太阳雨集团有限公司
摘要：通过热水系统各种热源的对比分析，结合现场项目气候及环境条件，从热水供应的安全性、适用性、能耗、环保、经济性等方面进行比选，最终确定采用空气源热水机组+电锅炉作为热源对酒店热水系统供热，尽可能节约业主的初期投资成本，也确保酒店热水的安全供应，同时满足国家对节能减排的要求。本文主要分析某酒店热水系统方案分析及选用。
关键词：酒店热水系统；空气源热泵；电锅炉
引言
酒店内加装热泵热水系统的建设是一项具有开拓性的工作，虽然酒店热泵热水系统的建造一次性投入成本较大，但其节能率高。随着天然气价格的逐步升高和电价的稳定尤其是谷电运行的优势，热泵热水系统将能极大地促进五星级酒店及高层建筑的节能减排。
1、工程概况
本工程位于贵州省荔波县，属分散型度假酒店，酒店共分为8栋单体，分别为4#楼、8#楼、9#楼、5#楼、2#楼、6#楼、10#楼和13#楼，楼层数为2~5层，底层连通，上部独立，总建筑面积约1.6万m2，建筑高度不超过24m，属多层建筑。酒店大堂、餐饮、娱乐、设备机房等后勤区域主要集中在底层、2#楼和6#楼，其余楼均为客房区域，客房总数约为185间。
2、热水系统设计
本工程设置集中热水供应系统。为确保冷、热水系统压力平衡，各分区冷、热水均采用同源供水，供水方式为低位生活水箱+变频水泵组（配置气压罐）联合加压供水。冷、热水分区完全相同，地下室及裙房共分为两个区，塔楼客房分为三个区。各分区冷、热水采用同一组变频水泵供水，热水由闭式承压热水罐+板式换热器制备，间接加热方式。根据深圳市相关要求，2017年起宾馆酒店行业全面推广使用空气能热水器等高效能源利用设施，不得使用锅炉供应热水。本工程集中热水系统主热源采用空气源热泵、太阳能集热板，辅助热源为电加热器。
3、存在的不足及相应辅助解决措施
3.1设置灭菌消毒设施
集中生活热水供应系统可采用紫外光催化二氧化钛（AOT）、银离子、高温或二氧化氯等灭菌措施。紫外线催化二氧化钛（AOT）装置AOT灭菌设备采用光催化高级氧化技术，利用特定光源产生具有强氧化特性的羟基自由基，将水中的细菌、病毒、微生物、有机物等迅速分解成CO2和H2O，使微生物失去复活、繁殖的物质基础，从而达到彻底分解水中细菌、病毒、微生物、有机物等的目的。银离子消毒器，其主要原理为由银离子发生器的银电极释放一定浓度的银离子，来消灭水及管道、容器、附件等内壁范围的细菌，尤其军团菌，达到给二次生活热水系统消毒的目的。高温灭菌措施，采用系统或阀件对热水系统中的热水定期升温至60～70℃，可在2～3min内杀死系统内的致病菌。常用有以下三种方式：①热水正常供水温度为50℃时，采用夜间升温至60℃，持续30min灭菌；②热水正常供水温度为55℃，采用升温至65℃，持续8h灭菌，一般在系统刚运行或维修后进行；③热水正常供水温度为50～55℃，采用一周一次升温至70℃持续2min灭菌。应急灭菌处理，当集中生活热水供应系统中爆发军团菌等致病菌污染事故时，应进行应急灭菌处理，主要有氯、二氧化氯消毒、热冲击灭菌。
3.2设置电辅助加热
采用太阳能、空气能等作为主供热热源，电能作为辅助加热，设计出水温度为60℃。本项目未设置灭菌消毒设施，采用电辅助加热，热媒侧空气源热泵设定出水温度为55℃，经板式换热器对生活热水进行初次换热。换热后的生活热水进入储热水罐，并由电辅助加热器二次加热至60℃。
热水系统控制原理如下：（1）板式换热器循环泵：当第一级储热水罐温包采集点处水温≤48℃时循环泵开，至温度≥50℃时停止；（2）空气源热泵及其循环泵：板式换热器循环泵启动后，空气源热泵及其循环泵连锁启动，至第一级储热水罐温度≥50℃时停止；%%（3）电辅助加热器：当第二级储热水罐温包采集点处水温≤58℃时开启，至温度≥60℃时停止；（4）热水系统供水管网回水循环泵：受回水管网末端温度控制，当回水点温度≤57℃时开，至温度≥60℃时停止。
4、热水系统方案分析与选择
酒店为度假形酒店，由8栋独立的建筑组成，底部通过连廊联系，建筑平面跨度约300m。根据酒店平面布置，生活热水系统可以有两种布置方案。方案一：热泵热水机组集中设置在10#楼附近，热泵机组与空调设备集中设置在室外，热水罐、循环泵、电锅炉辅热等设备置于生活泵房。酒店所有热水集中由10#楼底层热水机房供应，后勤用热水与客房用热水通过分、集水器分开系统供应，避免相互影响。方案二：根据酒店建筑布置形式，热水系统分两组布置。热泵热水机组分两处设置，分别设置在9#楼和10#楼附近。热水罐、循环泵、电锅炉辅热等设备分别置于9#楼热水机房和10#楼生活泵房。酒店4#、8#、9#、5#楼热水由9#楼底层热水机房供应，酒店2#、6#、10#、13#楼热水由10#楼底层热水机房供应，后勤用热水与客房用热水通过分、集水器分开系统供应，避免相互影响。方案三：空气源热泵＋锅炉，空气源热泵是利用逆卡诺原理，吸收空气中大量的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能，并通过换热装置对生活热水进行加热。该系统设置锅炉为辅助热源，在空气源设备进行检修维护及其他因素影响时，可以提供稳定热源对生活热水加热至６０℃。（１）系统组成。空气源热泵、板式换热器、储水罐、换热器、锅炉、循环泵。（２）系统特点。系统维护管理及控制逻辑相对方案一略复杂，供水稳定安全，在南方地区能够充分利用空气源热泵设备，节约燃气消耗量，对后期维护管理的专业性要求较高。同时考虑对生活热水供水稳定性的要求，锅炉采用１用１备。（３）系统控制要求。空气源热泵提供稳定的５５℃热媒水，通过板换将储水罐中的冷水加热至５２℃，当温度低于４５℃时启动循环泵加热。储水罐中初次加热的生活热水进入换热器，由锅炉提供的高温热媒进行二次加热至６０℃并供至用户。方案四：太阳能＋空气源热泵＋锅炉，太阳能热水系统采用集中储热间接换热的系统形式，即将太阳能集热器集中设置于屋面，以太阳能热水为热媒，对生活热水进行预热。空气源热泵系统以空气为低温热源，以水为传热介质，对生活热水进行预热（采用间接换热形式，以免对生活热水造成污染）。辅助热源（锅炉）对如上预热后的生活热水进行再热。太阳能热水、空气源热泵对生活热水做预热，能够全面利用太阳能、空气热能产生的热量，从而达到减少辅助热源消耗的目的，起到节能的效果。锅炉能够在太阳能、热泵因天气原因不能提供预热的情况下，将市政给水加热到６０℃满足生活热水需求。
5、热水系统控制
（1）系统保证热水密闭水罐温度保持60℃，误差±2℃，并不低于55℃。（2）系统回水总管循环泵前端温度低于50℃时，自动启动系统循环泵进行系统循环。（3）密闭水罐中部感温包温度低于55℃时，自动启动热泵循环泵及热泵对密闭水罐进行加热，水箱温度达到60℃停泵停机。（4）密闭水罐中部感温包温度低于50℃时，自动启动辅热循环泵及电热水锅炉进行加热，水箱温度达到55℃时停泵停机。（5）当由于极端低温，热泵COP低于0.3或热泵无法启动时，热泵反馈信号至电热水锅炉，直接启动。
结束语
综合来说，因空气源热泵设备在初投资和运行费用方面均有突出的表现，方案三的投资回收期最短，同时方案二和四的投资回收期亦可接受，之后每年亦可节省大量的运行费用。故在项目当地若有较合适的气候条件时推荐考虑太阳能或空气源热泵等节能措施的使用。而本项目因受当地太阳能管理规定的要求，酒店项目须设置太阳能系统，同时考虑到系统控制及维护的便利性采用了方案二的系统。
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