(tǒng)冷負荷1162.8KW,冬季空調系統(tǒng)熱負荷930.24KW,選用10臺低溫空氣源熱泵,單臺制冷量130kW,總制冷量1300kW,滿足冬夏冷暖需求。
根據主機參數和系統(tǒng)結構,配置兩臺循環(huán)水泵,一用一備,滿足機組要求:額定流量223.6m/h,揚程30m。
三、改造后,年省35萬
項目于2019年完工并交付,經過一整個采暖季和制冷季的使用,使用效果和經濟效益遠遠超出甲方的預期。室內常年保持舒適怡人的環(huán)境,夏季室內氣溫26℃,冬季室內氣溫20℃,不會出現忽冷忽熱的情況。更讓人驚喜的是運行費用比改造前大大降低,每年能節(jié)省運營成本35萬元。
供暖:統(tǒng)計2019年冬天用電量,實際用電量為每天3800度電,采暖運行120天,整個采暖季運行費用為31萬元,比之前節(jié)省8萬多元。
制冷:2019年8~10月使用空氣源熱泵的運行電費為20萬元,每個夏天節(jié)省電費27W元。
四、傳統(tǒng)冷水機組+鍋爐并非良配
這樣的改造項目并非個例,實際上大型商業(yè)項目雖然經常使用冷水機組+燃氣/燃油鍋爐作為冷熱源,但這種傳統(tǒng)系統(tǒng)從經濟效益上來看并非良策。
從初投資來看,由于冷、暖需求分別要兩套系統(tǒng),設備初投資高、使用率低,容易造成投資浪費。
從運行費用上來看,鍋爐本身的效率只有80%左右,冷水機組的效率受冷卻水系統(tǒng)影響很大,因此整個系統(tǒng)的運行費用偏高。
從維護成本來看,設備維護也是殊為不易,冷水機組、冷卻塔、鍋爐、管路都需要頻繁保養(yǎng),鍋爐每年都還要經過政府部門檢查,后期維護成本非常高。
甲方或許為了提升能效,或許是由于使用年限到達,不得不進行改造的。完全可以使用空氣源熱泵冷暖兩用機組,它憑借其簡易的系統(tǒng)構成、出色的節(jié)能、環(huán)保、穩(wěn)定、安全等,成為絕佳的替代形式。
傳統(tǒng)商用項目使用冷水機組+冷卻塔作為夏季空調冷源,燃氣鍋爐、熱水供回水一次泵組成熱源系統(tǒng),冷水機組、冷卻塔、冷卻水供回水泵、冷凍水供回水一次泵組成冷源系統(tǒng),每套設備全年空置期長達八個月,造成資源嚴重浪費。空氣源熱泵一套系統(tǒng)就可以滿足冷暖兩大功能,完美替代冷水機組+鍋爐。
夏季運行時,冷水機組的能效隨使用年限增加顯著降低。由于系統(tǒng)多了一套冷卻水循環(huán)系統(tǒng),水泵運行能耗增加;冷卻水為開式系統(tǒng),運行一段時間后系統(tǒng)容易結垢、堵塞;冷卻塔填料長期暴露在室外,日曬雨淋容易老化。相比之下,空氣源熱泵歷久彌堅,換熱效率不受外界環(huán)境影響,多年運行后仍可以保證極高的綜合能效。
冬季運行時,燃氣鍋爐平均熱效率為80%,空氣源熱泵的平均運行效率為300%,綜合運行費用比燃油鍋爐節(jié)省60%。
此外空氣源熱泵采用多機組并聯(lián)形式,化整為零,可以根據項目符合情況實時調節(jié)開啟臺數、控制開啟區(qū)域、調節(jié)設定溫度,避免能源浪費。
傳統(tǒng)冷水機組、鍋爐需要布置在地下室機房,通常要占據空調機房、鍋爐房、水泵房三個機房。
空氣源熱泵改造項目,只需要更換熱源,可充分利用原有管道和末端換熱設備,改造成本低,施工周期快。布置在室外空閑處或樓頂,無需占據室內使用空間。
鍋爐屬于壓力容器,存在爆炸隱患,燃氣、燃油本身具有高度可燃性,環(huán)境惡劣時容易引發(fā)事故。
空氣源熱泵系統(tǒng)內設有高低壓保護、壓縮機過流過載保護,啟動延時,水流量保護,水溫高溫保護等多重措施,運行更加安全。
冷水機組每過2~3年需要清洗機頭,每5年需要更換冷卻塔填料,根據水質情況每年都要對系統(tǒng)進行排污除垢,鍋爐每年還要接受有關部門檢查,每年的維護成本非常高。
空氣源熱泵系統(tǒng)結構簡單,僅有主機、管網、末端、控制系統(tǒng)組成,交付之后僅需定期巡檢,不增加維護成本。
冷水機組使用壽命僅10~15年,冷卻塔的填料5年左右就會老化,鍋爐的使用壽命為15年左右,一旦設備發(fā)生損壞,由于機房進出不便,更換十分困難。
空氣源熱泵的使用壽命長達20年,由于系統(tǒng)簡單,布置在室外開闊位置,更換也十分方便。