风冷模块热回收 空气源热泵综合解决方案在广州某大酒店的节能工程应用

中央空调热回收技术在我国得到了广泛的应用，热回收风冷模块空调系统是把制冷循环中，制冷工质冷凝放热过程放出的热量利用起来制备热水。运行方式为：夏季机组制冷运行，热回收空调机组在制冷的同时提供免费的全部生活热水；冬季机组制热运行，带热回收机组为室内提供采暖和供应热水。众多工程实例说明，将空调运行时的冷凝热进行回收来加热生活热水，不但可以减少冷凝热对环境造成的污染，而且还可以大大节省能源。

空调带热回收的原理如图（图1）所示，空调带热回收的原理与普通空调制冷循环原理相同，只是在冷凝器的进口前多加入一个热水换热器，冷水直接进入热水器入水口，通过逆流循环吸收压缩机排出的高温高压的制冷剂释放出来的热量，这时不但达到加热冷水的目的同时也提高冷凝系统的效率。加热后的热水（55℃~60℃）直接进入保温水箱，以备各项生活热水之用。由于冷凝热在空调制冷运行时是视为废热，要采取措施排到室外空气中的，因此，该热回收空调技术在节能方面的效果是相当显著的，特别是该系统在夏季制冷时所产生的热水是完全免费的。

图1

2 ．工程概况

本项目是位于广州市的卡尔文大酒店，是具有四星级设施集住宿、餐饮、商务为一体的综合性宾馆。交通便捷，环境幽雅宜人。建筑物楼高9层，建筑面积约5500多平米，共有客房总数120间，整个宾馆需要中央空调和全年24小时生活热水系统供应。

中央空调采用8 台风冷模块机组（带热回收）与2 台空气源热泵热水机联合运用，全年提供制冷、制热与生活热水，模块机组单台制冷量65kw，制热量70kw，热水机制热量单台45kw。夏天供冷的同时热回收得到免费的生活热水，冬季采用空气源热泵热水机供应热水，即能完全满足宾馆的使用。

3 ．系统方案设计

本酒店各房间的空调冷、热负荷由各个区域的空调末端卧式暗装风机盘管来承担。气流组织形式为风机盘管侧送风上回风的方式。水系统为二管制，水管路为同程式布置，管材采用镀锌钢管；冷凝水管采用PVC管；冷冻水管和冷凝水管均采用B1级橡塑材料保温。在需要空调的季节风冷模块机组开启制冷或制热运行，向房间供冷或供热。

热水方案考虑经济、节能、环保等要求，采用热回收式风冷模块空调机组+空气源热泵热水机供应热水，解决全天候供应水温在55℃～60℃的热水。根据热水量的计算，将其中的4 台风冷模块机组带热回收功能。见图2系统图。

图2

空调制冷或制热运行时，利用空调热回收制热水；若制冷主机未全负荷工作时，机组热回收量小，热水量不能满足要求，这时所缺热水可由空气源热泵热水机补足热水；空调不运行的过度季节里，利用1台空气源热泵热水机制热水，保证用水温度及用水量，同时大大节能为宾馆节省了50%以上的运行费用。满足热回收和集中热水的供应，热水系统配置了2 个不锈钢保温水箱。

4. 热回收模块机组特点

商用中央空调汇集数字控制，先进制冷技术，模块组合，网络技术及故障诊断等，当今先进技术，在健康舒适、节能、超低噪音、安装维修简便、精确控制、网络工程、节省空间等方面具有传统中央空调和家用空调不可比拟的优势。

①采用模块化的组合设计理念，由微电脑控制，自动按照负荷的需要启动相应台数的机组单元，使机组的输出始终与需求负荷保持一致，达到最佳的能量调节，即使在低负荷输出时也不会降低机组的运行效率，具有优越的经济效益。

②机组可放置在建筑物屋面，无需设专用机房，节省了宝贵的主机占用室内的建筑面积。

③在选用多台主机时，可根据工程实际需要，将多台模块主机进行组合，实现完美的无缝拼接。

④采用国际名牌压缩机，优质换热器，制冷制热更加强劲，能效比高。

⑤具有自动喷淋式功能，机组通过主机控制器，可根据实际负荷变化与环境温度的改变来判断，当环境温度达到35℃时机组启动喷水冷凝，这是机组制冷输入功率可降低15%左右；即使在气温高达50℃，机组也能安全稳定运行。

⑥模块化风冷冷热水商用中央空调机组系统由多台模块单元机组组成，每一个模块单元又具有一个或多个完全独立的制冷系统，可以按照所需的制冷量的大小，选择不同的单机组成不同制冷量的机组集成，使之完全满足实际的需要。现有空调系统需要增容时，只要增加新的模块单元即可，便于客户分步投入。

⑦模块化系统内的每个模块单元的每个制冷系统都是彼此独立的制冷系统，因此可以互为备用，任何一个系统发生故障都不会影响其他模块机组的运行，在机组的运行过程中，可以对发生故障的机组进行维修和保养，而不影响其他机组的运行。

⑧模块单元紧凑、轻巧，不需要重型搬运机械，普通电梯就可将机组运至安装现场。

⑨机组设置了冷冻水低温、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、压缩机温度、蒸发器温度、电源缺相错相等多重保护，保证机组在恶劣工况下的安全运行。

⑩冷热水模块机组不需要安装冷却水塔、冷却水泵装置，热泵型机组可实现制冷和制热，无需另设锅炉等采暖设备，系统安装简易方便。

11 利用空调热回收制备生活热水，在机组制冷时回收系统的冷凝热加热热水，回收的热量为机组制冷量的30%，在空调制热运行过程中利用约15%的制热能力提加生活热水，直到达到使用水温后停止加热，比直接加热节能70%。

12 热回收制取水温为60℃的生活热水。为解决在冬季和空调不用的季节能提供生活热水，在工程实际应用中可与空气源热泵热水机组联合应用，提供任何气候条件下的全天候热水解决方案。

5. 节能经济性分析

a 、热负荷计算

日用水量m =15000kg,所需热负荷Q=cm△t=1×15000×（55℃－15℃）=600000（kcal）

b 、热回收55℃热水量计算

费用：由于这部热量为回收热量，所以制得热水即为免费获得。可用可不计。

c 、空气源热泵运行费用计算

电发热值860kcal/度，空气源热泵效率300%～600%，在南方全年效率以350%计，管道热损失5%，电0.8 元/度。

耗电量：600000÷860÷3.5÷0.95=209.83（度/天）

运行费用：209.83×0.8=167.86（元/天）

平均费用：11.19 元/吨

d 、燃油炉运行费用计算

轻柴油热值10200 kcal/kg，效率80%，管道热损失5%，油4.8 元/kg。

耗电量：600000÷10200÷0.8÷0.95=77.4（kg/天）

运行费用：77.4×4.8=371.52（元/天）

平均费用：24.77 元/吨

e 、燃气炉运行费用计算

液化气热值23000 kcal/kg，效率80%，管道热损失5%，气12 元/kg。

耗电量：600000÷23000÷0.8÷0.95=34.32（kg/天）

运行费用：34.32×12=411.9（元/天）

平均费用：27.46 元/吨

f 、电水炉运行费用计算

电发热值860 kcal/kg，效率95%，管道热损失5%，电价0.8 元/度。

耗电量：600000÷860÷0.95÷0.95=773.05（kg/天）

运行费用：773.05×0.8=618.44（元/天）

平均费用：41.23 元/吨

g 、运行费用对比

该地区每年用空调时间约为5个月，即5—10月，由以上计算可知，采用风冷模块机组加热回收装置，在这5个月由空调热回收所提供的生活热水全为免费。相比其他空调系统之下，风冷模块机组加热回收装置系统为业主提供热水之余还省下了一笔较为可观的加热热水费用。

6. 总结

综上所述：热回收型风冷模块空调机组具有中央空调和供给中央热水的特性。在开空调的季节，利用热回收可获得55～60℃的生活热水，这样既提高了能源利用率，减少了能源消耗及对环境的污染，又节省了能源费用的开支。在工程实际应中将热回收风冷模块机组与空气源热泵热水机的联合使用，可提供任何气候条件下的全天候热水解决方案。适用于宾馆、酒店、会所、餐厅、医院、别墅以及既需要空调又需要大量热水的其他场所。