摘要:以某酒店空气源热泵与洗衣房乏汽冷凝水为研究对象,通过利用洗衣房乏汽余热间接加热已经过非直热式空气源热泵一次加热的低温热水,将非直热式空气源热泵循环制造热水的方法改为非循环一次制造热水,停开了热泵的热水循环泵,节约了电能,并回收乏汽的高温冷凝水;将经过热泵降温的冷空气作为洗衣房的冷源,夏季代替洗衣房制冷空调,以节约电能,开发了一种基于废蒸汽冷凝水回收利用技术,该技术每年在某酒店回收高温冷凝水1500多吨。
关键词:废蒸汽;冷凝水回收;余热;制冷;热水系统
中图分类号 TK02;TK512 文献标识码 A 0.引言
在市场经济的条件下,宾馆、酒店行业的竞争日趋激烈。要想在竞争中立于不败之林,只有通过降低经营成本来提高竞争能力。而降低成本的有效途径不外乎两条:加强管理和技术改造。加强管理是不花钱或少花钱的措施,起着统领全局的作用。但当酒店管理已达到相当的水准时,只能依靠科技进步,苦练内功,节约挖潜,降低成本,在营业额恒定不变的情况下,最大限度地追求较高的利润。
酒店、宾馆等高层建筑是建筑用能的大户,也是卫生热水集中消耗的大户。制造卫生热水所消耗的能源占酒店总能耗的30%左右。
目前大型卫生热水的制造方法主要有以下几种:(1)利用锅炉蒸汽集中制造热水;(2)消耗燃油或燃气,利用溴化锂直燃机组在制热或制冷的同时生产热水;(3)利用专用热水锅炉生产热水;(4)利用水源热泵、空气源热泵或者地热能生产热水等;(5)利用太阳能生产热水[1]。
利用锅炉蒸汽集中制造热水是一种传统的热水制造方法,其热量主要来源于锅炉使用的矿物化工燃料或者电能,如:煤、油、燃气或者电能等。利用溴化锂直燃机组和专用热水锅炉(无压锅炉)生产热水也需要消耗矿物燃料或者电能。而且这几种方法在制造热水的过程中都存在一定的热损失,热利用率一般在75%~85%左右。热泵制造热水的方法由于利用了空气源的热量或者水源的热量其热利用率较前述几种方法要高很多,一般认为,热泵消耗一定的电能以后,制得的热水的能量相当于所消耗的电能的三倍左右,同时空气源或水源的温度被降低。目前市场应用最广泛的非直热式热泵制造卫生热水时,卫生热水每经过一次热泵只被升高8℃左右,若要将卫生热水温度从20℃升高至55℃常常需要通过水泵、热水箱和热泵循环3次以上,为了保证卫生热水的循环加热,水泵也需要消耗一定的电能。对热泵制造热水的新方法在国内外均有报道[2][3]。但大多数酒店或宾馆使用热泵时一般只考虑其单一的功能,即制造热水,并不考虑其将空气源或者水源温度降低时冷源的有效利用。规模较大的宾馆或酒店都有较大的洗衣房,客房的床单、被套、员工的制服、客人的衣服等都在洗衣房统一洗涤、烘干。烘干设备一般采用以蒸汽或者电热能作为热源的平烫机、烘干机、手烫机等,从烘干设备排出的已被使用过的蒸汽(即乏汽)压力一般在1.2~1.3kg/cm2左右,温度在110~140℃左右,已不能再用来干燥衣物,往往通过疏水阀直接排入下水道或污水池,造成大量热能和高温冷凝水的浪费。
浪费多,成本必然高。对高温空气、工业和民用乏汽余热利用与冷凝水回收新方法进行专题研究,对建筑和工业用能的节约减排,降低运行成本具有深远意义[4]。
1.空气源现状与改造目标
1.1 高温空气与余热资源
某五星级大酒店的洗衣房由于洗涤的衣服、床单、被套数量很多,一般均用热水洗涤,用蒸汽烘烤,洗涤后的脏热水及烘烤后的乏汽直接排入洗衣房内的地沟里,使得洗衣房内环境既潮湿又闷热,对设备的腐蚀严重,对员工的身心健康不利;尤其是夏季,洗衣房内空气温度高达40~50℃,即使在冬天,空气温度也高达30℃以上;这样高温的空气使用空调制冷一方面耗电,另一方面由于湿度太大效果也不是很好。
该酒店现有三台电锅炉供洗衣房清洗、干燥服装、被褥等。为了尽量利用低谷的低电价,白天12:00-14:00洗衣房夹机、手烫机、人像机等开放,只开一台60KW电锅炉,平烫机不开。可用乏汽压力:1.6kg/cm2、温度约140℃,汽量为76~86kg/h;晚上23:00-第二天早上7:00,洗衣房夹机、手烫机、人像机、去渍台、烘干机、洗衣机、平烫机全方位开放,其中洗衣机热水由酒店卫生热水系统供应,平烫机采用导热油用电直接加热,晚上一般应开两台60KW电锅炉,由于目前有一台60KW电锅炉已坏一台,所以,开一台60KW电锅炉和一台18KW电锅炉。可用乏汽压力:1.6kg/cm2、温度约140℃,汽量为91~111kg/h;每天晚上可回收的乏汽总量约为789~949kg;利用此部分乏汽每天可制取55℃热水约12吨,同时回收高温冷凝水约0.95吨,此两部分合计可制取热水约13吨左右,由于晚上23:00~第二天早上7:00是热水使用的低峰期,这部分热水被储存在-2楼的热水箱中供第二天白天使用。
1.2 研究目标
在对该五星级大酒店热力锅炉、供汽系统、热水系统进行分析、研究后,开发一种基于空气热源与乏汽余热互补的卫生热水制造方法,根据这种方法对该酒店洗衣房、电锅炉、热水系统进行适当改造,达到如下目标:
(1) 将空气源热泵循环制造热水的方法改为非循环一次制造热水,停开热泵的热水循环泵以节约电能。
(2)巧妙利用洗衣房乏汽余热对热泵生产的热水进行二次加热,有效提高热泵生产热水的能力,降低酒店的能耗;
(3)回收乏汽冷却后生成的高温冷凝水,节约水资源;
(4)扩充热泵的功能,既利用热泵制造热水,又用它产生的冷气,夏季代替制冷空调,节约电能。
2空气源热泵与乏汽互补的热水制造系统的开发
根据该酒店电锅炉、洗衣房及卫生热水运行情况,需对该酒店洗衣房进行相应改造,其平面改造情况如图1所示。
在-1楼电锅炉附近安装一台乏汽回收设备I,以回收洗衣房乏汽、同时接入自来水管,乏汽回收设备I每天可生产热水约13吨左右。因为洗衣房环境空气温度较高、受气候影响小,且实行峰谷电价,适合安装空气源热泵,故在洗衣房内安装一台额定功率为18KW、标准热水产量为1.6t/h的空气源热泵,空气源热泵每天制造的热水量约为40吨。在该五星级大酒店洗衣房内安装空气源热泵,每年的4月~10月直接将经热泵吸热后的冷空气排放在洗衣房内,将洗衣房内的环境温度降低;每年的11月~次年3月则将冷空气通过空气导管排向户外。
由此去-2楼B1风机房 15 烘干机 烘干机 洗
衣
机 洗衣机 预留 洗涤池 人像机 手烫机 夹机 干洗机 去渍台 平
烫
机 配电柜 空气源热泵 电 锅 炉 房 乏汽回收设备Ⅰ 1 16 3 5 4 6 22 21 20 19 17 7 8 9 10 11 25 12 13 24 23 18 14 55 2 地下一层车库 洗衣房