[摘要]本文简介了制冷热回收空调的技术原理,针对浙江省饭店业的情况,对采用制冷热回收技术对浙江省星级饭店节能改造所带来的经济效益进行了预估分析,评估数据表明,浙江省星级饭店全部采用制冷热回收技术节能改造后,每年将节约32.8万吨标煤,每年可减少34.4亿m3的烟气排放量,每年可减少83.6万吨CO2排放量,节能及环保效益潜力十分可观,有利于饭店业绿色饭店的实施。
一、引言
我国能源形势目前相当严峻,建筑用能在我国能源消耗中占有较大比重,而且建筑能耗所占百分比增大趋势明显。2000 年我国建筑能耗占总能耗的比例为27.7% ,并将随着人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。
近年来我国饭店建筑发展迅速,以浙江为例,到2007年,浙江省共有星级饭店1114家,其中五星级24家,四星级121家,三星级364家,二星级535家,一星级70家,星级饭店建筑面积总计1720万平方米,客房数量总计114560间。
为了保证室内舒适的环境,大多数公共建筑都安装了中央空调系统。根据欧美几个国家综合统计,在建筑物使用能耗中,空调、采暖和通风系统能耗占65%,热水占15%,照明、电视占14%,厨房、炊事占6%。因此,建筑能耗的多少,能源效率的大小,将牵动国家经济全局。而空调、热水的冷热源系统的节能又是饭店等建筑节能的重中之重。
二、空调用制冷热回收技术简介
制冷热回收系统是一种能将空调冷凝废热加以回收利用的空调系统。
制冷热回收系统的核心是带有热回收功能的制冷机组,相比常规的冷水机组,就是在压缩机与冷凝器(风冷冷凝器或水冷冷凝器)之间增加一个制冷工质—水热交换器。这一热交换器的作用就是将制冷工质(氟利昂)吸收的热量加热生活用水,起到热回收的作用。一般的空调系统都是将这些废热排放到室外空气中,对于风冷机组,这些废热通过风冷冷凝器直接排放到大气中,对于水冷机组,废热通过冷却塔排放到大气中。制冷热回收系统则将这些原本要排放到大气中的废热来加热热水,其制取的热水温度可达到55℃~60℃,以满足客房洗浴、厨房洗涤和工艺用热水等用途。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。制冷热回收系统的技术原理详见上页图1(风冷热泵制冷热回收原理图)和图2(水冷机组制冷热回原理图)。
三、制冷热回收系统经济性分析
制冷热回收中央空调及热水系统由于采用了制冷热回收机组,对于空气源热泵热回收机组来说,中央空调冷源、空调热源、生活热水热源一体化,能做到空调、采暖、生活热水系统三联供。对于水冷热回收机组来说,夏季在空调制冷的同时,可以免费制得55℃~60℃的生活热水。在浙江地区,由于空调制冷季通常长达5个月左右,因而在这段时间无需运行锅炉,可以节约大量的运行费用,同时减少了锅炉的废气排放,保护了环境。在空调采暖季,空气源热泵热回收机组利用空气源制热,部分用于空调采暖(水温45℃),部分用于制取生活热水(水温55℃~60℃),过渡季节,当不需要空调时,空气源热泵热回收机组利用空气源制得的热量全部用于加热生活热水(水温55℃~60℃),这两个季节制得的生活热水虽然要耗费电,但由于吸收的是空气中的热量,利用的是低品味的能,因而能源利用效率较高,与电锅炉、燃油锅炉相比,具有非常明显的节能效果。从表1及图3、图4可见,采用空气源热泵热回收机组制取生活热水的费用只相当于电锅炉的20%,是油锅炉的30%,是天然气锅炉的60%,其节能效果明显。
表1 不同热水设备全年平均运行费用分析比较
项目 | 电锅炉 | 燃油锅炉 | 天然气锅炉 | 空气源热泵热水器 | 风冷热泵热回收机组 | |
燃料类别 | 电力 | 柴油 | 天然气 | 电力 | 电力 | |
燃料单价 | 0.8元/kWh | 5.5元/L | 3.4元/m3 | 0.8元/kWh | 0.8元/kWh | |
燃料热量 | 860 kcal/kWh | 10300 kcal/L | 8900 kcal/m3 | 2580 kcal/kWh | 3784 kcal/kWh | |
燃料效率 | 90% | 80% | 80% | 300% | 440% | |
热量 kcal/元 | 968 | 1498 | 2094 | 3225 | 4730 | |
元/吨热水 (20℃加热到55℃) |
36.2 | 23.4 | 16.7 | 10.8 | 7.4 | |
注: 1.热泵热回收机组燃料效率按全年综合能效比折算(空调冷、热值折算成热水热值); | ||||||
注: 1.热泵热回收机组燃料效率按全年综合能效比折算(空调冷、热值折算成热水热值);

图3 单位运行费用制热量比较

图4单位热水加热费用比较
四、节能减排效益预估
制冷热回收系统由于省去了锅炉,减少了能源消耗,同时减轻了对环境的污染(加热热水用锅炉燃料的废气排放;空调废热引起的城市热岛效应)因而具有明显的节能减排效果,由于制冷热回收技术是从源头上节能,是目前建筑设备系统节能潜力最大又成熟可靠的技术。下面以浙江省星级饭店为例,分析采用制冷热回收技术节能改造后所产生的节能减排效益。
根据调研的资料,浙江省星级饭店1114家,年平均能耗密度约为300kwh/(m2•a),星级饭店年平均总能耗为51亿kwh。饭店的热水能耗一般占总能耗的20~30%,目前浙江省星级饭店的空调、热水系统多采用水冷机组+燃油(气)锅炉的系统形式,据此可进行饭店制冷热回收技术改造的节能估算,若浙江省星级饭店建筑全部进行制冷热回收技术的节能改造,每年可节约10.0亿kwh(相当于32.8万吨标煤),若每kwh按照0.8元计算,则每年可节约运行费用4亿元人民币。若每年改造5%的饭店(86万平方米),则每年可节约5000万kwh(相当于1.6万吨标煤)。
每节约1吨标煤,相应减少CO2排放2.55吨,我国CDM项目出售减排量的价格为14美元/吨,因此,仅浙江省星级饭店利用制冷热回收技术节能改造所产生的减排每年就可换取1170万美元。
1吨标煤完全燃烧产生10500 m3的干烟气,因此,采用制冷热回收技术不仅节能节支,还减少了燃料烟气的排放,若浙江省星级饭店建筑全部进行制冷热回收技术改造,每年可减少34.4 亿m3的烟气排放量。
另外由于冷凝废热热回收后用来加热生活热水,因而减少了向城市大气的热量排放,1kwh相当于9580千焦的热量,浙江饭店业制冷热回收后,减少了向大气排放95800亿千焦的热量,有利于减缓城市和区域环境的热岛效应。
五、初步结论
浙江省星级饭店全部采用制冷热回收技术节能改造后,每年将节约32.8万吨标煤,每年可减少34.4 亿m 3的烟气排放量,每年可减少83.6万吨CO2排放量,我国饭店行业正在抓紧绿色饭店的建设,采用制冷热回收技术改造可以大大减少饭店业的运行能耗,减少烟气和废热的排放,有利于促进绿色饭店的实施。
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