[分享]北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案

发表于2018-11-12    755人浏览    1人跟帖    总热度:256  

摘要:本项目为北方某五星级酒店中央空调冬季采暖节能改造方案,该工程是酒店中央空调冬季采暖系统节能改造工程,酒店总建筑面积约6万平方米,按照甲方提供的原设计院空调系统图纸,部分写字楼没有使用中央空调系统,大楼总采暖面积为21920m2,要求改造旧的燃煤锅炉采暖系统,在原来的基础上使用更节能环保的空气能热泵机组。改造后2种供热源互为备用,完美结合,完全保证供暖系统的有效率及安全运行。

关键词:空气能、采暖、改造、燃煤锅炉

北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案_1

一、工程概况

1、该工程是酒店中央空调冬季采暖系统节能改造工程,酒店总建筑面积约6万平方米,按照甲方提供的原设计院空调系统图纸,部分写字楼没有使用中央空调系统,大楼总采暖面积为21920m2。

2、经现场勘查,屋顶具备足够的空气能热泵安装的安装条件。

3、水源充足、楼面水压正常,用水处电源容量具备空气能热泵采暖机组系统的需求。

二、设计依据

2.1采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003)

2.2民用建筑热工设计规范(GB50176-93)

2.3民用建筑暖通空调设计技术措施(第二版)

2.4建筑设计防火规范(GB50016—2001)

2.5高层民用建筑设计防火规范(GB50045—95)

2.6建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范(GB50242-2002)

2.7建设单位的要求

三、计算参数

北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案_2

3.1 中央空调系统热负荷计算表

单位热负荷采用100 w/m2 ,总负荷计算所得为2192050W

四、采暖系统改造方案

4.1 节能改造方案一

设计思路:整个大楼总共21920平方米的采暖面积全部进行改造,燃气锅炉作为备用热源,只有在空气能热泵进行维修或者检修时候启动使用,其他时间全部用空气能热泵进行采暖。

4.1.1空气能设备的选择

当室外环境温度为-3℃,湿度70%的时候,湿球温度为-5℃,热泵制热修正系数为K=0.5,因为1-5楼娱乐及餐厅白天营业时间比较少,9-24楼的客房白天采暖开机率也比较少,只有部分办公写字楼使用;而晚上写字楼基本不办公,只有娱乐及客房部分需要采暖;所以为了有效利用热源,降低初投资,而又能够保证系统的稳定性,同时使用率70%可以满足采暖要求。所以选型如下表:

北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案_3

4.1.2节能效果分析

采暖期按照4个月计算,其中5℃以上按照3个月计算,进水温度为15℃;0~5℃按照15天计算;0~-3℃按照15天计算。

4.1.3.不同能源年运行费用对比表

北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案_4

热泵采暖系统年节约运行费用为:80.91万元

4.2 节能改造方案二

设计思路:整个大楼总共21920平方米的采暖面积全部进行改造,由于甲方已经购买了燃气锅炉,为了有效利用资源,结合项目所在地,全年低温气温0℃以上比较多,在气温0℃以下比较少;在所以在环境气温0℃以上利用热泵全部满足采暖需求,环境气温0℃以下时,优先采用热泵采暖,采暖水温不足时,启动燃气锅炉,辅助加热。

4.2.1空气能设备的选择

当室外环境温度为0℃,湿度70%的时候,湿球温度为-1.4℃,热泵制热修正系数为K=0.6,但是年出现极端低温天气(0℃)的时间比较短,一般一年也就1个月左右,全年采暖期为4个月左右,冬季大部分的气温都在0℃(热泵的制热修正系数为0.6)以上,为了减少初投资,热泵采暖以满足0℃以上,0℃以下启动燃气锅炉作为辅助热源;


还有因为1-5楼娱乐及餐厅白天营业时间比较少,9-24楼的客房白天采暖开机率也比较少,只有部分办公写字楼使用;而晚上写字楼基本不办公,只有娱乐及客房部分需要采暖;所以为了有效利用热源,降低初投资,而又能够保证系统的稳定性,同时使用率70%可以满足采暖要求。所以选型如下表:

北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案_5

4.2.2节能效果分析

采暖期按照4个月计算,其中5℃以上按照3个月计算,进水温度为15℃;

0~5℃按照15天计算; 0~-3℃按照15天计算。

4.2.3使用空气能热泵采暖系统年运行费用(略)

4.2.4使用燃气锅炉热水系统年运行费用(略)

4.2.5 不同能源年运行费用对比表

北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案_6

热泵采暖系统年节约运行费用为:78.81万元

4.3 节能改造方案三

思路:整个大楼总共21920平方米的采暖面积全部进行改造,由于甲方已经购买了燃气锅炉,为了有效利用资源,结合项目所在地,全年低温气温5℃以上比较多,在气温5℃以下比较少;在所以在环境气温5℃以上利用热泵全部满足采暖需求。环境气温5℃以下启动燃气锅炉辅助加热。

4.3.1空气能设备的选择

当室外环境温度为5℃,湿度70%的时候,湿球温度为3.5℃,热泵制热修正系数为K=0.73,但是年出现极端低温天气(3.5℃)的时间比较短,一般一年也就1个月左右,全年采暖期为4个月左右,冬季大部分的气温都在5℃(热泵的制热修正系数为0.73)以上,为了减少初投资,热泵采暖以满足5℃以上,5℃以下启动一台燃气锅炉作为辅助热源;


还有因为1-5楼娱乐及餐厅白天营业时间比较少,9-24楼的客房白天采暖开机率也比较少,只有部分办公写字楼使用;而晚上写字楼基本不办公,只有娱乐及客房部分需要采暖;所以为了有效利用热源,降低初投资,而又能够保证系统的稳定性,同时使用率70%可以满足采暖要求。所以选型如下表:

北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案_7

4.3.2节能效果分析

采暖期按照4个月计算,其中5℃以上按照3个月计算,进水温度为15℃;0~5℃按照15天计算;0~-3℃按照15天计算。

4.3.3不同能源年运行费用对比表

北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案_8


热泵采暖系统年节约运行费用为:76.72万元

4.4 节能改造方案四

设计思路:整个大楼总共21920平方米的采暖面积全部进行改造,由于甲方已经购买了燃气锅炉,为了有效利用资源,结合项目所在地,全年低温气温10℃以上比较多,在气温10℃以下比较少;为了节约初投资,所以设计在环境气温10℃以上利用热泵全部满足采暖需求。环境气温10℃以下,启动燃气锅炉辅助加热。

4.4.1空气能设备的选择

当室外环境温度为10℃,湿度70%的时候,湿球温度为7℃,热泵制热修正系数为K=0.73,但是年出现极端低温天气(7℃)的时间比较短,一般一年也就1个月左右,全年采暖期为4个月左右,冬季大部分的气温都在5℃(热泵的制热修正系数为0.85)以上,为了减少初投资,热泵采暖以满足5℃以上,5℃以下启动一台燃气锅炉作为辅助热源;


还有因为1-5楼娱乐及餐厅白天营业时间比较少,9-24楼的客房白天采暖开机率也比较少,只有部分办公写字楼使用;而晚上写字楼基本不办公,只有娱乐及客房部分需要采暖;所以为了有效利用热源,降低初投资,而又能够保证系统的稳定性,同时使用率70%可以满足采暖要求。所以选型如下表:

北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案_9

4.4.2节能效果分析

采暖期按照4个月计算,其中5℃以上按照3个月计算,进水温度为15℃;0~5℃按照15天计算;0~-3℃按照15天计算。

4.4.3不同能源年运行费用对比表

北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案_10


热泵采暖系统年节约运行费用为:74.42万元

4.5 节能改造方案五

设计思路:只对大楼9-24层客房部分总共14049m2的面积进行改造,此部分采暖季节考虑0℃以上能够全部采用热泵进行采暖,0~-3℃需要启动燃气锅炉进行采暖,其余1-5楼餐饮、娱乐及办公部分仍然采用锅炉进行采暖。

4.5.1空气能设备的选择

当室外环境温度为5℃,湿度70%的时候,湿球温度为3℃,热泵制热修正系数为K=0.6,但是年出现低温天气(0~5℃)的时间比较短,一般一年也就半个月左右,全年采暖期为4个月左右,冬季大部分的气温都在5℃(热泵的制热修正系数为0.73)以上,为了减少初投资,热泵采暖以满足5℃以上,5℃以下启动燃气锅炉作为辅助热源;

所以为了有效利用热源,降低初投资,而又能够保证系统的稳定性,同时使用率65%可以满足采暖要求。所以选型如下表:

北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案_11


4.5.2节能效果分析

采暖期按照4个月计算,其中5℃以上按照3个月计算,进水温度为15℃;0~5℃按照15天计算;0~-3℃按照15天计算。

4.5.2使用空气能热泵采暖系统年运行费用(略)

4.5.3.使用燃气锅炉热水系统年运行费用(略)

4.5.4不同能源年运行费用对比表

北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案_12

热泵采暖系统年节约运行费用为:50.05万元

4.6 节能改造方案六

设计思路:只对大楼1-5层餐饮及娱乐部分总共6453.40m2的面积进行改造,此部分采暖季节考虑5℃以上能够全部采用热泵进行采暖,-3~5℃需要启动燃气锅炉进行采暖,其余1-5楼办公部分及9-24楼客房部分仍然采用锅炉进行采暖。

4.6.1空气能设备的选择

当室外环境温度为5℃,湿度70%的时候,湿球温度为5℃,热泵制热修正系数为K=0.73,但是年出现低温天气(0~5℃)的时间比较短,一般一年也就半个月左右,全年采暖期为4个月左右,冬季大部分的气温都在5℃(热泵的制热修正系数为0.73)以上,为了减少初投资,热泵采暖以满足5℃以上,5℃以下启动燃气锅炉作为辅助热源;同时使用率70%计算。所以选型如下表:

北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案_13


4.6.2节能效果分析

采暖期按照4个月计算,其中5℃以上按照3个月计算,进水温度为15℃;0~5℃按照15天计算;0~-3℃按照15天计算。

4.6.3不同能源年运行费用对比表

北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案_14

热泵采暖系统年节约运行费用为:25.84万元

4.7 节能改造方案七

思路:只对大楼1-5层写字楼总共1418m2的面积进行改造,此部分采暖季节考虑5℃以上能够全部采用热泵进行采暖,-3~5℃需要启动燃气锅炉进行采暖,其余1-5楼娱乐餐饮及9-24楼客房部分仍然采用锅炉进行采暖。这个思路主要是试验的形式,由于使用面积比较少,节能的意义不大。

4.7.1空气能设备的选择

由于是试验性质,所以采暖以满足最低温要求为准,当室外环境温度为-3℃,湿度70%的时候,湿球温度为-5℃,热泵制热修正系数为K=0.5,由于是办公室部分,所以同时使用率相对比较高,计算以100%为依据。所以选型如下表:


4.7.2节能效果分析

采暖期按照4个月计算,其中5℃以上按照3个月计算,进水温度为15℃;0~5℃按照15天计算;0~-3℃按照15天计算。

4.7.4不同能源年运行费用对比表

北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案_15

热泵采暖系统年节约运行费用为:10.17万元

五、总结分析

通过以上几个方案的工程投资、运行费用对比分析,我们可以看出,使用的热泵越多,节能的效果越明显,在环境温度5℃以上使用热泵采暖最为节能,所以建议采用改造方案一。

但是通过我公司对项目空调系统的审核发现,热泵采暖的设备不能够安装于楼顶,因为没有其他管井可以容纳DN377×8的2条主水管道,在外墙安装安全问题不可解决并影响建筑物美观。只能选择安装在地下室内原燃煤锅炉的地方。

由于原来的燃油锅炉房面积不够多达20台的空气能热泵设备,所以只能选择10台左右的热泵进行部分改造或者全部改造,但需在热泵供热不足时启动燃气锅炉作为辅助热源,可以由管道采暖温度自动控制燃油机组的启动或者停止。

北方某五星级酒店锅炉采暖改热泵采暖工程方案_16


通过以上数据对比我们我可以看出,使用热泵采暖的面积越大,时间越长,节能效果越明显;而从投资及节能比率方面我们也可以看出,使用热泵采暖越接近热泵的标准工况,比率越高(比率高意味着投资及收益率高),所以建议使用方案3~5中的一个都是最佳方案




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 发表于2018-11-12   |  只看该作者      

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