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            冷熱聯供技術在北京某項目上的應用

            時間:2019-04-08

            1、工程現狀


            通過對北京某酒店的的初步調研,發現一定量的夏季空調余熱沒有被充分利用而浪費掉。酒店總建筑面積17780平方米?,F狀該酒店內建有一座制冷站和一座熱力站。


            熱力站內設有兩套系統,一套生活熱水系統和一套采暖系統,生活熱水系統設計熱負荷1532KW,兩臺板式換熱器,一用一備,生活熱水循環水泵流量30t/h,揚程32米;采暖系統設計熱負荷約為2325KW,兩臺板式換熱器,兩臺共用。采暖循環水泵流量100t/h,揚程32米,兩用一備。一次管網冬季125/65℃,夏季70/40℃,二次空調采暖60/50℃,生活熱水55/12℃。生活熱水和采暖系統采用一次管網的熱水,通過水水熱交換器換熱。


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            制冷站內只有一個制冷系統,設有兩臺水冷螺桿式冷水機組(一用一備),空調夏冷負荷1316kw,備用水冷螺桿式冷水機組負荷1041kw。冷凍水泵209t/h,揚程35米,冷卻水泵369t/h,揚程26.7米,均為一用一備。冷凍水供回水溫度:7/12℃。冷卻水供回水溫度:30/34.7℃。若2臺冷水機運行其中1臺,每小時約有1516KW的熱量通過冷卻塔就白白浪費了。


            2、工程方案


            分析該項目夏季冷熱負荷的特點以及項目的實際情況,提出兩種改造方案,分別為根據余熱量和酒店的可用電量配置熱泵系統。


            方案一,根據項目的余熱量配置熱泵系統


            本項目通過熱泵回收有價值的余熱,即對進出冷卻塔的冷卻水進行熱能回收,經過熱泵制取75℃的熱水來加熱一次管網回水后將熱水輸入一次供熱管網,滿足生活熱水替代以及余熱入網的需求。即回收夏季排到空氣中的廢熱再利用,節約了冷卻塔的電耗,制取生活熱水,多余的熱量輸入供熱管網,即冷熱聯供。


            在春秋季,通過熱泵結合干冷器吸收空氣中的熱量,延長向管網的輸熱時間(3個月),干冷器同時可作為冷水機組的備用散熱設備,提高系統的整體安全系數。


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            方案二,根據可用電量配置熱泵系統


            酒店用電余量為218KW。方案一根據余熱量配置熱泵系統,需要申請用電增容至520KW。鑒于電力增容涉及到的審批時間和費用等問題,故提出根據現有電量配置熱泵系統,提取空調冷卻塔中的部分余熱量,剩余余熱量仍有冷卻塔中排入大氣。系統圖見圖3。


            3改造方案


            3.1方案比選


            由表1中可以看出,方案一能夠最大限度的提高能源的利用效率,節能效果更優。但是由于本項目地理位置處于城市核心地帶,用地緊張,用熱、用電負荷小,為此該方案暫不具備實施條件。故本項目選擇方案二。


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            3.2項目改造


            根據酒店可用電量,確定熱泵的型號,熱泵的最大電功率為154KW,夏天由冷卻塔回收熱量為390KW,夏天實際運行電功率為129KW,制熱量為518KW?;厥盏睦鋮s塔熱量約占制冷機散熱量的25.7%(總余熱量1516KW),其余制冷機熱量由冷卻塔排除。熱泵系統吸熱側與換熱側均采用間接供熱。


            熱泵吸熱側:采用一臺板式換熱器與冷卻塔進行熱交換,換熱器換熱量為470KW(吸熱量的120%考慮),循環水泵兩臺,一用一備,流量68t/h,揚程20m,功率7.5KW。補水泵、軟水系統無需更新。熱泵吸熱側進入口溫度為30/25℃,冷卻水進出口溫度為30/34.7℃。


            熱泵換熱側:換熱側按照換熱量518KW進行考慮,加熱一次回水換熱器換熱量為620KW(吸熱量的120%考慮),循環水泵選兩臺,一用一備,流量15t/h,揚程25m,功率3KW。補水采用站內補水及軟水系統。并在一次側加裝加壓泵(變頻控制)將回水加熱后輸送至供水。熱泵換熱側進出口溫度75/45℃,管網進出口70/40℃,生活熱水進出口55/12℃。


            計量:生活熱水及采暖采用原有換熱站內熱計量裝置。熱泵向管網內輸送熱量的熱計量裝置考慮到冬季運行時供水水流方向以及散熱器的熱損失,可考慮安裝在熱泵換熱側一次回水管道上。


            4、經濟效益分析


            在一個制冷季(135天)輸送給管網的熱量約為6042GJ,折合成熱價約為:52.56萬元。


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            5、結論


            通過熱泵提取冷卻塔的熱量,在供冷的同時,實現供熱,減少了能量的浪費,具有較好的節能效果和經濟效益。

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