某温泉酒店冷热源方案分析.docx

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某温泉酒店冷热源方案分析

某温泉酒店

冷热源方案分析

1.工程概况1

2.负荷估算4

3.地热井水利用分析6

4.冷热源方案10

5.结论25

1.工程概况

1.1项目名称:

XXXXXXX

1.2建设地点：

XXXXXXXX

1.3项目概况：

酒店总建筑面积约73452平米.其中地上部分总建筑面积46202平米，地下部分总建筑面积27250平米。

1.4室外设计参数

计算参数

夏季

冬季

采暖计算温度

——

-10.1℃

通风计算温度

27.8℃

-5.5℃

空调计算干球温度

31.5℃

-12.8℃

空调计算湿球温度

23.8℃

——

室外计算相对湿度

——

49%

室外平均风速

1.8m/s

2.6m/s

大气压力

91.96KPa

93.95KPa

年干球温度

日平均温度

日干球温度统计

不同热负荷对应的室外日平均温度

Q

75%Q

50%Q

25%Q

-12.8℃

-4.6℃

3.6℃

11.8℃

不同热负荷区间对应的天数统计

温度区间

-12.8℃≤t<-4.6℃

-4.6℃≤t<3.6℃

3.6℃≤t<11.8℃

11.8℃≤t<18℃

天数

21天

90天

68天

64天

占比

8.65%

37.00%

28.00%

26.35%

热源提供的热负荷

100%Q

75%Q

50%Q

25%Q

1.5室内设计参数

房间名称

夏季

冬季

新风量

（m3/h人）

噪声等级

（NC）

温度

（℃）

相对湿度

（%）

温度

（℃）

相对湿度

（%）

酒店客房

26

50

20

40

30

45

酒店大堂

26

50

20

40

10

45

商业

26

50

20

40

20

45

餐厅

26

50

20

40

25

45

淋浴更衣

26

50

25

40

30

45

水上游乐

29

65

29

65

20

45

行政办公

26

50

20

40

30

40

走廊

26

50

20

40

20

45

电梯厅

26

50

20

40

20

45

1.6地热井条件

项目现一口地热井可用，井口出水量80m3/h，井口出水温度58℃,按照地热水保护原则，需配套一口回灌井，日平均提供地热水1536m3。

在保证项目低成本，低能耗的目标下，尽可能最大程度利用地热井水中的热能。

1.7能源价格：

如不采用峰谷电价，商业电价统一为1.2元/kw.h

天然气价格为3.8元/Nm3.

1.8峰谷电价

1-10KV一般商业峰谷电价

电价（元/kw.h）

时段

谷

0.4405

0:

00~7：

00

平

0.7688

8：

00~11:

0018:

00~23:

00

峰

1.1219

7:

00~8:

00,11:

00~18:

00,23:

00~24:

00

2.负荷估算

2.1空调负荷估算：

空调负荷估算表

序号

项目

建筑面积（m2）

冷负荷指标（W/m2）

热负荷指标（W/m2）

空调冷负荷（kW）

空调热负荷（kW）

备注

1

酒店客房

17002

80

65

1360.16

1105.13

2

温

泉

娱

乐

商

业

地下

一层

温泉娱乐区

5600（其中1000平米即建议采用地板辐射）

100

105

地板辐射:

35

560

588

35

水上游乐

1850

（其中400平米建议采用地板辐射）

230

300

地板辐射:

35

425

555

14

员工餐厅

275

250

180

68.75

49.5

餐厅厨房

104

200

20.8

120

淋浴更衣

400

（其中300平米采建议用地板辐射）

85

250

地板辐射:

35

34

100

10.5

办公等空调采暖房间

180

70

80

12.6

14.4

地下

一夹层

行政办公区域

833

60

70

50

58.3

全日餐厅

260

275

250

45.5

65

地上

部分

酒店大堂服务台区域

1285

（其中1000平米建议采用地板辐射）

100

150

地板辐射:

35

128.5

588

35

洗浴更衣区

1350

（其中1000平米建议采用地板辐射）

85

200

地板辐射:

35

114.75

270

35

其他区域

26565

90

100

2390.85

2656.5

3

合计

5211

6299

2.2温泉、洗浴和酒店生活热水负荷估算

温泉娱乐每日最大接待人数2500人，酒店客房供220间，客房按标准客房，2床/客房，冷水计算温度4℃，热水供水温度按照53℃计算。

温泉娱乐生活热水计算

接待人数

2500人

热水定额

80L/d

总热水量

200m3/天

日耗热量

41032.6x103kJ/d

设计小时耗热量

1187.286kW

小时变化系数

2.5

酒店生活热水计算

房间数

220

床位数

440

热水定额

140L/（床.d）

总热水量

61.6m3/天

日耗热量

12677.28x103kJ/d

设计小时耗热量

366.8kW

小时变化系数

2.5

2.3总冷热负荷估算：

空调总冷负荷

5211kw

空调采暖总热负荷

6299kw

生活热水总热负荷

1554kw

总热负荷合计

7853kw

温泉用水量：

300m3/d（温泉井直接供给）

3.地热井水利用分析

3.1地热井水水量分析计算

生活热水日耗热量为：

41032.6x103kJ/d+12677.28x103kJ/d=53709.88x103kJ

本项目地热水排放温度取25℃，则满足生活热水热量的地热水量需388.72m3/日，按390m3/日考虑。

按照每口井可长期保证提供的热水量1536m3计算，每日温泉用水300m3，要满足温泉用水及生活热水供热，每日需要消耗的地热水量至少需700m3。

每口井每日提供的地热水量还有846m3的富裕量可考虑供热。

地热井水利用分配表

温泉用地热水量（m3/日）

300

生活热水用地热水量（m3/日）

390

供热用地热水量（m3/日）

846

合计（m3/日）

1536

3.2地热井水供热分析

地热水其它部分如考虑供暖，，其排放温度至少需要32℃方能满足供热要求，用户侧空调水供回水温度为45/30℃。

则每日地热井提供的地热水除了保证温泉用水及生活用水外，其它地热水直接利用换热器换热至32℃排放，则其全天可提供的热量为：

4.187x846x1.0x（58-32）x1000=kJ

热负荷：

1065kw

如果工程考虑梯级利用，回收供生活热水系统25℃尾水及供热部分32℃尾水热量，两部分尾水混合后变为30℃，共1236方。

利用热泵提取其中热量后15℃排放，则地热水可提供用于空调供热的热量为：

4187x846x（58-32）+1236x4187x（30-15）（1+1/5.034）=185144768.4kJ

热负荷：

2143kw

水源热泵机组温度范围

水源热泵机组选型计算

热泵机组：

1台

制热量：

1145.7kW

制冷量：

918.1kW

输入功率：

227.6kw

水源热泵机组夏季制冷工况计算

直接利用与梯级利用地热井水给酒店供热分析

分项

直接提取热量

梯级利用提取热量

供热能力（kw）

1065

2143

-12.8℃（100%设计负荷）

可保证约96%酒店客房供热，建筑面积约16385m2的客房供热能够得到保证

可保证约100%酒店客房供热，建筑面积约17002m2的客房供热能够得到保证，能够额外提供1038kw给温泉娱乐供热

-4.6℃（75%设计负荷）

可保证100%酒店客房供热

额外提供237kw给温泉娱乐供热

可保证100%酒店客房供热

额外提供1314kw给温泉娱乐供热

3.6℃（50%设计负荷）

可保证100%酒店客房供热，能够额外提供512.5kw给温泉娱乐供热

可供100%酒店客房供热能够额外提供1590kw给温泉娱乐供热

11.8℃（25%设计负荷）

可保证100%酒店客房供热，能够额外提供818.75kw给温泉娱乐供热

能够提供整个温泉酒店的供热

直接从地热水中提取的热量在采暖季最冷日，只能提供建筑面积约16385m2的酒店空调供热，其它部分包括温泉娱乐场所的供热只能有其它热源补充供热，并且在非采暖季，直接从地热水中提取的热量也不能全部满足酒店客房及温泉娱乐场所的供热，需辅助热源进行补充；

地热水中的热量梯级利用后在采暖季最冷日，能够满足酒店全部的空调供热，温泉娱乐场所的供热有其它热源来提供。

为便于方案比较，根据《中国建筑热环境分析专用气象数据集》得到采暖期间不同室外日平均温度区间的天数。

地热梯级利用热泵机组启动情况表

室外温度区间

-12.8℃≤t<-4.6℃

-4.6℃≤t<3.6℃

3.6℃≤t<5℃

5℃≤t<8.9℃

8.9℃≤t<11.8℃

11.8℃≤t<14.5℃

14.5℃≤t<18℃

天数

21

90

17

33

17

17

48

占比

8.65%

37.00%

7.00%

13.60%

7.00%

7.00%

19.75%

备注

需要其它辅助热源

需要其它辅助热源

需要其它辅助热源

需要其它辅助热源

热泵机组启动辅助供热

热泵机组启动辅助供热

地热水直接提取热量，热泵机组不启动

据计算，在非采暖季，室外温度高于8.9℃时，地热水梯级利用后提取的热量完全满足酒店客房及温泉娱乐场所的供热。

当室外温度低于8.9℃时，需要辅助热源辅助供热。

当室外温度高于14.5℃时，从地热水中直接提取的热量能够满足酒店供热要求。

4.冷热源方案

4.1热源方案

地热井水除了考虑温泉水外，其它部分考虑生活用水用热及空调供热，在采暖季和过渡季作为热源。

从上面分析计算可知，地热水直接可提取的热负荷1065kw，温泉酒店所需空调热负荷为6299kw，生活热水负荷1554kw，其它辅助热源提供热量需6788kw。

方案一地热直接提取热量+锅炉

地热的直接利用，给酒店提供空调热量和加热生活热水。

锅炉主要用于生活热水检修补热，温泉酒店在地热井水不能保证供热要求时补热用。

1）主要热源设备：

锅炉：

3台

额定热功率：

2.4MW

燃料量：

302.6m3/Nm3.h

燃烧器功率：

7.5kW

2）热源系统原理图

3）方案特点

优点：

免费使用地热提供的能量，提高了能源的利用率，经济节能，系统安全可靠，灵活度较高；

缺点：

地热水资源限制，锅炉运行时间长。

方案二地热直接提取热量+市政热力+辅热锅炉

地热水经换热后为酒店提供空调热量和加热生活用热水，市政热力供暖期为酒店提供供热热量；辅热锅炉主要用于生活热水检修补热，供暖期前后地热井水不能保证供热要求时补热用。

1）主要冷热源设备：

辅热锅炉：

2台

额定热功率：

2.1MW，燃料量：

226.95m3/Nm3.h

燃烧器功率：

7.5kW

2）热源系统原理图

3）方案特点

优点：

免费使用地热提供的能量，系统安全可靠，便于管理；

缺点：

消耗地热水资源，系统复杂，不易灵活调控。

从上面分析计算可知，地热水梯级利用供热最大能够提供热负荷2125kw，温泉酒店所需热负荷为6299kw，生活热水负荷1554kw，其它辅助热源提供热量需5728kw

方案三地热梯级利用提取热量+锅炉

地热水经过梯级利用后为酒店提供空调热量和加热生活用热水；锅炉在地热井水不能保证供热要求时供热用。

1）主要热源设备：

热泵机组：

1台

制热量：

1145.7kW

制冷量：

918.1kW

输入功率：

227.6kw

锅炉：

3台

额定热功率：

2.1MW，燃料量：

226.95m3/Nm3.h

燃烧器功率：

7.5kW

2）热源系统原理图

3）方案特点

优点：

免费使用地热提供的能量，提高了能源的利用率，经济节能，系统安全可靠，灵活度较高；

缺点：

消耗地热水资源，系统稍复杂。

方案四地热梯级利用提取热量+市政热力+辅热锅炉

地热水经梯级利用为酒店提供空调热量和加热生活用热水，市政热力供暖期提供空调热量；辅热锅炉主要用于生活热水检修补热，供暖期前后地热井水不能保证供热要求时补热用。

1）主要热源设备：

热泵机组：

1台

制热量：

1145.7kW

制冷量：

918.1kW

输入功率：

227.6kw

辅热锅炉：

2台

额定热功率：

2.4MW，燃料量：

302.6m3/Nm3.h

燃烧器功率：

7.5kW

2）热源系统原理图

3）方案特点

优点：

免费使用地热提供的能量，能源的利用率高，系统安全可靠，便于管理；

缺点：

消耗地热水资源，系统较复杂。

4.2冷源方案

4.2.1常规电制冷

电制冷机组与热泵机组一起给系统提供冷量。

1）主要冷源设备：

离心式冷水机组：

2台

制冷量：

2110kW

输入功率：

394kw

冷却塔：

3台

2）冷源系统原理图

3）方案特点

优点：

自建制冷站，供冷灵活可靠，便于管理。

缺点：

冷却塔运行对周边环境有一定的影响。

4.2.2冰蓄冷

在电价谷段，利用双工况冷机给蓄冰槽制冰，其它时段，双工况冷机与热泵机组，蓄冰槽共同制冷。

热泵机组兼做基载主机。

1）计算基础数据

酒店逐时冷负荷系数k

时间

1:

00

2:

00

3:

00

4:

00

5:

00

6:

00

7:

00

8:

00

9:

00

k

0.16

0.16

0.25

0.25

0.25

0.50

0.59

0.67

0.67

时间

10:

00

11:

00

12:

00

13:

00

14:

00

15:

00

16:

00

17:

00

18:

00

k

0.75

0.84

0.90

1.00

1.00

0.92

0.84

0.84

0.74

时间

19:

00

20:

00

21:

00

22:

00

23:

00

24:

00

k

0.74

0.50

0.50

0.33

0.16

0.16

不同冷负荷区间对应的天数统计

温度区间

28.625℃

25.75℃

22.875℃

20℃

天数

1天

7天

33天

54天

占比

1.00%

7.35%

34.80%

56.85%

冷源提供的冷负荷

100%Q

75%Q

50%Q

25%Q

2）冷负荷日平衡分析

100%设计日负荷平衡表

全日100%

冰蓄冷

电价

总负荷

基载主机

蓄冷

蓄冰放冷

主机放冷

Kw

RT

0.4405

834

0:

00

130

130

450

0

0.4405

834

1:

00

130

130

450

0

0.4405

834

2:

00

130

130

450

0

0.4405

1303

3:

00

204

204

450

0

0.4405

1303

4:

00

204

204

450

0

0.4405

1303

5:

00

204

204

450

0

0.4405

2606

6:

00

407

230

450

0

137

0.7688

3074

7:

00

481

230

0

251

1.1219

3491

8:

00

546

146

400

1.1219

3491

9:

00

546

146

400

0

1.1219

3908

10:

00

611

211

400

0

0.7688

4377

11:

00

685

230

0

455

0.7688

4690

12:

00

733

230

503

0.7688

5211

13:

00

815

230

585

0.7688

5211

14:

00

815

230

585

0.7688

4794

15:

00

750

230

520

0.7688

4377

16:

00

685

230

455

0.7688

4377

17:

00

685

230

455

1.1219

3856

18:

00

603

203

400

0

1.1219

3856

19:

00

603

136

467

0

1.1219

2606

20:

00

407

0

407

0

1.1219

2606

21:

00

407

0

407

0

1.1219

1720

22:

00

269

0

269

0

0.7688

834

23:

00

130

130

0

0

130

总计

11181

4045

3150

3150

4076

蓄冰率：

28.17%

75%设计日负荷平衡表

75%

冰蓄冷

　电价

总负荷

基载主机

蓄冷

蓄冰放冷

主机放冷

Kw

RT

　RT

　RT

　RT

　RT

0.4405

834

0:

00

98

98

450

0

0.4405

834

1:

00

98

98

450

0

0.4405

834

2:

00

98

98

450

0

0.4405

1303

3:

00

153

153

450

0

0.4405

1303

4:

00

153

153

450

0

0.4405

1303

5:

00

153

153

450

0

0.4405

2606

6:

00

306

450

0

306

0.7688

3074

7:

00

361

0

0

361

1.1219

3491

8:

00

409

0

409

0

1.1219

3491

9:

00

409

0

409

0

1.1219

3908

10:

00

458

0

458

0

0.7688

4377

11:

00

513

0

156

357

0.7688

4690

12:

00

550

0

0

550

0.7688

5211

13:

00

611

0

0

611

0.7688

5211

14:

00

611

0

0

611

0.7688

4794

15:

00

562

0

0

562

0.7688

4377

16:

00

513

0

0

513

0.7688

4377

17:

00

513

0

0

513

1.1219

3856

18:

00

452

0

452

0

1.1219

3856

19:

00

452

0

452

0

1.1219

2606

20:

00

306

0

306

0

1.1219

2606

21:

00

306

0

306

0

1.1219

1720

22:

00

202

0

202

0

0.7688

834

23:

00

98

98

0

0

0

总计

8385

850

3150

3150

4386

50%设计日负荷平衡表

50%

冰蓄冷

　电价

总负荷

基载主机

蓄冷

蓄冰放冷

主机放冷

Kw

RT

　RT

　RT

　RT

　RT

0.4405

834

0:

00

65

65

450

0

0.4405

834

1:

00

65

65

450

0

0.4405

834

2:

00

65

65

450

0

0.4405

1303

3:

00

102

102

450

0

0.4405

1303

4:

00

102

102

450

0

0.4405

1303

5:

00

102

102

450

0

0.4405

2606

6:

00

204

204

450

0

0

0.7688

3074

7:

00

240

230

10

0

1.1219

3491

8:

00

273

0

273

0

1.1219

3491

9:

00

273

273

0

1.1219

3908

10:

00

306

0

306

0

0.7688

4377

11:

00

342

0

342

0

0.7688

4690

12:

00

367

0

0

367

0.7688

5211

13:

00

407

0

0

407

0.7688

5211

14:

00

407

0

0

407

0.7688

4794

15:

00

375

0

0

375

0.7688

4377

16:

00

342

0

342

0

0.7688

4377

17:

00

342

0

342

0

1.1219

3856

18:

00

302

0

302

0

1.1219

3856

19:

00

302

0

302

0

1.1219

2606

20:

00

204

0

204

0

1.1219

2606

21:

00

20