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商业项目做这3种措施,让空气源热泵“省上加省”
发布人:保定春岛水源热泵   发布时间:2019-9-6

现在全国各地都在拆燃煤锅炉,北方地区更不用说,政策非常严厉。禁止烧煤后,影响最大的就是各种商业场所,比如泳池、浴池、宾馆、洗浴中心、汽车4S店、农庄、办公楼、工厂等项目。这些地方之前都是自己烧锅炉,但现在不让烧了,全部都要进行改造,而在替代能源中,不管是烧天然气还是用电锅炉,后期运行费用都非常高,长期来看很不划算。因此,空气源热泵现在是燃煤替代市场上最受欢迎的方式之一

尽管空气源热泵的节能优势无可取代,但由于初投资成本比较高,再加上有部分热泵项目在后期的运行过程中,节能效果并不理想,导致很多客户对改造空气源热泵犹豫不决。从原理来讲,无疑是比电和天然气更节能的,但很多时候由于在系统设计时考虑不全或者其他原因,结果并没有达到理想中的效果。
另外,对于节能,很多经销商都走进了一个误区——现在很多同行都是以不变应万变,不管是什么项目,都是用一种方式在做,如果我是做空气源热泵的,那么设计系统时就只考虑空气源;如果我做水源,那么我就只考虑用水源。
其实,要让系统更节能,必须要以“万变应不变”。我们在设计项目系统的时候,可以根据项目特点,采用不同的热源和不同的设计方式,会更容易做到项目的节能。比如说,同样一个宾馆,不同的位置、不同的用途,设计系统时也不一样,变化很大。
那么,商用项目用空气源热泵如何设计更节能呢?
接下来,热泵商学院金牌讲师、河北经销商王树国,将以洗浴中心、办公楼及酒店宾馆等常见的商业改造项目为例,介绍如何根据项目特点来设计系统,来达到节能的目的。
一、浴池、澡堂类项目
先说我做的比较多的洗浴中心、泳池这类的项目,这也是市场上改造需求最大的场所之一。
1.1 90%浴室没做余热回收
澡堂、浴室在北方很常见,很多都有泡池,而且热水量很大,一般男泡池都在50吨左右,女泡池大概10~15吨,另外还有淋浴区等。

为了了解这类项目的情况,我还特地跑了很多洗浴中心做调研。现在基本上90%的浴室都没有做热回收,浪费非常严重——泡池的水一般少则两三天、多则一个星期就要更换一次,而换掉的热水都没有加以利用,另外,淋浴区的热水也都是直接排走了。
浴室的老板之所以对这些热量不重视,一个很重要的原因是烧煤比较便宜,便宜的就三四百元一吨,多烧点也没多大的压力。但是,现在煤不让烧了,燃煤锅炉全部都要被拆掉,不管是煤改电还是煤改气,运行成本都大大提升了,至少是原来烧煤的2~3倍,如果之前每个人消费一次收15元还有盈利,可能改造后这个价格还要亏钱。这对客户来说,用什么能源或者系统更节能就非常重视了。所以,对我们来说,这个领域的市场潜力也是非常的大。
1.2 余热回收的3种系统设计方式
余热回收有好几种方式,我现在也在探讨,也做了一部分项目。具体改造,我们要根据不同形式的浴室来做。
利用废水池换热:先说比较常见的、建废水池来回收余热。这里涉及到废水池的建造,有条件限制,并不是所有浴室都适合,很多地方是不适合建废水池的。废水池的大小也要看具体情况,如果条件允许的话,最好是能满足一天废水的排放量。假如每天的废水量是30吨,那就建个30吨的废水池。
废水换热的方式也有很多种,有的用板换,但废水池做了过滤很容易堵,这是个很难解决的问题。我的方法是把盘管放在废水池里面,盘管里走的是氟,相当于是氟在吸热,这样不会出现堵塞的情况,最多盘管上会有些脏东西,污垢、淤泥什么的,用水压枪一冲就干净了。
利用除湿换热:我们说余热回收,其实余热的概念是很广泛的,不仅仅只是废水的余热,还有空气中的余热,浴室里的热气都是热量。而且,这个热量还必须通过新风或者其他方式把湿热抽出去,否则浴室里会很湿、很闷。如果不排湿,室内的湿度会达到90%甚至更多,而一般来说,浴室湿度最好是控制在60%以下,这个范围是比较舒服的。
湿热空气直接排出去的话会损失大量的热量,其实我们完全可以用除湿的方法把空气中的热量收回来。我们都知道,除湿的过程就是制冷,而制冷的过程本身就是热回收。
这种方式相当于把空气源热泵的蒸发器放到浴室上边,大量的吸热,这个过程会产生冷凝水,相当于把湿气也除了。这样一来可谓一箭三雕:不但解决了除湿问题,也把空气中的热量回收了,另外还可以用这个热量来维持浴池的恒温。如果安装条件不允许,我们也可以通过风盘和风道,把热量回收起来,再循环给到水箱里面。这样基本可以满足维持浴池恒温的热量。
当然,如果有条件,废水池还是要建的,因为淋浴也需要热量供应。
利用管道回收热量:如果不能建废水池,还有一个比较好的回收余热的方法,就是在地下铺管来回收热量,热水淋浴的时候过程中,就把热量给回收了,然后给到水箱。
这种方式我也尝试过,在北方冬天效果特别明显。一般石家庄冬季水温在8~9℃,如果采取这样的方式,可以把水温提高到30℃左右。
二、办公室、教室类项目
办公室、学校教室还有工厂、写字楼、商用办公这些地方有一个特点,那就是白天用而晚上几乎不怎么用,所以在设计的时候完全可以根据这个特点来让系统更加节能。
2.1 市场特点:白天用,晚上停
商用办公场所基本都是白天使用,而晚上只要维持不冻就可以了。这样的场所很多,像写字楼、工厂车间、学校教室等大多数还是自己烧锅炉采暖,而制冷基本都是用的氟空调,所以改造的潜力非常大。

北方大多数城市都有峰谷电,晚上的电价很便宜,这和这些商业办公场所的使用时间刚好相反。所以,我们在设计系统时完全可以把这个因素考虑进去,利用电价的最低点和空气源热泵产品能效的最高点,来做到系统更加节能。要做到这点也不难,用蓄能水箱就是一个很好的方法。
2.2 设计要点:低电价和高能效
先说夏天制冷,这个也是节能效果最明显的时候。在夏天,晚上是室外温度和室内温度温差最小的时候,也是空气源热泵一天中工作效率最高的时候,而且,这时候还是一天当中电价最便宜的时候。如果能让机组在这个时间工作,把冷量储存起来,然后在第二天白天需要冷量的时候释放出来,机组的的能效比可以想象会有多高!
而实施起来也不复杂,做一个大的蓄能水箱,水箱的保温做好一点,让机组在晚上的时候工作,设置定时开机,就能够把大量的冷量蓄到水箱里面。要知道,水箱的保温只要做到位了,一天下来温度的变化幅度基本没什么变化的。
而在冬天制热的时候,由于冬天晚上温度低,这时候和室内的温差是最大的,也是空气源热泵机组工作能效最低的时候,所以,这时候需要进行核算——一种是利用电价的最低点也就是谷电加热,一种是利用空气源热泵能效的最高值加热,就是温度最高的时候加热——看哪种方式更节能。
如果晚上电价是白天的一半,而热泵机组白天COP的能效不能满足是晚上COP的两倍,那么,让热泵机组在晚上利用谷电工作就节能一些;反之,则是让热泵在白天温度高的时候工作更节能。
一般来说,晚上只要温度在-5℃以上,空气源热泵机组的COP可以达到2.2以上,这时候机组工作来蓄热是比较值的。
2.3 蓄能水箱配多大?
既然是利用水箱来蓄能,那么水箱要配多大才有蓄能的效果呢?水箱配小了,储存的能力可能维持不了一天的使用,配大了则性价比降低,而且还浪费。一般来说,水箱的大小可以根据建筑需要多少的能耗来设计。
比如说,石家庄一栋1000㎡的节能建筑需要5个小时(假如办公时间是8个小时,释放5个小时的热量就可以,建筑有保温作用)的热量,那么按我们就可以按节能建筑60W/㎡的热负荷取值,计算出每小时建筑需要的能耗是60KW,5小时就是300KW,也就是说要蓄300KW的热量。
制热温差一般设置是10℃(55-45℃),而1吨水每升高或降低1℃,需要的热量是1.17KW,1吨水降低10℃提供的热量就是11.7KW。那么,水箱的大小就等于300KW除以11.7KW/吨,结果是25吨左右。
1000平的建筑,热负荷按60W/㎡取大概配个30P机就够了(可以用3台10P,这样的好处是万一有一台坏了其他两台还可以用,另外用三台机组一起用还有变频的作用)。
三、景区酒店类项目
现在全国都很流行农庄,李克强总理也说要发展农村经济,发展农村旅游、观光经济。石家庄周围也有很多农庄,这样的项目有一个特点,一般都是4、5月份开始,然后10月份就结束了,淡旺季比较明显——跟景区酒店比较类似。这个特点在秦皇岛我感受最明显。
3.1 市场现状:热泵应用少,市场反馈一般
我曾对河北周围的很多农庄和季节性酒店做过调研,这些酒店,尤其是小酒店,在制热水和制冷上——由于冬天游客少,采暖需求不大——不外乎这几种方式:一是用电热水器洗澡,用常规空调制冷;还有部分酒店升级了一部分,热水用空气源热泵,制冷还是用氟空调。据我所了解的,客户对空气源热泵的反馈还是比较费电。

空气源热泵本身肯定是节能的,之所以费电,一个最重要的原因就是设计不当,没考虑到细节的东西。
举个例子,一个景区宾馆,大概30来个房间,设计的3吨水箱,用5P机组来带,从配置上来说是够了的。但问题也出来了,这样配置是针对宾馆全部入住的情况下设计的!
但淡季的时候,除了周末人多点外,其他时候的人很少,可能就只有10来人洗澡,而在设计的时候大都是用水箱的高液位来控制补水,当液位低于设定值时就开始补水,这样一来3吨的热水就严重浪费了,因为水箱在不停散热,可能比用电热水器能耗还高。所以,客户会说空气能一点都不省。这其实不是产品不节能,而是设计更耗能。
3.2 酒店夏天制冷+热水,用“水源”更节能
针对刚才举的例子,其实改一点就可以了,把液位控制做成多液位段控制就行。这样一来,淡季的周一到周五完全可以只维持烧一吨水,不需要全部加热,而旺季来临时,逐步往上加,这样就能减少浪费,也会更加节能。
当然,这还不是最佳的设计方式。我会设计成一个标准的水源热泵。很多人一想到水源就是从地下抽水,其实从上面抽水也是一样的,要从热泵的本质上去思考。
原理也很简单,把原来的一个水箱,做成两个水箱(假设为A、B水箱),我们可以把A水箱里的水的热量抽出来给B水箱,这样B水箱就成了热水箱,而A水箱由于热量被提取出来就成了冷水箱,然后用B水箱来供热水,A水箱用来制冷,就相当于一份电做了两份功。如果系统设计恰当,这样设计节能效果会非常明显,投资成本很快就能够收回来。
我们可以计算一下:一般酒店房间空调也就1.5P或者1.2P,大概就1KW,每天工作10个小时也就是10度电,一个月按25天算就是250度电,6个月(旺季)就是1500度电,酒店电价一般是1.2元/度,也就是说每个房间一个旺季下来是1800元。如果用我刚才说的方式去设计,在满足热水量的同时,一个房间就能省下1800元的制冷费用。这样算下来,能效是非常高的。
3.3 设计关键点:如何让冷、热量平衡
当然,具体做起来没那么简单,设计时有几个关键点。
比如说,天气很热,大家都开了空调,但这时候洗澡的不多,这样热量就多了,冷量不够;或者下雨了,大家都不开空调,但是需要洗澡,这时候可能热水就不够了。这里就涉及到冷量和热量的平衡问题,只有把这两个问题解决掉,系统才算比较完美。
解决方式我这里说两种:
一种很简单,就是加大水箱的吨量,把水箱做的相对大点,做到可以满足酒店一天的制冷量和热水量。这样一来,不管这样,冷、热量都是够的,但成本上要增加。
另外一种方式,是继续在水箱上做文章——把原来的A、B两个水箱,再细化成A、B、C三个水箱,其中,A还是制冷水箱,B是中间过渡水箱,C是热水箱。A、B水箱相对做大点,C水箱做成恒温水箱,假如C水箱一直维持55℃,那么B水箱的水温加热到40℃或者45℃。而水箱大概做多大,我们也可以根据酒店用水量算出来,加热一吨水升高1℃需要1.17KW,根据这个可以算出要储备多少的热量。
其实,这样的做法可以应用到任何酒店的夏天制冷+热水上。现在大部分酒店都是做一个水箱,需要5吨的水量就做一个5吨的水箱,这样其实有一个很不好的现象,比如说大家都是到一定液位就停了,当有5℃温差的时候就会把水箱加热,当晚上12点后,温差小于5℃时还是会启动热泵加热,其实这个时候加热是没有必要的,一是不需要,二是能效比低,但主机就是这么设计的,没办法。
我们可以再做个小水箱,比如说30吨水,可以做成1个25吨和1个5吨的,5吨是恒温水箱,当洗澡的时候热量不够了,可以迅速把水加热,设定的10℃温差。这样就不用维持一个大的水箱的温度,系统会很节能。

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