山西省某综合酒店污水源热泵空调设计案例

一、工程概况 ：
1、 本工程项目地处于山西省太原市地下三层地上二十六层的综合酒店。总建筑面积：32300M 2 ，建筑高度99.7M，空调面积为7970M 2 ，空调总冷负荷为9500KW，总热负荷为6600KW。
2、 本建筑位于：北纬：37.78 东经：112.55
① 夏季室外参数：
大气压：919.2hpa
干球温度：31.2℃
湿球温度：23.4℃
日平均温度：26.1℃
日较差：9.8℃
相对温度：72%
平均风速：2.1m/s
空气透明度等级：4
② 冬季室外参数：
大气压：932.9 hpa
空调计算温度：-15℃
计算相对湿度：51%
采暖计算温度：-12℃
平均风速：3.3m/s
③ 室内设计计算参数：

房间名称	室内温度℃	新风量 M3/h	噪声声级 NC（dB）
夏季	冬季
客户	25	22	50	35
餐厅	25	18	20	40
办公室、会议室	26	18	30	40
门厅	26	18	20	/
健身房	25	20	20	40
游泳馆	26	20	20	40
桑拿	26	25	20	40
更衣室	26	22	30	35
厨房	28	16	排风40次/h	/
公共卫生间	28	16	排风10次/h	/
地下汽车库	28	5	排风6次/h	/

二、 热力计算及设备选择
1、 有利的地理位置
① 邻近汾河。
② 靠近城市污水道。
地下水资源丰富，地热能量较多，最适合于水源热泵空调机组运行。
2、 报告依据
① 国家有关批发文件。
② 节能减排，可再生能源利用相关文件。


③ 第三世界国家建筑节能标准。
④ 2009年国家建设部有关文件。
3、 甲方提供参数
① 城市污水道：W=5000mm
H=1000mm
V=1.5M3/h
总流量约为；27000M 3 /h
② 城市污水：
冬季水温：13-17℃
夏季水温：22-25℃
4、 设备选型
① 以最大冷负荷9500KW和最大热负荷6600KW为标准进行计算。（一般酒店使用率≤85%，空调同时使用率≤70%）
② 机主运行的最低条件：
夏季：冷凝水温≤55℃
冬季：蒸发水温≥5℃
③ 机组运行的标准工况：
制冷工况： 冷冻水进水温度：12℃。
冷冻水出水温度：7℃。
冷却水进水温度：35℃。
冷却水出水温度：30℃。
制热工况1：采暖水进水温度：40℃。
采暖水出水温度：45℃。
冷却水进水温度：15℃。
冷却水出水温度：10℃。

制热工况2：采暖水进水温度：30℃。
采暖水出水温度：35℃。
冷却水进水温度：12℃。
冷却水出水温度：7℃。
④ 设备选用六台机组并联即：
9500/6=1583.33KW
（以最大负荷为计算标准）
型号：GEO-1700HP
制冷量：1700KW/h
制热量：1950KW/h
冷却水流量：300m 3 /h
（运行总耗水量小于污水流量）。

三、 设备说明
1、 主机设备选用外资企业生产的污水源热泵热水机：
型号：GEO-1700HP
制冷量：1700KW/h
制热冷量：1950KW/h
压缩机型号：R780W*2 （上海汉钟）
输入功率：180KW*2
2、 工况：
制冷工况：冷冻水进水温度：12℃。
冷东水出水温度：7℃。
冷却水进水温度：30℃。
冷却水出水温度：35℃。

其标准冷量：854 KW/h *2=1708 KW/h
制热工况1：采暖水进水温度：40℃。
采暖水出水温度：45℃。
冷却水进水温度：15℃。
冷却水出水温度：10℃。
其标准冷量：975KW/h*2=1950 KW/h
制热工况2：采暖水进水温度：30℃。
采暖水出水温度：35℃。
冷却水进水温度：12℃。
冷却水出水温度：7℃。
其标准制热量：854KW/h*2=1708KW
水流量：≤300m 3 /h*6=1800 m 3 /h≤2700 m 3 /h
3、 其优点：
① 能效比高COP≥4.5。
② 多机组并联，节能。
③ 能量调节范围大。
④ 便于日常护理。
⑤ 充分满足冷热负荷要求。

四、污水源热泵机组优点
污水源热泵中央空调机组工作原理：
污水源热泵中央空调利用污水（生活废水、工业温水、工业设备冷却水、生产工艺排放的废温水），借助制冷循环系统，通过消耗少量的电能，在冬天将水资源中的低品质能量“汲取”出来，经管网供给室内空调、采暖系统、生活热水系统；夏天，将室内的热量带走，并释放到水中，以达 到夏季空调的效果。
　 污水源热泵中央空调机组的特点与优势 ：
　　 我国北方地区，冬季采暖主要是依靠煤、石油、天然气等石化燃料的燃烧来获得。采暖与环保成为一对难以解决的矛盾。城市污水是北方寒冷地区不可多得的热泵冷热源。它的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，这种温度特性使得污水源热泵比传统空调系统运行效率要高，节能和节省运行费用效果显著。
　　 原生污水源热泵机组以原生污水为热源，冬季采集来自污水的低品位热能，借助热泵系统，通过消耗部分电能，将所取得的能量供给室内取暖；在夏季把室内的热量取出，释放到水中，以达到夏季空调的目的。它有以下特点：
1.环保效益显著
　　 原生污水源热泵是利用了城市废热作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统，污水经过换热设备后留下冷量或热量返回污水干渠，污水与其他设备或系统不接触，污水密闭循环，不污染环境与其他设备或水系统。供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，环境效益显著。我国年污水排放量达464亿m，可节省用煤量0.33亿吨，以全国年总能耗30亿吨标煤计算，达到了1.1%，若按暖通空调的一次能源消耗量10亿吨标煤计算，达3.3%。同时每年可减少排放量达72万吨。
2.高效节能
冬季，污水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。
　　3.污水源参数
　　 (1)污水水质问题
　　 城市污水包括工业废水,工业冷却水,及生活污水,而城市二级污水是经过一级物化处理和二级生化处理,去除了污水中大量的杂质,降低了污水的腐蚀度,更有利于污水中热能提取.
(2)污水水温保障
城市污冬暖夏凉,常年温度稳定,污水水温在冬季比环境温度高15--20度,夏季温度比环境温度低10--15度.因此热泵具有良好的热源,污水源热泵利用温差在5度,因此污水源热泵完全可以在高效率运行.
　 (3)污水量的保证
　　 城市污水水量的变化主要是生活污水的变化,而生活污水的出水量基本保持不变.
　 (4)污水换热器:
　 污水中含有大量油性污物,流经换热管时会产生挂膜现象,关闭黏结粘泥,从而增大换热热阻,影响换热效率,因此在设计污水换热时使污水走管程,同时设置自动反清洗装置,在换热器运行期间定时进行反冲洗,保证换热效率,提高热能利用率.
4.综合分析
(1) 机组运行稳定水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，是很好的热泵热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，
使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。
　　(2)一机多用
　　 此热泵系统可供暖、空调，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。城市污水热泵空调系统利用城市污水，冬季取热供暖，夏季排热制冷，全年取热供应生活热水，夏季空调季节可实施部分免费生活热水供应。一套系统冬夏两用，实现三联供
　 (3)节电
污水源热泵将污水热能连同热泵机组本身产生热能一并转移到室内,能效比高达4.5-6.0,能源利用率是电采暖的3-4倍, 污水源热泵与空气源热泵相比,夏季冷凝温度低,冬季蒸发温度高, 能效比和性能系数大大提高,而运行工况稳定,比传统中央空调节省30﹪-40﹪的运行费用.
　　(4)节水
　　 污水源热泵无需设冷却塔,节约了大量水资源.
　　(5)运行安全
　　 污水源热泵既可省去打井费用,又不需要抽水与回灌所需动力,也可避免因回灌而引起的水资源破坏的问题.
　　(6)环保效果显著
　　 污水源热泵不需要锅炉,没有燃烧过程,不存在固体废弃物,有毒有害气体及烟尘排放问题,是环保型中央空调.