中高檔旅館免費熱水供應系統在我國應用節能效果的初步評價(jià)

摘要 本文分析了夏季中高檔旅館空調冷凝熱免費熱源熱水供應系統（HRWH）在我國應用的意義，通過(guò)計算分析，得到了該系統在我國各主要城市應用的節能效果初步分析，并提出了在今后的研究中，有待解決的幾個(gè)問(wèn)題。
　　
關(guān)鍵詞 免費熱水供應系統 冷凝熱 熱島效應

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0 引言
　　
　　夏季，旅館類(lèi)建筑為了滿(mǎn)足賓客對舒適、健康居住環(huán)境以及各種使用功能的要求，需要同時(shí)供冷和供熱。在常規系統中，一般要設置兩套獨立的系統，分別供應冷量和熱量，其優(yōu)點(diǎn)是：熱水供應系統與空調系統相互獨立，互不干擾，易于調節。但是，近年來(lái)隨著(zhù)我國對"節能、環(huán)保"問(wèn)題認識的逐漸增強，使得常規系統在實(shí)際運行中所暴露出來(lái)的問(wèn)題也日益嚴重。因此，本文針對常規系統志存在的問(wèn)題，提出了在中高檔旅館中利用空調冷凝熱量進(jìn)行免費熱水供應的新系統（Heat Recovery Water Heating, 簡(jiǎn)稱(chēng)HRWH）。
　　
1 常規系統在實(shí)際運行中存在的問(wèn)題
　　
　　常規系統是指在中高檔賓館中通常存在的空調系統與熱水供應系統，圖1是該系統的運行圖示，從中我們可以發(fā)現以下的問(wèn)題：
　　
　　　　　　　　　　　　　　　　圖1 夏季旅館類(lèi)建筑常規熱水供應與空調系統運行方式
　　
　�。�1）空調冷凝熱的直接排放造成的能量浪費問(wèn)題
　　空調冷凝熱是空調系統制冷量與制冷機輸入功率之和。從圖1中，我們可以清晰的看到，夏季輸入賓館類(lèi)建筑的能量大部分以冷凝熱的形式排出，其中包括圍護結構傳熱量、新風(fēng)熱量、太陽(yáng)輻射得熱量（屬于外擾），照明、空調用電、人體散熱等（屬于內擾）�？照{設計中對于中高檔賓館，一般取冷負荷指標為100～150W/m2，而冷凝熱量一般為冷負荷的1.25倍左右，可見(jiàn)空調冷凝熱量從數量上看相當龐大。因此，冷凝熱直接排入大氣勢必造成大量寶貴能源的浪費。
　�。�2） 常規系統中的能耗問(wèn)題
　　在夏季冷凝熱直接排放的同時(shí)，人們依舊有熱量的需求，如生活熱水供應、洗衣房用熱、廚房洗滌用熱以及室內游泳池加熱等過(guò)程，這些用熱場(chǎng)所的水溫一般不高于65℃，為了滿(mǎn)足這部分用熱量的需求，在中高檔賓館中又要求設有燃煤（燃油燃氣）鍋爐或電鍋爐供熱系統，無(wú)疑又要輸入一次能源，據調查[1]，在以上場(chǎng)所消耗的能量達到30～35kg標準煤/m2，約占賓館類(lèi)建筑總能耗的8%左右。另外，將空調冷凝熱排放至大氣仍然要消耗能量，一般的水冷式系統主要包括冷卻消耗及冷卻塔兩個(gè)主要部件，其能耗總和將占到賓館空調系統總能耗的10%左右，折合耗電量約為6.5kWh/m2。
　�。�3）常規系統對環(huán)境的影響
　　圖1中，我們可以看出，夏季賓館類(lèi)建筑中常規熱水供應系統與空調系統所造成的環(huán)境污染主要有兩方面因素。其一，是如前所述燃料燃燒排出大量的CO2、SO2和粉塵等有害物，會(huì )導致生態(tài)環(huán)境污染破壞（如全球溫暖化、酸雨等）；其二，近年來(lái)，隨著(zhù)工業(yè)化社會(huì )的加劇，在夏季另一種環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越引起人們的注意，那就是所謂的"熱島效應"。據調查[2]，世界各主要城市市區與郊外存在著(zhù)溫度差，市區內被較高溫度的大氣層籠罩著(zhù)，溫度差別年平均可達0.6～1.1℃，發(fā)達國家中的熱島效應更加明顯，日本東京市繁華中心區與郊區的溫差可達8℃。由于環(huán)境溫度的升高，還惡化了分體式空調機組和窗機的工作環(huán)境，導致系統COP值下降，空調能耗增加。隨著(zhù)氣溫每升高1℃，相應空調系統的設備容量增加6%，而制冷機冷凝熱與鍋爐房廢熱的直接排放是造成這種熱污染現象的主要因素之一。
　　
　�。�4）熱水供應系統運行費用問(wèn)題
　　在環(huán)保要求高的許多大城市中，已經(jīng)嚴格限制燃煤鍋爐房的使用。例如上海市，內環(huán)線(xiàn)以?xún)炔辉试S新建燃煤鍋爐房；北京市，5環(huán)內逐步取消和不允許新建燃煤鍋爐房；西安市，從1997年7月1日以后也不再批建燃煤鍋爐房。因此，在中高檔賓館中，以燃氣、燃油、電鍋爐為熱源的供熱系統在逐年增多，而伴隨其來(lái)的又是高額的運行費用。一般來(lái)講，燃油、燃氣鍋爐供熱系統的運行費用將達到燃煤鍋爐房的2.5～3倍，而電鍋爐供熱系統將達到燃鍋爐房的3.5倍左右。因此，熱水供應的能耗費用問(wèn)題已經(jīng)直接影響到了中、高檔旅館類(lèi)建筑的經(jīng)濟效益。
　　
2 空調冷凝熱免費熱水供應新系統（HRWH）的優(yōu)點(diǎn)
　　
　　回收空調冷凝熱用于熱水供應，是在不降低建筑物使用功能和舒適性標準的前提下，將兩個(gè)常規的獨立性、單向性系統，改造成一個(gè)整體性、可循環(huán)性系統。由于省去了常規鍋爐房熱水供應系統，取而代之的是空調冷凝熱回收系統進(jìn)行熱水供應，因此可以說(shuō)該系統所供應的熱量是免費的，故稱(chēng)免費熱水供應系統（HRWH）。運行方式如圖2所示，該系統主要具有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：
　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖2 空調冷凝熱免費熱水供應系統
　　
　�。�1）熱水供應系統的熱量來(lái)自空調冷凝熱，節省了原來(lái)設置鍋爐房熱水供應系統的能源消耗，對于改造后的空調系統，輸入基本相同的電能，不僅可以為建筑物提供空調負荷，而且同時(shí)也提供了熱水供應負荷，大幅提高了空調系統的能耗利用
率，可以說(shuō)是一舉兩得。
　�。�2）取消了圖1中的燃煤（燃油燃氣）鍋爐，從而消除了由熱水供應消耗一次能源而引起的環(huán)境污染。
　�。�3）回收了一部分有價(jià)值的冷凝熱量，緩解了原系統中的能源浪費問(wèn)題，并且減少了冷凝熱直接排放所造成的環(huán)境污
染。
　�。�4）減少了原空調系統中冷卻水系統冷卻塔的規模及其運行費用。
　　
3 免費熱水供應系統（HRWH）在我國應用節能效果的初步評價(jià)
　　
　　前文闡述了免費熱水供應系統在理論上具有一定的實(shí)用價(jià)值，但是該系統的實(shí)際節能效果與氣象條件、建筑特點(diǎn)及使用功能與因素有很大關(guān)系。本節選擇香港、上海、西安、北京、烏魯木齊、哈爾濱六個(gè)典型城市的氣象資料為計算依據，將具有相同使用功能的賓館標準雙人房間作為研究對象，對新系統在我國應用的前景從量的

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