中央空调主机热回收技术

中央空调主机热回收技术在宾馆饭店行业的应用浅析
近年来，随着社会物质生活的不断提高，冷气空调在宾馆、商场、医院、高级写字楼等建筑物中的应用越来越普及。

冷气空调是直接通过制冷机组与辅助设备将室内的热量排放至室外大气中为室内制冷的。

排放到室外大气中的这部分热量是非常可观的，因为按照自然界能量守恒定律，室内得到多少冷量，就要从室内向室外排放出多少热量。

另外，制冷机机械作功还要产生热量，所以排向室外的热量比室内得到的冷量还要多。

权威数据结论显示，排向室外的热量是所产生冷量的115%-120%。

如果放任这些热量排放，既是对能源的一种浪费，还会增强城市的热岛效应。

制冷机组热回收技术，就是将这些本应排放到室外的废热加以有效回收，并利用其来加热生活用热水。

加热的热水温度可以达到60℃左右，最高平衡温度可以达80℃左右。

一般情况，50,000Kcal/h制冷量的机组，其排出的废热，可以加热60℃左右生活用热水1.0m3左右。

一般宾馆、酒店全部生活用热水，仅需利用其空调系统排出废热的25%左右，即可达到加热的要求。

所以利用此废热来加热生活用热水是富足有余的。

新建宾馆、酒店、洗浴中心、医院、学校、办公楼等场所安装我们的“THKL/THSL型制冷热回收冷热水机组”和在已经建成的场所进行制冷机组热回收技术的工程改造，既可以显著地节约能源消耗，达到节省宾馆、酒店的营运费用的目的，同时还减少了燃烧（煤、柴油、天然气）锅炉所产生的烟气排放量，这对于改善城市环境污染也是非常有利的。

同样地，此技术在医院和高级写字楼中也是非常适用的，并且可以使之达到提升档次的作用。

上海同济南汇科技产业园有限公司协同同济大学暖通专业宋子彦教授进行制冷热回收技术的开发。

按照制冷机组冷凝方式的不同，已经分别申请了两个国家专利“水侧热泵机组”［专利号：ZL96207912.X］与“风冷热泵全年冷热水机组”［专利号：ZL98202838.5］。

以上专利技术可以直接用于既有制冷机组的改造，同时也已经研制开发出了成熟产品。

即“THKL/THSL型制冷热回收冷热水机组”，产品在国内外均属首创，该技术经过上海科学院情报所查新检索得出结论为“该产品技术属国内领先，国际先进水平”。

并通过了上海市科委组织的“上海市科学技术水平鉴定”和“上海市科技成果转化项目认定”。

该项目产品是新一代节能环保型中央空调机组，是我国绿色环保工程的一个重大革命性成果。

由于该热回收技术的应用，相当于制冷机组增加了一级水冷凝环节，提高了制冷系统的冷凝效率，使制冷机的制冷量增加，相应减少了制冷系统的耗电量。

所以，综合节能效果更佳。

利用这项热回收该技术已经在上海外国语大学迎宾馆（新建安装）、海南省军区迎宾馆、上海东亚饭店、上海新亚明珠大酒店、安徽安庆风韵酒店（电力宾馆）、贵阳武警总队招待所、北京国务院第二招待所等宾馆及公寓楼已经进行了成功的热回收技术应用。

一、热回收技术基本原理
众所周知，制冷机组由四大件组成，包括压缩机、冷凝器、蒸发器与膨胀阀。

热回收机组是在压缩机与冷凝器之间增加一个制冷工质——水热交换器，使四大件变成五大件。

这一热交换器的作用就是将制冷工质（氟利昂）吸收的热量排放给生活用水，使其加热，起到热回收的作用。

由于活塞式压缩机的高压达13kgf/cm2左右时，其排出温度高达100℃左右，因此通过热交换器加热的热水一般可达60℃，最高平衡温度可达80℃左右。

在进行机组工程技术改造时，我们设置了高压自动控制系统、热水循环泵等，用户还可以选装离子除垢器，进行冷却循环系统的除垢、杀菌、灭藻,废除化学除垢方式，确保系统运行更安全合理。

二、常规实例分析
模拟一个建筑面积为1万㎡的宾馆作为实例分析如下:
一般宾馆的客房面积占建筑面积的60%,以每房占40㎡计算,则1万㎡宾馆客房数大约有150间，按每个房间两位旅客入住考虑入住人数为300人,职工人数按常规计算为150人。

一般宾馆空调设计按建筑面积来估算冷负荷指标，每平方米需制冷量约120kcal/h。

1万㎡的宾馆，设计制冷量约为120×104kcal/h，由于制冷机作功增加了15%（已如前述并取低限值）的废热，所以实际排放的废热约为138×104kcal/h。

热回收效率可达70%，制冷量为120×104kcal/h机组可获得废热回收的有效热量为96.6×104kcal/h，夏季可以加热60℃的生活用热水量约为每小时24 m3左右。

1、空调制冷期生活用热水耗能计算：
（1）宾馆旅客每床每日需要的耗能量：
按照给排水设计标准，宾馆旅客每床每日用60℃的热水定额为150～200升，按平均值175升计算，上海夏季自来水水温以24℃计算，则耗热量为6,300kcal。

（2）宾馆公共浴室职工每次洗澡耗热量：
公共浴室职工每次洗澡用60℃的热水定额为50～100升，取平均值75升，上海夏季自来水水温以24℃计算，则耗热量为2,700kcal。

（3）每位旅客、职工每日耗热量折算成柴油锅炉的耗柴油量：
柴油的热值为每公斤1×104kcal，柴油锅炉与热交换器的总效率以0.75计算，则柴油通过锅炉的燃烧取得的有效热值约为每公斤柴油7,500kcal。

因此，每位旅客每日耗热量6,300kcal，就是说在夏季，此热量相当于每位旅客每日要消耗0.84公斤柴油左右。

同样，每位职工每日耗热量2,700kcal，折算成耗柴油量约为0.36公斤左右。

2、实施热回收改造后节能分析
（1）制冷期宾馆节约柴油的计算：
300位旅客每天消耗柴油：300人×0.84公斤/人＝252公斤，
150位职工每天消耗150人×0.36公斤/人＝54公斤。

故宾馆每天生活用热水总计耗柴油为306公斤左右。

这就是说，如果利用制冷机组热回收技术，通过回收机组废热来提供生活热水用热量，则空调制冷期每天可以节约306公斤柴油。

以夏季平均五个半月的空调制冷期计算：
则可节约柴油数量为：
306公斤/日×30日×5.5月＝50,490公斤。

以现行价每吨柴油人民币5544元计算，则节约柴油费为279,917元。

以上尚不包括宾馆餐厅、食堂、桑拿浴、游泳池等用热水所需柴油消耗量。

（2）制冷机组的节电及节约运行费用：
制冷期旅客与职工总耗热水量：
300人×175升/人＝52,500升；
制冷期职工每日用热水量：
150人×75升/人＝11,250升；
两项总计耗热水量为63,750升，合63.75 m3。

宾馆冷负荷120×104kcal，通过热回收技术回收废热每小时可以加热60℃的卫生热水24m3，旅客与职工全天总耗用卫生热水63.75 m3。

按照实际数据的计算，只需要对宾馆制冷机总台数的一半实施热回收技术改造，即改造60×104kcal/h的机组，则热回收机组每天只需运行6小时即可。

由于制冷机组热回收改造增加了一级水冷凝环节，增强了冷凝效果，使制冷机组冷量增加约1/6。

即相应减少了制冷机1/6的耗电量。

宾馆冷负荷120×104kcal的制冷机组的电机功率约为400kW，通过热回收改造后只需使用334kW，减少耗电66kw，亦即每小时省电耗66kWh。

夏季空调期省电耗：66kWh/h ×10 h×30天/月×5.5月＝108,900 kWh，按上海市电网销售电价（实行两部制分时电价客户非工经营单位），除去夜间8小时不开机时段的加权平均电价0.812元（如夜间10时－次日6时开机，电价更低）计算，全年五个半月制冷空调期可以节省电费为：
108,900 kWh×0.812元/kWh＝88,427元。

3、结论
如前述，10,000 m2建筑面积，150个客房， 150位职工规模的宾馆，全年节约的设备运行费用为：
柴油节约费用 + 制冷机节电费用＝279,917元＋88,427元＝368，344元。

4、社会效益：
一般锅炉燃烧1公斤柴油会产生30m3烟气，空调制冷期五个半月少消耗46,800公斤柴油，锅炉就少向外界环境排放140.4万 m3的烟气。

对减轻环境污染十分有利。

5、热回收系统改造工程投资与资金回收期：
一般只要改造宾馆制冷机总台数的一半即能满足生活热水的要求，技术改造总投资要按照各饭店宾馆的改造设计图纸预算而定，一般宾馆都可以在1- 2年以内收回热回收技术改造的全部费用。

三、已经实施热回收技术改造工程实例节能总结
实例一上外迎宾馆
建筑面积为20,000平方米的上外迎宾馆（新建）中央空调制冷、采暖以及热水供应系统采用了“空气源热泵热回收机组”，做到了“一机三用”，迎宾馆在建造时未设锅炉房，并且腾出了1,000多平方米的建筑面积。

从2000年安装至今已安全运行5年，在运行中与柴油锅炉比较每年节约柴油费人民币94万元；与电锅炉比较每年节约电费105万元，不但保证了迎宾馆每天1,000人次旅客洗浴用热水，而且还提供了上外健身中心温水游泳池系统全年10个月加温和800人次学生洗浴用的热水，创造了相当好的经济效益，而且周围大气环境得到了相当的改善，社会效益显著。

实例二上海东亚饭店
上海东亚饭店建筑面积8,000 m2，客房约180间左右，职工约180人。

改造后热回收技术带来的节能效果非常明显，东亚饭店在夏季五个半月的制冷空调期，原有用来加热生活用热水的10台天燃气热水锅炉全部停止运行，而仅用制冷机组产生的废热来替代锅炉加热生活用热水,生活热水全天水温能维持在60℃左右。

该热水完全能满足饭店旅客、职工洗澡、餐厅洗涤等的使用要求。

经过严格的成本核算，该饭店全年五个半月制冷期，节约天燃气74,000m3左右，直接节约天燃气费用21万元。

同时，减少锅炉烟气排放量96万m3左右。

四、制冷机组热回收改造机型以及适用场所
目前制冷机组热回收技术改造工程适用于宾馆、酒店、大浴场、医院、学校、工厂、高级写字楼等.
冷水机组制冷系统：适用机组的压缩机类型为活塞式或螺杆式。

风冷热泵机组：进行热回收技术改造后，在技术上还可以全年代替锅炉供应生活用热水。

五、其他说明：
以上所述热回收技术改造的经济性比较，均以柴油为燃料的锅炉使用量计算的。

事实上，对于以煤、天燃气、煤气为燃料的锅炉，经济方面的优越性同样十分显著。

同时，本技术可以实现在现有机组上进行改造，不影响正常营业，不需另增设设备空间。