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文檔簡介
1、酒店綜合節能技術介紹及案例分析隨著我國國民經濟持續快速發展, 帶動了能源消費長期高速增長。 目前我國能源供給已 呈現出緊張局面。大力推進節約降耗,緩解資源瓶頸制約,實現能源環境和經濟社會的可持 續發展是我國用能工作的核心。能源是保障酒店各種機電設備運行的基礎動力。隨著我國現代酒店的快速發展,雖然酒店的能源管理水平已得到了很大的提高,酒店的能源消耗量呈逐年下降的趨勢,但與發達國家比較,我國酒店業在能源利用效率方面還存在較大差距。針對酒店機電設備的特點,就目前常用的、實踐證明比較成熟的節能技術做一簡介。對于具體的節能項目進行基礎理論分析,求得基礎理論的技術支持。以實物工程案例進行分析, 對節能方法
2、及其實際應用中的注意要點進行總結。旨在供大家在開展節能工作時參考。一、酒店用能基本狀況目前我國酒店業能源消耗費用平均約占酒店收入的13%左右。酒店用能一般比例平均約為:耗能項目空調照明機電其他耗能比例51%21%17%10%從酒店用能一般比例來看,空調用能占酒店用能的一半以上,空調節能潛力最大。 下面先從冷凍基礎理論入手。分析空調節能的途徑,論證相應的節能方法及實踐。二、酒店空調節能技術及方法(一)冷凍基礎理論簡述1、實際冷凍循環分析:冷凍循環流程簡圖/1、芒11:冷凍循環過程文字表述:由蒸發器(4)出來的狀態為 1 (T1,P1)的氣體冷媒;經壓縮機絕熱壓縮以后,變成狀態2(T2,P2 )。
3、被壓縮后的氣體冷媒,在冷凝器(2)中,等壓冷卻冷凝,經狀態 3(T3,P2) 而變化成狀態4( T3,P2)的液態冷媒,再經節流閥(3)膨脹到低壓(P1),變成狀態5( T1,P1) 的氣液混合物。其中低溫(T1)低壓(P1)下的液態冷媒,在蒸發器(4 )中吸收被冷物質 的熱量,在P1下氣化,變成狀態1( T1,P1)的氣態冷媒。氣態冷媒經管道重新進入壓縮機, 開始新的循環。這就是冷凍循環的四個過程。2、冷凍理論分析空調節能途徑(一)(1 )冷凍系數 注 Q1 XW=Q1/(-Q2) - Q1式中 Q1 冷媒從環境(冷物體 T1)吸收的熱量,為正值;Q2 冷媒向環境(熱物體 T2)放出的熱量,
4、為負值。W 壓縮機對物系(冷媒)所作的功,為負值。文字表述:龍表明外加1個單位的功,冷凍劑從冷物體所能夠吸取能量。它是衡量冷凍循環效率的一個重要指標。3、冷凍理論分析空調節能途徑(二)(2)理想冷凍循環(可逆循環)數字表達式:刀可=Q1/(2)-Q1 = T1 / TT1式中:T1 冷物體的絕對溫度(蒸發溫度)T2 熱物體的絕對溫度(冷凝溫度)文字表述:對理想冷凍循環來說,因為每一部都是可逆的,故理想冷凍循環的效率可為最大。而且與T1、T2有關,而與冷凍劑無關。分析:當蒸發溫度 T1升高時,冷凍系數升高;T1降低時,則反之。當冷凝溫度T2降低時,冷凍系數升高;T2升高時,則反之。4、冷凍理論分
5、析空調節能途徑(三)(1 )在T S圖上求算冷凍能力拎療營環的T-由冷凍循環的T-S圖分析可得: 標準冷凍工況為(1-2-3-4-5-1 )其制冷量積分面積 Q1 ; 當冷凝溫度降低至 T2'時,其冷凍工況為(1-2-3-4'-5'-1),其制冷量積分面積為 Q1+Q1' 當蒸發溫度升高至 T1'時,其冷凍工況為(1-2-3-4-5-1),其制冷量積分面積為Q1+ Q1'-(2)改變操作工況分析冷凍量的變化案例分析(a) 冷凍機以氨為冷媒。標準運行工況:蒸發溫度T1 = -15 C冷凝溫度T2=30 C過冷溫度T2'= 25 C制冷量 1
6、00000KCal/h(b) 改變運行工況后:蒸發溫度T1 = -10 C冷凝溫度T2=25 C過冷溫度T2'= 20 C制冷量 135000KCal/h(5)冷凍理論分析空調節能途徑(四) 冷凍理論與實踐證明在蒸發溫度一定條件下:冷凝溫度T2升高1C,空調冷水機組效率降低約4.2%左右。冷凝溫度T2降低1C,空調冷水機組效率升高約4.0%左右。在冷凝溫度一定條件下:蒸發溫度T1降低1C,空調冷水機組效率降低約4.2%左右。蒸發溫度T1升高1C,空調冷水機組效率升高約4.0%左右。(6)冷凍理論分析空調節能途徑(五) 冷凍理論支持節能的途徑方向A 、冷凝溫度越低,冷凍系數越大,可減少壓
7、縮機的電耗。B 、蒸發溫度越高,冷凍系數越大,可減少壓縮機電耗。C、蒸發過程中所吸收被冷物體的熱量和壓縮機做功產生的熱量是可以回收利用的。根據冷凍理論支持的空調節能的途徑,就可有的放矢的設計相應的節能設備和自動化控 制系統以及工藝管路等等,以達到節能改造的最佳化。(二)酒店綜合節能改造基本條件和要求1)因地制宜,合理的采用符合本酒店店情的節能技術和方法。2)熟悉系統及設備的運行工況。3)節能經濟效益明顯。4)不影響設施系統及設備的正常運行,不影響對客服務的質量。5)節能設施要求具備操作簡單,容易控制,無安全隱患。6)基本不影響周邊環境。7)經過調查研究,科學論證工作后決策節能改造項目。(三)酒
8、店空調節能技術和方法及其應用介紹1、中央空調余熱回收技術及其應用充分利用熱交換原理,將空調的余熱(冷凝熱)進行回收,生產5060C熱水,供酒店客房、桑拿、員工浴室等使用。由于回收的空調是冷凝熱余熱。所以生產熱水量是零能耗。 同時,由于部分余熱回收利用, 從而降低了冷凝溫度。 又使中央空調機組效率提高 510%。 由于技改后主機負荷減少, 不僅節省主機的耗電量, 同時也減少主機的故障率, 延長了主機 的使用壽命,是一舉多得的優秀節能技術。(1)中央空調余熱回收技術原理流程示意圖*沖柵規-1(嚇円*復(2 )深圳東華假日酒店空調余熱回收流程示意圖(案例分析)Igla-空調余熱回收系統特點:實現了兩
9、臺主機互為備用一組余熱回收器系統的管路工藝流程,從而進一步提高了余熱回收率。余熱回收熱水系統與原熱水系統互聯,確保供熱水可靠性。(3)中央空調余熱回收技術應用范圍廣泛應用于活塞式,螺桿式冷水機組。熱水箱容積推薦按總用水量的30%左右設置。設有完善的熱水鍋爐備用系統。設有恒定熱水出水溫度的自動調節系統。(4 )關鍵設備余熱回收器面積計算傳熱方程式: Q= KF tm物理意義:在某一個傳熱狀態下,每單位面積,每度溫升所傳的熱量。式中:K 傳熱系數【Kcal/m2.h. °CF傳熱面積【m2 tm對數平均溫度差【C傳熱系數K :描述了某一傳熱過程的狀態,即傳熱能力的大小,K值的來源有三個方
10、面:選用生產實踐數據;實驗測定;理論計算。在此推薦:計算空調余熱回收面積的傳熱系數K值為580720【Kcal/m2.h. C2、中央空調循環水系統變頻節能技術(1)中央空調循環水系統變頻節能技術空調運行冷負荷分析:目前酒店大多數中央空調循環水系統的冷凍泵和冷卻泵轉速都是不可調節的,只要空調一運行,無論負荷情況如何、季節如何,冷凍泵和冷卻泵都是以額定轉速運行,所以能源浪費 現象嚴重。日變化國不年變化圖示(2 )節能改造的技術可行性采用交流變頻器控制水泵運行,是目前中央空調系統節能的有效途徑之一。圖一和圖H-Q )關系及功率流二給出了閥門調節和變頻調速器控制兩種運行狀態的壓力一流量(量(P-Q)
11、關系。0? PtH-Q曲線,曲線2是水泵H-Q曲線,曲線4是某一圖一中曲線(1)是水泵圖一中曲線 1是水泵在額定轉速下的在某一較低速度下的H-Q曲線,曲線3是閥門開啟最大時的管路較小閥門開度下的管路H-Q曲線。定轉速運轉的條件下調節閥門開度,則工況點延曲線1由A移到B;在閥門開度最大的條件下采用變頻器調節水泵轉速,則工況點沿曲線3由A移到C。顯然,B點與C點的流量相同,但 B點的壓力比C點的壓力要高很多,即是說,變頻控制水泵調速運轉下,節能效果顯著。口事口圖二中曲線5為變頻器控制水泵調速運轉方式下的P-Q曲線,曲線6為閥門調節方式下的P-Q 曲線可以看出,在相同的流量下,變頻控方式比閥門調節方
12、式能耗小,二者之間可由下 式表示: P=【0.4+ 0.6Q/QC ( Q/Qc) 3】Pc其中,Q為實際負荷流量,Qc為額定流量,Pc為額定負載功率, P為功率節省值。不難 算出負載流量下降到其額定流量的70時,節電率將達到 48。( 3)除了節省電能外,變頻器的應用還會給冷水機組運行帶來如下優點:1)調節水流量,把冷水機組進水和回水溫度控制在適當的范圍內,保證主機的熱交換率,節 省主機能耗。2)管路閥門開啟最大,消除閥門上節流局部損失而節省電能。3)實現電機軟啟動(最大啟動電流小于額定電流) ,并有欠壓、過流、缺相、漏電等保護措 施,改善了電機運行條件,提高了運行的可靠性。4)啟動平穩,
13、無沖擊負荷, 大幅度降低設備損耗, 延長了設備使用壽命, 減少了維修費用。( 4)中央空調循環水系統變頻節能控制( 5)中央空調循環水系統變頻節能技術實際應用的基本條件:1)廣泛應用于冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔。較大型冷風柜(空氣處理機)以及其他可變負荷的場所。一般節能空間2050%左右。2)采用變頻閉環控制電機,按需要設定溫度,使設備系統儲備的熱容量和隨時間季節變化 的熱負荷通過轉速自動調節,在滿足熱負荷正常使用的條件下,達到最大限度的節能。3)需對循環水系統做全面的水力計算求出管道總阻力 P = 刀 hf=ho+ hc+ hjn=ho +(入 L/dEC) w2/2gmH20i=1式中:h
14、o流體靜壓頭mH20hc管路的阻力壓頭mH20hj 流體的動壓頭 mH20計算該系統的水泵揚程的富裕量是多少?從而確認節能空間。4)選擇合適位置,設置最小壓力差保護,加強管路降阻管理。5) 中央空調循環水系統變頻節能改造案例分析1)深圳丹楓白露酒店案例分析循環系統動力回路控制功能:1、三臺泵可以在變頻調節下自動節能運行。2、變頻器直接控制兩臺泵,間接控制一臺泵。3、變頻部分故障后可以工頻 AC380V/ 50Hz條件下運行。4、閉環采集冷凍泵、 冷卻泵水冷卻塔參數至智能控制子站處理, 并發出指令調節水泵電 機轉速。該節能系統投入運行以來,節電效果明顯,年平均節電率 38以上。在上期酒店綜合節能
15、技術介紹及案例分析之一中, 用冷凍理論分析了空調節能的途徑, 并指 出了空調節能途徑及方向; 介紹了酒店空調節能技術和方法及其應用: 中央空調余熱回收的 技術及應用; 中央空調水循環系統變頻節能技術。 本章繼續介紹有關空調節能技術和方法及 應用:一、 VRV 變頻直冷式空調節能技術及其應用案例 目前酒店客房大多數空調為經典的水循環載冷系統中央空調。該空調系統成熟可靠,歷 史悠久,廣泛被各種場合利用。 隨著人們對節能意識進一步增強, 研制了許多節能環保、實 用型新一代空調系統, VRV 變頻直冷式空調就是比較典型的節能產品之一。下面就水循環 載冷系統空調和新型 VRV 變頻直冷式空調進行理論上的
16、分析和比較。1、水循環載冷空調系統示意圖:制冷工藝流程示意圖2、VRV 變頻直冷式空調系統示意圖制冷工藝流程示意圖3、水循環載冷空調系統與 VRV 變頻直冷式空調系統比較根據以上兩個制冷工藝流程圖分析,不難看出,水循環載冷空調系統設有冷凍水循環系 統、冷卻水循環系統。主要設備有冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、動力配電柜以及水循環水 管路、閥門管件等,系統復雜且占用酒店室內較大的空間和消耗大量資源;VRV 變頻直冷式空調系統無水循環載冷系統, 冷媒直接在風機盤管蒸發吸熱進行制冷。 冷凝熱采用風冷卻。 系統簡單,熱交換效率高,直接制冷換熱較間接制冷換熱的熱交換效率高出8%15% 左右。換言之,制冷效率
17、提高 8%15% 左右。4、999 丹楓白露酒店客房采用 VRV 變頻直冷式空調案例分析:( 1 )客房總制冷負荷約2330kW/h( 2)采用 VRV 變頻直冷式空調運行能耗費用 分析條件:暫不考慮空調壓縮機耗電量。只考慮冷凝風機的能耗和運行維修費用。 經過運行后的實踐數據如下:冷凝風機年耗電量約 360000 KWH(0.9 元/ KWH) 維修費用約 25000 元 /年運行總費用 349000 元 /年(3)采用水循環載冷中央空調系統能耗及費用。分析條件:暫不考慮空調壓縮機耗電量,只考慮水循環設備能耗和運行維修費用。 根據客房總冷負荷進行設計選型及運行費用計算數據如下:水循環設備年耗電
18、量約 878000 KWH (0.9 元/ KWH)耗水量4600M3/年(4.5元/M3 )水處理費用 20000 元/年維修費用 25000 元/年運行總費用 855900 元/年( 4)方案節能比較暫考慮兩方案空調壓縮電功率相等 (直接制冷換熱比間接制冷換熱的熱效率高 8%15% , 本比較暫忽略不計)。年節電量: 518000KWH年節約費用: 506900 元(5)投資回收年限選用 VRV 直冷式空調系統設備及安裝費用較選用經典水循環載冷中央空調系統設備及 安裝費用多投資 1900000 元。回收年限約 3.7 年。(6)分析結果優點:VRV直冷式空調不但節電效果明顯,而且不需水循環
19、載冷所用水,節省了水資源。同時,從根本上解決了水冷卻塔的噪聲和水汽對環境的污染問題以及水處理帶來的化學水污 染問題。具有運行成本低,自控程度高等諸多優點。缺點: VRV 直冷式空調用于酒店客房需要若干組子系統(室外主機)組成,需要較大的室 外安裝面積。 由于冷媒管接點眾多, 一旦發生泄露難查找和維修。 目前冷媒管道長度限制在 90120m 之內。二、氣源 熱泵 三聯供技術及其應用目前常見的關于各類熱泵的產品說明書或技術介紹中,均講的比較神秘。把一個本來簡 單的問題講的很復雜, 可能出于越神秘越復雜, 其科技含量就越多的緣故吧。 下面對于各類 熱泵來一個通俗的介紹。通常把地源熱泵、水源熱泵、氣源
20、熱泵統稱為有源熱泵。無論哪一種熱泵,其工作原理 都是一樣的。區別在于熱源的不同叫法而已。地源熱泵技術是利用地下淺層地熱資源(包括土壤、地下水、地表水),以地熱源作為 熱泵夏季制冷的冷卻熱源, 冬季采暖供熱的低溫熱源; 同理水源熱泵則以建筑附近的江、 河、 湖、海、水庫等為熱源; 目前實用技術兩者均實現了建筑物空調, 采暖和生活用水的三聯供; 而氣源熱泵是從空氣中吸收熱量做為熱源的, 實用技術實現了向建筑物提供采暖和生活用水 二聯供。無論哪種熱泵均為通過輸入少量的電能,獲得較大的熱能,一般可達1: 3.5 以上。綜上所述地源熱泵和水源熱泵優點很突出,但受建筑物的客觀條件和建筑物所在的地質 條件、
21、自然環境所限制,往往許多地方不適合應用。特別象深圳這樣的高密度建筑物群中, 較難以實施。因此必須因地制宜,采用一種適合我國南方 (亞熱帶氣候)而不受城市建筑物 和地質條件的影響的產品, 新型氣源熱泵在原氣源熱泵的基礎上增設一套蒸發器。 仍然可做 到:空調制冷,采暖制熱和生活熱水的三聯供給。1、氣源熱泵三聯供技術。主要利用我國南方(深圳、海南、粵南地區)全年平均溫度20 C以上。冬季平均氣候916 C,極溫不低于3 C。優越的氣候條件給氣源熱泵開辟了良好前景。2、氣源熱泵三聯供技術工藝流程示意圖由工藝流程示意圖可知, 春夏秋空調季節, 熱泵熱源來自于空調負荷, 冬季非空調季節, 熱源來自室外空氣
22、,由壓縮機做功將吸熱蒸發后的氣態吸熱冷媒壓縮成高溫高壓氣態冷媒, 在冷凝器中放熱加熱生活用熱水(或采暖用熱水)。氣態冷媒被冷卻、冷凝為液態冷媒,經 過節流膨脹至蒸發器蒸發吸熱,從而完成一個熱循環。3、設備的特點: 設有二套蒸發器系統,一套(即制冷終端設備)為春、夏、秋空調季節使用,一套為冬季非空調季節使用,即從操作上分為兩個工況。4、氣源熱泵技術指標氣源能溫度平均926 C制冷溫度:79 C制熱溫度:55 C(熱水)冷媒介質: 134a制冷、制熱效率:3.23.55、技術特點氣源熱泵技術,特別適用我國南方冬季極限溫度丈以上的地區,全年節約能源費用約40%以上。以空氣作為熱泵熱源,可謂取之不竭,用之不盡,熱源費用等于零,不需打井,埋管,
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