酒店综合节能技术介绍及案例分析

豪生（厦门）酒店综合节能技术分析报告能源是保障酒店各种机电设备运行的基础动力。随着我国现代酒店的快速发展，虽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趋势，但与发达国家比较，我国酒店业在能源利用效率方面还存在较大差距。针对豪生（厦门）酒店机电设备的特点，常用的、实践证明比较成熟的节能技术做一分析。对于具体的节能项目进行基础理论分析，求得基础理论的技术支持。并以豪生（厦门）酒店的实际机电设备进行分析，对节能方法及其实际应用中的注意要点进行分析。供豪生酒店集团团队参考。1目前一般五星级酒店用能基本状况目前我国酒店业能源消耗费用平均约占酒店收入的13％左右。酒店用能一般比例平均约为：空调51％照明21％机电17％其他10％从酒店用能一般比例来看，空调用能占酒店用能的一半以上，节能潜力最大。其次为照明，下面我司将从这两个方面进行分析和节能计算。2空调节能技术及方法2.1冷冻基础理论简述1、实际冷冻循环分析：压缩机蒸发器冷凝器（1）（2）（3）（4）冷冻水冷却水节流冷冻循环简图TT2T1S冷凝12345蒸发节流膨胀压缩冷冻循环的T-S图P1P2冷冻循环过程文字表述：由蒸发器（4）出来的状态为1（T1,P1）的气体冷媒；经压缩机绝热压缩以后，变成状态2（T2,P2）。被压缩后的气体冷媒，在冷凝器（2）中，等压冷却冷凝，经状态3（T3,P2）而变化成状态4（T3,P2）的液态冷媒，再经节流阀（3）膨胀到低压（P1），变成状态5（T1,P1）的气液混合物。其中低温（T1）低压（P1）下的液态冷媒，在蒸发器（4）中吸收被冷物质的热量，在P1下气化，变成状态1（T1,P1）的气态冷媒。气态冷媒经管道重新进入压缩机，开始新的循环。以上为冷冻循环的四个过程。2、冷冻理论分析空调节能途径（一）（1）冷冻系数∑＝Q1∕-W=Q1∕(-Q2)－Q1式中Q1－－冷媒从环境（冷物体T1）吸收的热量，为正值；Q2－－冷媒向环境（热物体T2）放出的热量，为负值。W－－压缩机对物系（冷媒）所作的功，为负值。文字表述：∑表明外加1个单位的功，冷冻剂从冷物体所能够吸取能量。它是衡量冷冻循环效率的一个重要指标。3、冷冻理论分析空调节能途径（二）（2）理想冷冻循环（可逆循环）数字表达式：∑可＝Q1∕(-Q2)-Q1＝T1∕T2-T1式中：T1—冷物体的绝对温度（蒸发温度）T2—热物体的绝对温度（冷凝温度）文字表述：对理想冷冻循环来说，因为每一部都是可逆的，故理想冷冻循环的效率可为最大。而且与T1、T2有关，而与冷冻剂无关。分析：当蒸发温度T1升高时，冷冻系数升高；T1降低时，则反之。当冷凝温度T2降低时，冷冻系数升高；T2升高时，则反之。4、冷冻理论分析空调节能途径（三）（1）在T－－S图上求算冷冻能力TT2T1S冷凝12345’蒸发节流压缩冷冻循环的T-S图6’T1’T2’P1P2Q1Q1’X:1由冷冻循环的T-S图分析可得：●标准冷冻工况为（1-2-3-4-5-1）其制冷量积分面积Q1；●当冷凝温度降低至T2’时，其冷冻工况为（1-2-3-4’-5’-1），其制冷量积分面积为Q1+Q1’；●当蒸发温度升高至T1’时，其冷冻工况为（1-2-3-4-5’’-1），其制冷量积分面积为Q1＋Q1’’。●改变操作工况分析冷冻量的变化案例分析（a）冷冻机以氨为冷媒。标准运行工况：蒸发温度T1＝-15℃冷凝温度T2=30℃过冷温度T2’＝25℃△制冷量100000KCal∕h（b）改变运行工况后：蒸发温度T1＝-10℃冷凝温度T2=25℃过冷温度T2’＝20℃△制冷量135000KCal∕h（5）冷冻理论分析空调节能途径（四）☆冷冻理论与实践证明在蒸发温度一定条件下：冷凝温度T2升高1℃，空调冷水机组效率降低约4.2％左右。冷凝温度T2降低1℃，空调冷水机组效率升高约4.0％左右。在冷凝温度一定条件下：蒸发温度T1降低1℃，空调冷水机组效率降低约4.2％左右。蒸发温度T1升高1℃，空调冷水机组效率升高约4.0％左右。（6）冷冻理论分析空调节能途径（五）☆冷冻理论支持节能的途径方向A、冷凝温度越低，冷冻系数越大，可减少压缩机的电耗。B、蒸发温度越高，冷冻系数越大，可减少压缩机电耗。C、蒸发过程中所吸收被冷物体的热量和压缩机做功产生的热量是可以回收利用的。根据冷冻理论支持的空调节能的途径，设计相应的节能设备和自动化控制系统以及工艺管路等等，以达到节能的最佳化。2.2酒店综合节能建设基本条件和要求1）因地制宜，合理的采用符合本酒店的节能技术和方法。2）熟悉系统及设备的运行工况。3）节能经济效益明显。4）不影响设施系统及设备的正常运行，不影响对客服务的质量。5）节能设施要求具备操作简单，容易控制，无安全隐患。6）基本不影响周边环境。7）经过调查研究，科学论证工作后决策节能建设项目。2.3中央空调余热回收技术及其应用充分利用热交换原理，将空调的余热（冷凝热）进行回收，生产50～60℃热水，供酒店客房、桑拿、员工浴室等使用。由于回收的空调是冷凝热余热。所以生产热水量是零能耗。同时，由于部分余热回收利用，从而降低了冷凝温度。又使中央空调机组效率提高5～10％。由于技改后主机负荷减少，不仅节省主机的耗电量，同时也减少主机的故障率，延长了主机的使用寿命，是一举多得的优秀节能技术。（1）中央空调余热回收技术原理流程示意图（2）空调余热回收系统特点：●实现了两台主机互为备用一组余热回收器系统的管路工艺流程，从而进一步提高了余热回收率。●余热回收热水系统与原热水系统互联，确保供热水可靠性。（3）中央空调余热回收技术应用范围广泛应用于活塞式，螺杆式冷水机组。热水箱容积推荐按总用水量的30％左右设置。设有完善的热水锅炉备用系统。设有恒定热水出水温度的自动调节系统。（4）关键设备余热回收器面积计算传热方程式：Q＝KF△tm物理意义：在某一个传热状态下，每单位面积，每度温升所传的热量。式中：K－传热系数【Kcal/m2.h.℃】F－传热面积【m2】△tm－对数平均温度差【℃】传热系数K：描述了某一传热过程的状态，即传热能力的大小，K值的来源有三个方面：选用生产实践数据；实验测定；理论计算。在此推荐：计算空调余热回收面积的传热系数K值为580～720【Kcal/m2.h.℃】2.4中央空调循环水系统变频节能技术中央空调进行变频节能系统，需要硬件及软件技术的组合，利用矢量控制手段将动态过程相应补偿，恒转矩调压、瞬流干扰负向抑制技术综合使用。变频调速技术产生的新产品，通过同步跟踪，调压、调相、调节频率、瞬流抑制于一体，具有：(1)恒转矩的条件下调节控制电压，限制电流，使电机负载处于最适当、最小、最省电力的电压和电流运行状态；(2)矢量控制和模糊逻辑控制的优化调频技术，具有最先进通用变频器的全部功能；(3)由微机采样跟踪，实现功率因数动态补偿；(4)瞬流干扰抑制技术，过滤瞬流波动减小其所造成的损失和干扰。正是由于这些优势，使中央空调变频节能有实施的理论依据和进行控制的可行性。其主要应考虑的因素有：1)在中央空调设计时为保证在天气温度最高的情况下能满足要求，所以按最大的负荷设计并有15％左右的富裕量，而平时使用时并不能达到满负荷，所以存在较大的裕度，其中主机常常可以根据负载变化自动加载，卸载，而水泵的流量却不能随主机匹配调节，存在很大浪费；2)系统的流量压力必须靠截流阀和旁路阀调节来完成，因此不可避免存在较大截流损失和消耗大流量高压力主机，以及低流量小温差的现象。不仅大量浪费电能，而且还可能造成空调冷暖不适的情形，同时对系统设备带来不利的影响；3)电机起动电流为额定值的5倍左右。电机在如此大的电流冲击下，进行频繁的起停，对电机、接触器触点、空气形状触点带来电弧冲击，同时也会给电网带来一定的有害冲击。同时起动时带来的机械冲击和停止时的承重现象也会给机械传动、轴承、阀门等带来疲劳损伤。4)变频技术在现代空调中的使用已成为必然趋势，因此这不仅能有效改良现代空调系统的工艺不足，还能大幅降低能耗节省运行成本。因此，在中央空调系统中安装变频控制系统并设置闭环自动调节，使节能效果更好。1中央空调变频系统设计的依据在我国的南方特别是深圳地区周围，每年空调开的时间大约1o个月左右。这样一年之中，中央空调系统中的冷却泵机组和冷冻水泵机组都在固定的大流量下工作。另外由于季节、昼夜和用户负荷的变化，实际上空调负载在绝大部分时间内比设计负载低很多，如图1和图2所示。图1图2可由建筑物的实测得到热负载变化率的情况。这样，就可以决定水泵流量和压力的最大(100％)设计负载，这样相比，一年中负载率在50%以下的时间占全部运行时间的50%以上，一般冷冻水设计温差为5～7℃，冷却水的设计温差为4～6℃，在系统流量固定的情况下，全年绝大部分运行时间温差仅为1～3℃，即在温差低、流量大的情况下工作，增加了管路系统的能量损失，浪费了水泵运行的输送能量。一般空调水泵的耗电量占空调系统耗电的20～30％。因此，节约水泵在低负载时系统供水输出能量具有很重要的意义，所以随负荷而改变水流量的空调水泵系统就显示出巨大的优越性，而得到越来越广泛的重视及应用。采用变频器调节泵的转速可以很方便地调节水的流量其节能率通常可达35%～50%左右。例如水泵的运行特性如下：1)水泵的流量与转速的一次方成正比：Q=N；2)温差△T与转速一次方成反比，△T=l/n；3)扬程H与转速二次方成正比，H=N2；4)轴功率P与转速的三次方成正比，P=N3；它们之间的关系如表1所示。2中央空调变频系统的设计变频系统只涉及冷冻水机组和冷却水机组的变频调节控制。1)冷冻水系统它的水温取决于蒸发器的设定值，回水温度取决于蒸发器接收的热量，中央空调冷冻水出的温度与冷冻水的回水温度设计最大温差为5C(出水为8C，回水为13C)。现采用在蒸发器的出水管和回水管上装有检测温度的变送器。再与PID温度调节器、PLC和变频器组成闭环控制系统，通过冷冻水的温差来控制，使冷冻水泵机组的转速相应于热负载的变化而变化，当第一台电机已达到工频时，还达不到要求时就可起动第二台电机，工频运行，然后调控第一台电机。这样不断调整控制，使其达到最佳的效果.2)冷却水系统降低水的温度取决于冷却塔的工作状态，我们只需控制高温冷却水的温度(冷凝器出水口)即可控制温差。现采用温度变送器，PID调节器，PLC变频器组成的闭环控制系统，冷凝器出水温度控制在T2，(例如38C)，使冷却水泵的转速相应于热负载的变化而变化。同样，当第一台电机已达到工频时，还达不到要求时，就可起动第二台电机实行工频运行，然后调控第一台电机，使之达最佳的状态。3)系统投入预算变频节能系统由于采用闭环控制，电机按需要设定温度，使设备容量随时间季节变化，热负荷通过转速调节能在满足要求的前提下最大限度的节能，并减少对电网的冲击。豪生（厦门）酒店中央空调有4台冷却泵，其中2台为55Kw,2台为30Kw(其中1台备用)，冷却泵合计功率为55KW*2＋30KW*1＝170KW，采用变频节能系统投入约：单价2000元/KW，则冷却变频系统造价约需：140*2000.00元=28.00万元。豪生（厦门）酒店中央空调有4台冷冻泵，其中2台为45Kw,2台为22Kw(其中1台备用)，冷冻泵合计功率为45KW*2＋22KW*1＝112KW，采用变频节能系统投入约：单价2000元/KW，则冷冻变频系统造价约需：112*2000.00元=22.40万元。4)功耗分析及变频节能预测1、中央空调每天工作时间为24h，并且根据时段环境气候，开机台数都不一样，现以1台55kW冷却泵和1台45kW冷冻泵为例计算工频运行状态全年耗电量A、55KW冷却泵工频运行时，三相工作电流75A，功率因数取0.8P=（1.732×380V×75A×0.8×24×30×12）÷1000=341190kWh变频运行时，三相工作电流为45A，功率因数取0.95P=（1.732×380V×45A×0.95×24×30×12）÷1000=243098kWhB、30KW冷却泵工频运行时，三相工作电流