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1、同济大学机械工程学院硕士学位论文冷凝器热回收在某宾馆空调工程中的应用研究姓名：吴芳申请学位级别：硕士专业：动力工程指导教师：刘传聚;陈怀琴20080801摘要本文旨在研究冷凝器热回收机组在海南某宾馆工程中的实际应用，通过比较分析供冷季和非供冷季的全年运行情况，讨论冷凝器热回收机组在夏热冬暖地区宾馆建筑中使用的价值与意义。本文针对该项目讨论不同形式的空调与热水供应系统的方案，分别是方案一(热回收型空气源冷水机组系统)、方案二(空气源冷水机组+燃气锅炉系统)和方案三(水冷冷水机组+燃气锅炉系统)。根据计算负荷和市场实际价格，比较三个方案的初投资与运行费用，得出方案一虽然初投资较高但运行费用节省，具
2、有经济性和可行性。本文又以公共建筑节能设计标准(G B 5 0 1 8 9 2 0 0 5)为依据，采用节能设计评价与能耗模拟软件V i s u a lD O E 进行模拟分析，计算空调、通风、热水供应、照明、电力等其它用能设备的全年能耗费用，证明方案一符合节能设计标准。最后，通过调整建筑围护结构材料及采用节能技术措施，对整个设计进行优化，使该项目更节能、更经济。关键词：冷凝器热回收，热回收型空气源冷水机组，方案比较，能耗模拟分析A B S T R A C TT h i sp a p e rf 1 0 c u s e so nt h ea p p l i c a t i o ns t u d
3、yo ft h ec o n d e n s e rh e a tr e c o v e r yu n i ti nah o t e lp r o j e c ti nH a i n a n。W ed i s c u s sa n ds t u d yt h ew o r t ho ft h i su s a g ei nh o ts u m m e ra n dW a l T nw i n t e rz o n et h r o u g ha n a l y z i n gt h ew h o l ey e a ro p e r a t i o ns i t u a t i o ni nd
4、i f f e r e n tc l i m a t es t a t e so fC o o l i n g，p r o d u c i n gh o tw a t e ra n dN o n a i r-c o n d i t i o n i n go ft h i su n i t T h r e ed i f f e r e n tp r o g r a m s，w h i c ha r eA i rs o u r c eh e a tp u m pw i t hh e a tr e c o v e r y,A i rs o u r c ec h i l l e ra n dn a t
5、 u r a lg a sb o i l e r,R o t a r yS C r e Wc h i l l e r&n a t u r a lg a sb o i l e r,o fa i rc o n d i t i o n i n ga n dh o tw a t e rs u p p l y i n gs y s t e ma r ec o m p a r e da n de s t i m a t e da b o u tt h ei n i t i a la n dr u n n i n gc o s t sa c c o r d i n gt ot h ec a l c u l
6、a t i n gv a l u ea n dc u r r e n tm a r k e tp r i c e A n dt h er e s u l ts h o w st h a tt h ef i r s tp r o g r a m，c o m p a r e dw i t ht h eo t h e r s，h a ss o m ek i n do fe c o n o m i c a le f f i c i e n c ya n df e a s i b i l i t yb a s e do nt h er u n n i n gc o s t sa l t h o u g
7、hi t si n i t i a lc o s t sa r el a r g e rt h a nt h eo t h e r s T h e nw es i m u l a t ea n da n a l y z et h i sp r o j e c t Se n e r g yc o n s u m p t i o nw i t hs u c hs o f t w a r en a m e dV i s u a lD O Eo nt h eb a s i so fD e s i g ns t a n d a r d f o，E n e r g ye f f i c i e n c y
8、o fp u b l i cb u i l d i n g s(G B 5 018 9 2 0 0 5)W i t hc a l c u l a t i n gt h ew h o l ey e a re n e r g yC O S T So fs u c he q m p m e n t sa Sa i rc o n d i t i o n i n g，v e n t i l a t i o n，h o tw a t e rs u p p l y i n g，l i g h t i n ga n dp o w e re t c，w em a k eac o n c l u s i o no
9、 fi t st o t a la n a l y z i n ge n e r g yC O S T S I th e l p sU St Om a k es u r et h a tt h ef i r s tp r o g r a mc o n f o r m st ot h ee n e r g ys a v i n gs t a n d a r d B e s i d e s，w eo p t i m i z et h ew h o l ed e s i g nb ya d j u s t i n gs o m ea r c h i t e c t u r a lm a t e r
10、i a l sa n da p p l y i n ge n e r g ys a v i n gt e c h n o l o g i e s，t om a k et h i sh o t e lp r o j e c tb em o r ee c o n o m i ca n de c o n o m i c a l K e yw o r d s：C o n d e n s e rh e a tr e c o v e r y,A i rs o u r c eh e a tp u m pw i t hh e a tr e c o v e r y,C o m p a r a t i v es
11、t u d y,E n e r g yc o n s u m p t i o ns i m u l a t i o na n da n a l y s i s符号说明付可观明制冷性能系数供热性能系数生活热水供应性能系数综合部分负荷性能系数设计小时耗热量(W)设计小时总耗热量(W)设计小时供热量(设计小时热水量(L 1 1)换算为(m 油)设计小时最大热水量(m 3 1 1)小时变化系数用水计算单位数(人数或床位数)热水用水定额(L 人d 或L 床d)水的比热，C=4 1 8 7(J k g)热水温度()冷水温度()热水密度(k g L)有效贮热容积系数总贮：热容积(L)设计小时耗热量持续时|日
12、J(h)聊讯胍一删张眦呱蕊Q砜hm毗c。h儿nT声明尸明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成工程硕士学位论文猃趟墨垫回选在苤塞谊窒迥工程虫的应用研究。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：唧苔年9 月日学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版本，
13、并采用影印、缩印、扫描、数字化或其他手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务：学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以盈利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。学位论文作者签名：吴茗加8 年F 月日第1 章绪论1 1 建筑节能的国内外现状1 1 1 我国的建筑节能现状我国在过去的2 0 年中，实现了国民生产总值翻两番，能源消费翻一番的目标，取得了令世人瞩目的巨大节能成就。但是今后2 0 年是否还能实现能源消费弹性系数小于O 5，以能源翻一番保证经济翻两番，已成为我们必须认真对待的问题。同时，随着经济体
14、制改革和节约能源、提高能源效率工作的不断深入，人们发现节能工作越来越难做。随着世界性的能源紧缺，石油价格飞涨，节约能源己成为保证现在和未来能源供需平衡的主要手段，任务艰巨。严峻的能源供应形势，必然对节能提出了更高的要求。据预测，到2 0 2 0 年全国城乡房屋建筑面积将新增约3 0 0 亿平方米。在建筑快速增长的同时，建筑用能也持续增长，仅建筑运行用能在我国能源总消耗量中所占比例已从1 9 7 8 年的1 0 上升到2 0 0 3 年的2 7 4 7。根据发达国家经验，这个比例将逐步提高到3 5 左右。这样的能源需求增长和相应的环境污染是中国社会经济发展难以承受的，在节能和提高能源利用上探索实
15、现跨越式发展的任务异常艰巨。在我国的建筑节能设计和运用中还有许多问题急待解决：一方面技术标准体系还不够健全，规划设计缺乏“节能”意识，当节能与初投资的矛盾突现时，节能就会给初投资让位；另一方面，几年内节能成为各个开发商热炒的概念，一时间地源热泵、热电联产、雨水回用、中水利用、光伏发电、零能耗建筑等技术用语成为耳熟能详的词汇，但对于节能技术基于气候、地域以及经济条件的适用性缺乏充分考虑，导致出现了大量高技术、高成本堆砌的所谓“节能建筑”，建造能耗(包括建材生产的能耗)急剧增加、运行能耗节约量很少、其生命周期内并不节能的案例，影响了节能产业的长远发展。我国越来越重视节能，国家颁布了多项节能法规和标
16、准，大力倡导节能技术的应用和推广，积极落实节能专项检查，全国已经实施的节能规范有：1 9 8 6 年民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分J G J 2 6 9 5)l2 0 0 0 年既有采暖居住建筑节能改造技术规程(J G J l 2 9 2 0 0 0)夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(J G J l 3 4 2 0 0 1)夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准(J G J 7 5 2 0 0 3)2 0 0 5 年公共建筑节能设计标准(G B 5 0 1 8 9 2 0 0 5)2 0 0 7 年建筑节能工程施工质量验收规范(G B 5 0 4 11-2 0 0 7)民用建筑节能管理规定(
17、建设部令第7 6 号)房间空气调节器能效限定值及能源效率等级(G B l 2 0 2 1 3。2 0 0 4)冷水机组能效限定值及能源效率等级(G B l 9 5 7 7 2 0 0 4)此外，中华人民共和国节约能源法已由中华人民共和国第十届全国人民代表大会常务委员会第三十次会议于2 0 0 7 年1 0 月2 8 日修订通过，自2 0 0 8 年4 月1 日起正式施行。建筑节能是贯彻落实科学发展观的重要举措。全面推进建筑节能工作，有利于减少建筑能耗，节约能源：有利于减少温室气体排放，减轻大气污染，改善环境质量；有利于传统建筑业的改造和提升，转变城乡建设增长方式，调整经济结构，实现我国城市的可
18、持续发展。1 1 2 国外的节能现状根据中华节能网的资料显示，发达国家普遍对建筑节能技术的综合研究能力较为重视，并有不少成功的案例。发达国家的成功经验，对我国具有重要的现实意义。美国是人均能源消耗量最多的国家。在过去l O 余年间，美国共出台了(2 1世纪清洁能源的能源效率与可再生能源办公室战略计划、国家能源政策等1 0 多个政策或计划来推动节能。个别州政府推行太阳能发电、再生能源利用。自然资源匮乏的R 本从1 9 7 9 年开始实施节约能源法，对能源消耗标准作了严格的规定。2 0 0 2 年修改的节约能源法还提高了汽车、空调、冰箱、照明灯、电视机、复印机、计算机、录像机等产品的节能标准。日本
19、政府资源能源厅每年财政预算的四成用于节能和新能源工作。英国为了鼓励节省能源，在提高能效方面有一系列的立法保障和政策引导。例如，鼓励商业和公共部门实施最佳能源措施；要求私人天然气和电力供应商2作出能源效率承诺；建立非赢利性”节能企业”，通过伙伴关系促使私营和小型企业部门向可持续和有效使用能源方向发展；政府自2 0 0 1 年起，每年拿出5 0 0 0万英镑的”能源效率基金”，鼓励企业节约能源。在欧洲，荷兰政府制定了一个能源目录，明确规定能够享受能源税收优惠政策的主要项目类型，如建筑物的保温隔热、高能效生产设备、余热利用设备、太阳能、风能等。欧美国家政府在要求企业和公众提高节能意识、开发使用节能产
20、品的同时，率先在政府机构开展节能和提高能源利用效率的行动。通过实施减免税鼓励使用节能设备和购买节能建筑，是一些发达国家提高能源利用效率的重要措施之一。此外，因为能效的高低会不同程度地影响到房地产开发商和买房用户的成本支出，所以，在财政激励措施中还实施了“分级”机制。我国建筑节能需要借鉴国外成熟的先进经验，学习国外节能法规的立法速度快、可操作性强和执法有保障，在国际节能减排会议上学习先进技术、吸取经验教训，同时立足我国实际情况开展工作，通过各项研究和实践提升我国建筑节能的技术和管理水平。1 2 空调节能的意义我国建筑能耗总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已高达2 5 左右，其中采暖空调能耗
21、约占建筑能耗的5 0-6 5，占全社会能耗的1 5 左右。而我国能源的现状是能源效率只相当于发达国家7 0 年代的水平，人均能源资源不足，与此同时世界能源资源的逐步稀缺导致价格越来越高，在日益严峻的形势下，我国的建筑能耗浪费依然严重，单位产值能耗约为欧洲的3 8 倍，特别是政府办公建筑浪费更甚，全国办公建筑能耗相当于全国农民的能耗【I】。为此，国家出台了一系列相关的建筑节能设计和检测标准，并将其中的一些重要的节能标准条文提升为强制性条文，详细规定了违反强制性条文的罚款或处罚条例。作为一线的设计工作者，我深感责任的重大，每落下的一小笔很可能直接关系到业主成千上百万投资的节约或国家为数不多的能源的
22、节省。一方面，在我国目前经济飞速发展的形势下，国家越来越重视推行节能降耗措施，加强节能设计审查，推出各项节能标准和规范，成立能源研究中心，推动了整个社会对节能产业的重视和发展；另一方面，我们也看到在设计中会遇到节能技术在实际工程中运用和推广的困难和瓶颈，由于目前市场上节能技术不够完善、节能产品生产技术不够成熟且成本较高，建设单位尤其是私有性质的企业出于对项目初投资和工程造价的控制，往往很难加大在节能方面的投入，而有些业主即使在项目建设时选择了节能产品也会因为市场上同类的产品较少不满足招标要求而不得不放弃【2】。在这样的情况下，更需要我们在项目的设计阶段就对整个项目的造价、节能产品市场和各种设计
23、方案进行多方调研和比较，提出适用有效的节能方案来完成设计，为业主节约造价，既要避免初投资过大，也要使运行维护费用最低，两者达到最佳的结合。1 3 热回收技术发展概况空调机在制冷时，并不仅仅是一个简单的降温过程，与自然冷却相比，“制冷”的过程实际上是通过消耗一定的外界能量(如电能、热能、太阳能等)，把热量从“低温热源”转移到“高温热源”的过程。空调机在制冷时，经制冷压缩机压缩后的高温制冷工质通过冷凝器和冷却塔将热量排放到室外，这种热量称为空调的废热，并对周围环境造成热污染。由于废热包括从室内(“低温热源”)4带出的热量和制冷机消耗外界能量做功产生的热量，因此废热量比制冷量更大。若将此废热回收利用
24、，不仅可以减少环境热污染，还可以达到节能的目的。热回收技术就是把原本无用的冷凝热利用起来，其工作原理是利用压缩机的高压排气制取生活用水，水温可控制在5 0 -6 0 内，并可自动转换，即在无需热水时，控制系统会自动转换到原机组的冷却系统，启动水泵及冷却塔。本课题中采用的方法是在压缩机出口与冷凝器入口之间安装一个热回收装置，该装置使高温的冷媒与待加热的水进行热交换，将冷媒的温度降下来：同时使水温提高到5 0 -6 0 左右。该方法把排到大气中去的废热变为有用的热源，替代燃油与电加热酒店生活用热水。目前国内有部分厂家亦生产节能器，其原理是利用制冷机组的冷却水(3 8。C)提取热能，经过热交换器释放
25、到水中，经过几次热能转换，损耗较大，冷却塔及冷却水泵仍需工作。节能热交换器具有体积小、损耗小、性能稳定。可拆式易清洗水垢(水温在5 0 时，很易形成水垢，使热交换变差，影响机组正常工作)，材料选用不锈钢3 0 4。随着近几年热回收机组厂家技术的日渐成熟，越来越多的新建和改建项目采用了该机组，尤其在宾馆、酒店、医院和公共浴室等项目中，把制冷循环中制冷工质冷凝放出的热量利用起来制备热水，在使用制冷设备的同时，可制备5 0 6 0。C 的热水，足以满足客房洗浴、厨房洗涤和工艺用热水等用途。这样既提高了能源利用率，减少了能源消耗及对环境的污染，又节省了能源费用的开支。冷凝器热回收技术早在2 0 多年前
26、就有人提出，近几年国内有许多学者和设计工作者通过对热回收利用的研究，在不少新建和改建项目中加以实施应用，并取得了较为显著的节能效果。在目前的应用中还是存在一些问题，作为设计人员，笔者感到较为突出的问题就是国内市场有能力生产的热回收机组的厂家较少，产品技术不够成熟，从而会导致建设单位因为要考虑设备招标时达不到规定数量的设备厂商而放弃采用热回收机组，仍然沿用传统的冷水机组+燃气锅炉的方式。由于对机组在不同气候条件下，在全年不同季节的运行规律缺乏深入了解，使得不多的应用项目其节能效果没有充分发挥，甚至无法正常运行。1 4 论文研究的内容与方法基于目前我国和世界各国能源紧张的现状，将符合国情的节能措施
27、和技术应用于工程实践，使项目初投资和运行管理费用达到最佳契合点是十分有意义的。根据国家能源和节能政策，结合国外先进设计理念，通过空调系统热回收机组设计研究，选用适当设计参数，结合设备自身特点，使得所设计的工程项目建造后达到节能最大化，也为今后空调系统设计、调试、运行提供有效节能的解决方案。本课题就是通过对工程实例一一海南某宾馆项目的研究，探讨冷凝器热回收机组技术在夏热冬暖地区宾馆项目中的应用和经济性分析，确定节能的合理的空调方案，借助节能设计评价与能耗模拟软件进行模拟分析，得出全年能耗模拟结果，为业主提供最为节省投资和运行费用的整体解决方案，与此同时，也积累宝贵的实践经验，为在今后的设计中对新
28、建或改造项目采用热回收技术提供理论支持和借鉴。本文旨在对冷凝器热回收机组在实际工程中的应用情况进行深入研究，因此必有侧重和忽略。本文研究前提：气候条件：根据本文研究的空气源冷水机组的安全使用条件，制冷工况下室外环境温度为1 8 -4 8，供热水工况下室外环境温度为1 0 2 7。超出该范围，机组将无法正常工作。按照建筑热工分区，可以使用区域有夏热冬冷地区和夏热冬暖地区。本文的使用区域为夏热冬暖地区的海南，全年大部分时间需要供冷，冬季无需供暖。本文讨论的是冷凝器热回收机组在夏热冬暖地区宾馆项目使用的经济性；在可行性分析时全年除夏季供冷季外其余作为非供冷季节，其优势与通常使用的夏季供冷冬季供热的两
29、用热回收机组有所不同。能源条件：当地有充足的电力供应。对于煤、天然气、柴油等能源紧缺或者昂贵的地区，本文所讨论的节能措施也有重大的借鉴意义。应用条件限制：适用于同时需要大型空调设备与大量热水供应的场合。如宾馆、酒店、医院、别墅和公共浴室等。只有在这样的需求条件下，一机多用的热回收机组产品一一供冷、供热和供热水一一才能得到充分的利用，达到节能的效果。6对于机组的用户而言，最好是空调使用的负荷与热水使用的负荷同步或者接近同步。但是一般情况下难以实现同步或者接近同步的条件，因此，使用具有削峰填谷功能的储热水箱是比较合理的解决方法。在海南某宾馆项目的设计中以公共建筑节能设计标准为依据，采用节能设计评价
30、与能耗模拟软件V i s u a lD O E 进行模拟分析，得出全年能耗模拟结果，从而调整建筑围护结构材料及采用的节能技术措施，以符合节能设计标准。该软件的内核D O E2 0，是由美国能源部主持，美国劳伦斯伯克利国家实验室(L B N L)开发的建筑全年逐时能耗模拟软件，是目前国际上应用较普遍的建筑能耗模拟商用软件，用户数估计达到1 0 0 0 一-2 5 0 0 家，遍及4 0 多个国家【3 1。本文用上述软件对海南某宾馆进行建筑物模拟，计算空调、通风、热水供应、照明、电力等其它用能设备的全年能耗费用。7第2 章冷凝器热回收空调系统技术分析2 1 冷凝器热回收机组的原理如前所述，热回收机
31、组是把制冷循环中制冷工质冷凝放热过程放出的热量利用起来制备热水，其本身具备的特点和优势及其显著的节能效果，受到越来越多行业学者的关注。2 1 1 冷凝器热回收机组工作原理：一、常规空调制冷系统中的能耗问题“制冷”的过程实际上是通过消耗一定的高品位外界能量(如电能、热能、太阳能等)，把热量从“低温热源”转移到“高温热源”的过程。因此，我们通过“制冷”把载冷剂的温度降低的同时，加上外功转化的热量，必然会产生比冷量更大的热量。目前绝大部分的空调设计，这部分热量1 但没有利用，还要消耗水泵及风机动力，把热量通过冷凝器山冷却介质(水、空气等)带走。我们如果能够把这部分热量利硝起来，则可以实现单向能耗，双
32、向输出，大大提高制冷机组的能源利用率，还可以节约冷却系统的能耗。基于以上系统能源再利用的考虑，热凹收热泵机组的工作原理见下图2 1：图2 1 热同收空洞系统原理I 矧f 4 18图2 一l 所示，冷水进入左上方板式换热器(热水器)，通过逆流循环吸收经过压缩后的高温高压的制冷剂释放出来的热量，不但可以提高冷凝系统的冷却效率又达到加热冷水的目的。加热后的热水(5 5 6 0)直接进保温贮水箱，以备各项生活热水之用。整个系统是以电能来驱动工作，而不是用电能直接制热。用电直接制热的方式不但耗电量大，运行成本高，而且电热管容易损坏；对于常规用燃油锅炉加热的方式，由于燃油的价格高，效能也并不高。因此，该热
33、回收空调技术在节能方面的效果是相当显著的，该系统在夏季制冷时所产生的热水是完全免费的。2 1 2 普通空气源热泵与热回收热泵比较：1 普通空气源热泵空调系统中的制冷循环f 5 1 工作过程，例如：夏季是把室内的热量转移到室外使室内温度降低；冬季是把室外的热量转移到室内使室内温度升高。这个能量的转移过程是通过空调机组的运转来实现的，实际上空调机组就是起到一个搬运热量的作用。制冷循环中的设备主要由(1)压缩机，(2)冷凝器，(3)蒸发器，(4)膨胀劂6】构成。压缩机及膨胀阀是为了改变制冷工质的压力状况，蒸发器把热量吸收进来，冷凝器把能量(热量)释放出去。夏季，空调机组的蒸发器在室内吸收热量，通过机
34、组的运转被转移到冷凝器内，再由冷凝器释放到室外，从而达到室内降温的目的。冬季，空调机组的蒸发器在室外吸收热量，通过机组的运转被转移到冷凝器内，再由冷凝器释放到室内，从而达到室内升温的目的。2 热回收型空气源热泵热回收型空气源热泵机组的工作示意图，见图2 2：9图2-2 热回收示恿图带热回收的热泵机组则巧妙的将制冷时外排的热量加以利用(如做生活热水)，其方法就是在热泵主机夏季制冷时未将热量散发到空气中去之前就将所需热量提走来加热生活热水(如采用R 1 3 4 a 冷媒最高可提供6 0 的热水)，这样既保证了热量的回收，又保证了在热量(卫生热水温度达到设定值，或卫生热水不开启时)满足后，低品位的热
35、能和不必要回收的热能继续向空气中排放；冬季时空调主机在给室内供热时也可以同时提供卫生热水(机组至少需要两个工作回路，即一个回路制热，另一个回路生产生活热水)，可自由设定室内优先或卫生热水优先自由转换，这种运行模式也称为全部热回收。全部热回收机组冬季制取生活热水和制热模式的工作原理是一样的，即空调机组的蒸发器在室外吸收热量，此热量通过机组的运转被转移到冷凝器内，再由冷凝器加热水(热水可用于空调或生活用水)。热泵机组的制热效率一般是3 0以上，即消耗l k W 的能量可产生3 k W 以上热量，从而达到节能的效果。而锅炉的能效一般为0 9 左右，即消耗l k W 的能量最大能产生0 9 k W 的
36、热量。2 2 冷凝器热回收机组的特点及优势2 2 1 热回收机组的优点热回收机组的热水系统出水温度恒定，能同时实现多点供水，可满足不同的生活热水需求。热回收机组节能环保，运行费用省，经济效益高【7 1。热回收机组将宅调系统中产生的低品位热量有效地利用起来，达到了节约能源的目的。l O热回收机组减少了排到环境的废热；同时，不使用冷却塔，减小了建筑物周围的噪音，有效地保护了建筑物周嘲的环境。使用热回收系统，用户不再需要集中或分散设罱热水器，给用户带来方便与安全；同时，使用热网收系统，业主可以简化或者省去热水加热系统，从而也简化了系统的运行管理：利用废热来生产生活热水，降低了用户使用生活热水的费用。
37、、和电驱动或燃油驱动型热水系统以及燃气热水器(炉)等产品相比，热回收机组具有无安全隐患、运行可靠，使用寿命长，出水温度恒定，能同时多点供水的优越性。和太阳能热水器相比，热回收机组具有不受安装场所限制，安装容易、寿命长、全天候热水供应，出水温度恒定的优越性。和传统中央空调另设热泵热水器相比，热网收机组具有一机多用的功能，除能一年四季为房问提供中央空调外，还能年四季提供中央热水。运行调节灵活(多机组多系统)，管路系统简单，能效高、运行费用省的特点。就使用热回收机组的空调系统而言，简约、可靠，无需增加其他电控系统，自动化程度高，运行稳定，无安全隐患【8】。冷凝器热回收空调机组安装容易简便，不受场所限
38、制，安全，使用寿命长。2 2 2 与传统中央空调+燃气锅炉方案的对比1 宏观对比分析就经济性而言，在一些需要同时提供室内空气凋节和中央热水供应的场所，如采用传统中央空调则需另外投入燃气锅炉以辅热水之用，现就其弓热醚收空调就投入及运行期问的经济性的宏观对比分述如1、H 3 z o J：(1)采用热网收型中央窄调机组兀J 省掉锅炉设备的投入，既省掉设备的投资又节省了锅炉房的建筑面积；(2)在夏季可节约全部的卫生热水的加热费用，即使是在冬季运行费用也只是采用锅炉供应热水的1 3，每年可为J 嘲户节省非常可观的运行费用；(3)机组叮安装在屋面、平台、地愿等，不用占据建筑面积，可为用户节省可观的建筑面积
39、；(4)没有冷却水系统，省掉了冷却塔、水泵和冷却水管路系统的投资和安装工作，节约了此项的费用，在平时运行时，节约了大量的冷却水消耗；(5)自动化程度高，负荷调节范围宽广，具有传统中央空调机组无法比拟的负荷使用性，具有非常明显的节能性。特别是在夜间、过渡季节，低负荷时更明显；(6)单机振动和噪音小，对建筑的影响小，如设计、安装处理的好对建筑的使用不会造成任何影响；(7)单机运行维护费用低，经济节能。2 初投资对比分析以l：1 用水量为3 0 吨的中型服务性场所热水供应为例，投入费用方面对比如下：、热水用量3 0 吨天，热回收空调采用L S Q 3 1 R 2 R 型，锅炉采用3 x 1 0 4
40、k c a l h型。初投资费用分析见下表2 1：表2-1 初投资费用分析单位：万元由上表可见：热回收空调机组比天燃气锅炉、燃油锅炉、煤气锅炉高出6 9 8 2 1 0=4 8 8 万元；热回收空调机组比电锅炉高出6 9 8 1 6 0=5 3 8 万元。3 运行费用分析设备选型时考虑定的富裕量，热水用量以2 0 吨天为比较基准：1)夏季加热1 吨水的费用对比(水温2 5-5 5。C，加热量3 1 0 4 K c a l，1K c a l=4 1 9 k J)见下表2 2：1 2表2-2 夏季加热1 吨水费用对比单位：元r 丢藏秀i 丽i 亓j 被宅赢天燃气锅乒r 臻抽施岿l 磉气锅如碡镇搁r
41、 一谲料氯i 舌亍Ik w 度j 9 0 0 0 k c a l N m T!-i-0 3 0 0K c a l k 9 4 2 0 0 矗a 1 悄m-3 i lk w 焘9 0 9 0 9 7 2 4 k g7 9 4 N m 33 4 8 9一一r”O004 7 41 6 0O 65 3 61 2 7 l2 0 9 4当热水用量为2 0 吨天，运行1 8 0 天的费用为；热回收空调2 5 5 万元，天燃气锅炉3 7 9 万元，燃油锅炉5 5 3 万元，煤气锅炉4。5 8 万元，电锅炉7 5 4 万元。2)冬季加热1 吨水费用对比(水温1 5,-,5 5。C，加热量4 x 1 0 4 K
42、c a l)见下表2 3：表2-3 冬季加热1 吨水费用对比单位：元加热方式热同收空调 天燃气锅炉燃油锅炉煤气锅炉电锅由燃料热值l k w 度9 0 0 0 k c a l N m 310 3 0 0K c a l k g4 2 0 0k c a l N m 31 k w 癌”一设备效率2 8 0 9 1 9 0 9 0 9 7”。l 燃料消耗龄1 7 1 8 度4 6 7 N m 34 3 1k gl O 5 8N m 4 6 5 2燃料单价(元)0 6 03 04 7 41 6 0O 6一加热费用(元)l O 3 11 4 0 12 0 4 31 6 9 32 7 9 l当热水用量为2 0
43、 吨天，运行1 8 0 天的费用为：热回收空调3 7 1 万元，天燃气锅炉5 0 4 万元，燃油锅炉7 3 5 力元，煤气锅炉6 0 9 万元，电锅炉1 0 0 5 万元。通过以上分析可以看出，采用热回收掣空调机组，全年费用仅为：2 5 5+3 7 1=6 2 6 万元。此外，夏季还町为空调系统免费提供冷晕3 1 x 2 0 x 1 8 0=111，6 0 0 k W。采用热回收机组：全年比采用天燃气锅炉节约热水费用：3 7 9+5 0 4 6 2 6=2 5 7 万元：比采用煤气锅炉节约热水费用：4 5 8+6 0 9 6 2 6=4 4 1 万元；比采用燃油锅炉节约热水赞用：5 5 3+7
44、 3 5 6 2 6=6 6 2 力元：比采用电锅炉节约热水费用：7 5 4+1 0 0 5 6 2 6=1i 3 3 万元：如把空调冷量价值加上，采用热凹收机组：1 3全年比采用天燃气锅炉节约费用：3 7 9+5 0 4 6 2 6+2 5 6=5 1 3 万元；比采用煤气锅炉节约热水费用：4 5 8+6 0 9 6 2 6+2 5 6=6 9 7 万元；比采用燃油锅炉节约热水费用：5 5 3+7 3 5 6 2 6+2 5 6=9 1 8 万元；比采用电锅炉节约热水费用：7 5 4+10 0 5 6 2 6+2 5 6=13 8 9 万元；通过以上初投资和运行费用对比可得出，采用热回收空调
45、和采用其它热水加热设备相比，用l 2 年的时问就可以收幽全部设备上多投入的部分。2 2 3 热回收空调机组适用范围热回收型空调机组同时具备房间空气调节和供给中央热水的特性本身决定了其适用于同时需要空调和热水的领域。在如今能源逐R 紧缺的时代，其在节能方面的优越性揭示了其在空调和热水领域的发展潜力。一般来说，像宾馆、酒店、医院、公共浴室和一些食晶加工厂等用户，若把制冷循环中制冷工质的冷凝热量利用起来制备热水，在歼宅调的季节，或使用制冷设备的同时，可制备5 0 6 0 的热水，足以满足客房沈浴、厨房洗涤和工艺用热水等用途。这样既提高了能源利用率，减少了能源消耗及对环境的污染，又节省了能源费用的歼支
46、。2 3 冷凝器热回收机组的局限性2 3 1 技术局限性：冷凝热回收型机组的应用在最近十几年才较普遍，其制作技术和运行控制还存在着一些需要改进的地方。某些国内生产的蒸发器和冷凝器，管束端头采用焊接接头，容易渗漏；国内产品镑壁厚度为1 O m m，而国外同类型换热器管壁厚度平均水平为0 5 m m 左右，能大大节省材料和提高制冷效率。二级冷凝后，如果控制不当，可能会使机组的整体性和经济性变差。需加大压缩机出口口径，增加储热水箱，对于改造项目可能受到空间的限制。冬季使用时机组需定时除霜【1 1】。1 42 3 2 市场局限性：初投资较大，生产厂家为数不多，给项目招标带来一定困难。热凹收机组无法提供
47、蒸汽，在需要蒸汽为热介质的项目中，须另配备相应的蒸汽锅炉。热回收机组有一定的地域限制和用户限制(必须是同时需要空调及热水的用户)。以空气源热泵原理运行的热回收机组，用在我国夏热冬冷以南的地区，其节能优越性比较显著。2 3 3 能源限制：由于单纯依靠电能驱动整个机组，因此要求必须保证电力供应。2 4 本章小结根据有关资料介绍，我国仪北纬3 2 度以南的1 4 个省，约有宾馆、酒店等5 万家以上。由于空调热回收技术理论可靠，技术和设备也开始进入成熟阶段，故该技术现已得到广泛关注。由于这一地区空调期较长，利用时f 口J 也较长，投资效益非常明显，相比之下设备投资回收期一般在1 -2 年的时间。第3
48、章海南省某宾馆空调工程方案比较分析3 1 概述3 1 1 工程概况海南省某宾馆位于海口市，总建筑面积为3 2，4 9 3m 2，其中地上面积为2 7，2 5 0m 2，地下面积为5，2 4 3 m 2。地下1 层为锅炉房、柴油发电机房、变电所、水泵房等机电设备用房和洗衣房、食品库、办公等辅助用房及地下停车库；地上6 层，1层为大堂、职工餐厅、咖啡厅、包房等，2 层为中餐厅、歌舞厅、娱乐健身设施等，2 层夹层为宾馆办公及空调用房等，3 -6 层为宾馆客房。3 1 2 设计依据(1)采暖通风与空气调节设计规范G B 5 0 0 1 9 2 0 0 3(2)高层民用建筑设计防火规范2 0 0 5 年
49、版(G B 5 0 0 4 5 9 5)(3)全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力(2 0 0 3 年版)(4)建筑设计防火规范G B 5 0 0 1 6 2 0 0 6(5)建筑给水排水设计规范G B 5 0 0 1 5 2 0 0 3(6)土建专业提供的设计资料3 1 3 设计计算参数(1)室外空调设计参数：夏季空调计算干球温度：3 4 5 夏季空调计算湿球温度：2 7 9。C夏季空调计算曰平均温度：2 9 9 夏季空调计算平均风速：2 8m s(2)室内空凋设计参数，见下表3 一l：表3 1 室内空调设计参数温度：冬季室内温度渡()1 一一 一”一-一“、“-_季室内相对湿度|新风龋
50、绦音等级()；(m 3 h)；d B(A)。4 0-6 0 丁3 0 二4 5 d B4 0 6 0。r i-i6 6=南d B1 63 2 设计负荷计算(1)根据采暖通风与空气调节设计规范(G B 5 0 0 1 9 2 0 0 3)1 1 2】，计算得夏季总冷负荷3,5 0 0 K W(2)冬季无需供热，故无热负荷(3)生活热水用热量计算：全日供应热水的宾馆其集中热水供应系统的设计小时耗热量按建筑给水排水设计规范(G B 5 0 0 1 5 2 0 0 3)1 3】式(5 3 1 1)计算：Q h=警式中：Q b 设计小时耗热量(W)；m 用水计算单位数(人数或床位数)：q r 一热水用水