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洗浴中心能源利用方案探讨及实例分析点击：1763 日期：[ 2014-04-26 21:35:35 ] |
| 洗浴中心能源利用方案探讨及实例分析 李 苏 (埃美圣龙(宁波)机械有限公司) 摘 要：分析洗浴中心能源利用方案,并提出相应解决措施。 关键词：洗浴中心 能源利用 方案探讨 我国能源利用效率过低,与供应现状极不适应。中国能源研究会提供的数据显示,我国目前能源利用效率仅为34%,相当于发达国家20年前的水平,相差10个百分点。国家发展和改革委员会、国家能源领导小组办公室和国家统计局也联合印发了《关于建立GDP能耗指标公报制度的通知》(发改环资〔2005〕2584号)要求。国家统计局决定建立单位GDP能耗等相关指标的报送制度,并对《能源统计报表制度》进行了修订。可见国家对能耗控制工作比较重视,这也是全球环境与能源发展的必然趋势。其中节能是能耗控制的有效措施,余能、废能的有效利用及循环利用越来越被社会所采纳。笔者将就有关洗浴中心能源回收利用做一探讨。 1·洗浴中心能源状况分析 洗浴中心以洗浴为主,要排放掉大量的洗浴用水。而排放掉的洗浴用水,其温度都在30℃以上,尤其在冬季,洗浴用水白白排掉实在可惜;其次,空调制冷、制热需要冷热源。一般洗浴中心安装的空调系统为风冷式空调机组,其空调机组冷热源为空气,能效比一般在3.0左右。夏季制冷时向室外放出热量,而这些热量既污染了环境,又不能为人们所利用,这种浪费既可惜又有害。如何切实有效地把这些能源进行利用互补,即将排掉的废水中的热量被冬季空调制热时吸收,夏季空调制冷时亦可将空调冷凝热回收产生热水供洗浴用,同时也能提高空调制冷能效比(一般在4.0以上),是该场所能源利用的首要问题。如果能够把这些能源加以相互利用与回收,将大大节省运行费用。 排掉的废水的热量回收可通过增加一换热装置来吸收,冬季为空调吸收,过渡季节亦可预热锅炉进水。空调废热回收同样通过在中央空调的冷水机组上加装热回收器,无须其他任何能源,空调的废热回收率达80%以上,最高转化水温度可达70℃。加热后的水可供洗浴用。据测算,一座万平方米的现代建筑,空调的冷凝废热排放高达6 500 kW。废热回收不仅能有效地保护环境,解决空调的“热污染”问题,其经济效益同样十分可观。如输入功率为90 kW的中央空调每天加热的水可供200人洗澡,硬件改装所投入约8万余元费用,可在4年内全部收回。 2·洗浴中心能源利用方案探讨 该洗浴中心热回收系统将洗浴系统与空调系统两者有效结合起来,通过增加不同功能换热器辅以相应电气控制,同时空调机组作相应设计更改,参见图1。其特征是从高压排气管至节流毛细管或膨胀阀前后增加了变工况旁通电磁阀、旁通毛细管、旁通单向阀与压力检测开关,通过检测系统压力及温度等来控制旁通阀的开启,从而达到空调制冷系统超工况时稳定运行的目的,保障机组全年度稳定运行,达到全年度能量回收利用的目的,避免一般空调热回收系统阶段性使用的弊端。下面结合洗浴中心热回收系统工作原理(图1)作详细介绍。 3·洗浴中心能源利用回收方案 3.1夏季空调制冷工况 夏季空调制冷工况时,制冷工质经换热器、单向阀、储液器、干燥过滤器、毛细管或膨胀阀节流至空调用水换热器蒸发制冷,经四通阀、气液分离器回压缩机。热回收热交换热器与换热器串联,其冷凝温度高于洗浴进水与废水进水温度,这样就会产生热交换。洗浴用水、废水会吸收空调冷凝热量,此时电磁阀1和2打开,电磁阀3关闭,洗浴用水被加热后流向锅炉,此时如水温达到用水要求温度,则锅炉不启动,如洗浴用水温度达不到要求,可通过锅炉蒸汽进行补充加热,此时锅炉加热量很小,这样达到了能量利用、节能的目的。另外,如果换热器感温探头(温度探头1)测试温度如低于设定温度,则室外风机不开,否则开启,从而也达到了节能的目的。 3.2·冬季空调制热工况 冬季空调制热工况时,压缩机排出的高温气体工质先经空调用水换热器加热空调用水,再经单向阀、储液器、干燥过滤器、毛细管或膨胀阀节流至换热器、热回收热交换热器,经四通阀、气液分离器回压缩机。原换热器转换为蒸发器,其蒸发温度远远低于废水进水温度,这样就会产生换热,此时电磁阀1和2关闭,电磁阀3打开,洗浴用水不再经过热回收热交换热器,空调工质会吸收废水热量。如果温度探头1测试温度>-4℃,室外风机不开,否则开启。如果废水出水温度<2℃(正常营业时不会出现,所以锅炉费用可不计),则启动锅炉加热,辅助加热废水,使废水温度>5℃时停止。 3.3 过渡季节 过渡季节空调系统不开时,洗浴用水进入热回收热交换热器吸收废热水热量后经锅炉二次预热,进入浴室使用从而也能达到节能的目的。如需要空调系统开启时,空调主机也能根据工况变化情况通过控制实现自动平衡,空调用水换热器同样也能通过热回收热交换热器进行热量交换,提供空调用冷(热)水,这样整个洗浴系统与空调系统可自由开启,灵活使用,不受限制。而常规的空调系统+热水设备却是各自独立运行,两者的能量都不能利用起来,且热量排放到大气中对环境造成了污染。 4·实例分析 下面就系统费用方面进行对比:热水用量20吨/天,室内温度18℃,热回收空调采用WAC030H-H 32 kW热回收型,燃气锅炉(天然气)采用名义加热量32 kW型号。 1)初投资对比 关于初投资费用分析,仅对空调设备投资方面进行比较,见表1。 2)夏季运行费用对比 加热1吨水,水温25~55℃,加热量约35 kW,热回收空调通过上述方案可以同时实现空调和提供热水。而常规空调只能实现空调效果,如另提供等量的热水,还需另加锅炉来实现,因此常规空调如要实现热回收空调的相同效果,就得增加一部分锅炉加热水的费用,其他时段暂按和常规空调一样(实际上其能效比要比常规空调高)作为比较基准,见表2。 3)冬季运行费用对比 加热1吨水,水温15~55℃,加热量约46.5kW,热回收空调通过上述方案,其能效比高达4.0以上(其换热侧为废水温度,远远高于环境空气温度,固其能效比远远高于常规空调),而常规空调能效比在冬季工况一般只有2.8左右,低温工况只有2.0左右,平均按2.4计算,也就是说常规空调+锅炉所达到即要空调又要热水的效果,热回收空调自身就可以基本做到,而不需另加锅炉,且耗能要少的多,只不过是热回收空调实际运行时间比常规空调稍多一点。因洗浴中心冬季是一直开放的,故其废水热量一直可以得到回收利用,运行费用比较见表3。 通过以上分析可以看出,采用热回收型空调机组,全年费用为:23 760元+37 728元=61 488元,在满足热水供应外,夏季还可为空调系统提供免费冷量32×20×180=115 200 kW(价值21 873元);而普通空调的冷量是要计费的。因此,热回收型空调机组全年要比采用一般空调+锅炉节约费用:101 205元-61 488元=39 717元,节约的费用可以弥补高出的初投资部分。 5·结 论 通过对洗浴中心热回收空调系统的能源利用方案分析,说明余热、废热的利用价值是相当可观的,采用热回收空调和采用其他热水加热设备相比,不用一年的时间就可以回收在设备上的多投入部分;不用两年的时间在运行费用节省方面就可以回收全部设备上的投入;与一般空调相比,克服了冷量热量不能兼顾、回收的弊端,产生的社会效益及对生态环境的保护具有积极意义。 |
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