熱回收機組在綜合型大廈中的應用

石高有

（廣州天銀房地產開發有限公司，廣東 廣州 510660）

前言

隨著國民經濟的發展，我國面臨的能源及環保問題日益突出，以前常用的燃油，燃氣的中央熱水設備由于高能耗逐步被淘汰。最近全球各國領導人出席哥本哈根氣候變化大會，再一次表明了環保、節能是當今社會發展必須鄭重考慮的問題。水冷式螺桿帶熱回收機組就是能源的重復利用，符合環保、節能的要求，在南方地區逐年流行，尤其是在綜合型商貿大廈。

1.水冷螺桿機熱回收機組的工作原理

水冷螺桿機熱回收機組的工作原理如圖所示。冷水機組在工作的過程，壓縮機要吸入低溫低壓的冷媒氣體，將其壓縮成高溫高壓的氣體（65℃-70℃），在通過冷卻水將熱量吸收，由冷卻塔排放到大氣環境中，對絕大多數機組來說，在壓縮機與冷凝器之間增加一個熱回收板換，達到對熱量的部分吸收，其余熱量通過冷凝器傳到冷卻塔排至大

圖1 水冷螺桿機熱回收機組的工作原理圖

2.熱回收機組的特點

熱回收機組回收冷凝熱是將熱量提供給生活熱水、工藝加熱、鍋爐進水預熱或其他工藝過程的一種有效和低成本的節能環保方法，其主要特點如下：

（1）熱回收機組充分利用制冷系統的廢熱，將制冷系統中產生的低品位熱量有效的利用起來，是經濟有效的節能技術。

（2）熱回收機組減少了排放到環境的廢熱，同時，降低了冷卻塔的負荷和冷卻塔風機運行造成的噪聲，有效的保護了環境。

（3）熱回收機組的使用，減少了熱水加熱系統或設備的容量，從而減少了不可再生能源的使用。同時，利用廢熱加熱生活或工藝熱水，降低了熱水供應系統的能源成本和運行費用。

但同時熱回收具有單位時間內產水量不高、水溫有限和季節性等缺點，通常需要輔助熱源，而且適用場合也要受到一定的限制。

3.工程概況及生活熱水的制取方式

廣州天銀國際商貿大廈為一幢綜合型的大廈，集酒店，寫字樓，餐廳，商業一體的綜合型大廈，在生活熱水的制取方面曾考慮采用空氣源熱泵制取生活熱水，但由于空氣源熱泵制取生活熱水的成本較高，而且由于要求的生活熱水量較多，需要的熱泵也較多，設備加工層的布置顯得擁擠，日后的維修工作較為麻煩。本項目采用水冷式熱回收機組具有下列優勢：

（1）由于整棟大廈的螺桿機每天運行的時間都比較多，采用熱回收只需要付出水泵運行的費用；

（2）可以減少空氣源熱泵的數量，減少設備的維修；

（3）占地面積少，可在屋面規劃出專門的區域來安裝便于維修。

4.系統的設計計算（以300個床位為例）

4.1 用水量計算160L/人.D（水溫60度）

設計床位300個；

日總用水量Qd=48M3（水溫60度）；

冷水進水平均溫度：15℃；

計算出每天總消耗的熱量為：2512.1kW。

假設采用熱回收來制取熱水的話：

400RT的螺桿機的熱回收量每小時約為：211kW。

也就是說每天螺桿機只要開12個小時就足夠滿足當天的生活需要用熱水了，熱回收循環水泵的功率約4kW,也就是說每天只需要花48kW.Hr就可以滿足一天的生活用熱水了；如果采用空氣源熱泵，制熱量為40kW的空氣源熱泵的功率為12.1kW，如果需要制取2512.1kW的制熱量，空氣源熱泵需要運行62.8Hr,假設水泵的功率為4kW,消耗的功率為：1011kW.Hr,消耗的功率為采用熱回收的21.1倍，由此可見，采用螺桿機熱回收日后熱水的制取成本是比較低廉的。

4.2 儲熱水箱及加熱設備設計選型

合理的搭配主機的運行方式對整個系統的節能來說非常的重要，由于整棟大廈是集商場，寫字樓，酒店一體的，該項目位于廣州天河區，根據相關的氣象資料統計，在廣州地區的商場每年不開啟空調的時間約為15天，也就是說在廣州地區每年95.9%的時間都是需要開啟空調的，根據整棟大廈的使用功能，該系統絕大多數的時間都是800RT的離心機與400RT螺桿機的搭配運行，只要螺桿機運行，我們就可以制取免費的生活熱水了，同時天面仍配置4臺制熱量為40kW空氣源熱泵作為輔助加熱，也防止螺桿機不能開啟或設備處于維修狀態時用。以本酒店為例：客房的用水的高峰期一天有三個時段，廣州地區商場營業時間一般為9:00-22:30所以這段時間開啟螺桿機制取的生活熱水完全可以滿足整棟大廈一天的使用要求，經過詳細計算熱水箱設計為60m3的不銹鋼保溫水箱，中間分割為30m3的兩個，方便水箱的定期清洗。

4.3 熱水給水系統的選擇

因為酒店的人員作息時間相對比較固定，一天用水主要是三個高峰期，在天面設置不銹鋼保溫水箱，該大廈熱水分為高區和中區，高區采用變頻恒壓水泵，中區由于有較高的樓層，所以采用自流式供水，在天面的回水管上面安裝循環水泵。

結束語

采用水冷式螺桿機熱回收機組制取生活熱水在南方地區的綜合型大廈采用非常的普遍，符合當今社會提倡的高效、環保、節能的低碳經濟倡導。空氣源熱泵的工作環境為-5℃-42℃，查看廣州地區歷年的氣象條件，即使在極端天氣情況下螺桿機不能開啟，開啟空氣源熱泵制取生活熱水也完全能夠滿足整棟大廈的使用要求。

熱水系統圖

[1]李準，周峰，劉挺，馬國遠.商場用熱虹吸管熱回收機組的運行經濟性分析.2007年11月1日-中國制冷學會2007年學術年會.

[2]段理華.風冷螺桿熱回收機組應用及經濟性分析.2008年10月20日-2008鐵路暖通空調學術年會.