新常態下飯店節能新途徑與新技術

竹書鴻

杭州三臺山莊

近年來，環境污染問題成為困擾政府和全社會的難題。在中國經濟步入新常態的當下，節能減排、環境治理進入了新的階段。飯店作為能耗大戶,與發達國家相比能效水平偏低。據有關資料,我國飯店單位面積的耗電水平高于發達國家耗電平均值的25%左右。因此,節能降耗、低碳運行、降低成本是當前飯店節能工作面臨的重要任務。

1 飯店節能降耗的新途徑

1.1 “互聯網+”引領飯店節能創新

當前我國智慧酒店發展迅速，機器人的大量運用（見圖1），互聯網+”初具規模，已具備了快速發展的基礎。2017年的《政府工作報告》提出要制定“互聯網+”行動計劃，表明我國從戰略上非常重視“互聯網+”對傳統行業和經濟的推動作用，意味著與互聯網“牽手”將成為行業發展的大勢。“互聯網+”為飯店節能產業帶來新業態和新模式。“互聯網+”實際上就是用最先進的IT技術提升整個飯店節能的靈活性和需求快速響應能力。在當前經濟新常態下，以互聯網、大數據、云計算為代表的“互聯網+”將顛覆傳統行業的未來，成為我國未來經濟發展的重要引擎，也將為我國飯店節能環保事業發展帶來重大創新。

圖1 飯店使用的機器人

“互聯網+”給飯店節能帶來的不僅是思維的創新，更多的是切實的變化。對于飯店節能來說，必須沿著“互聯網+”的基本思路，不斷吸收“互聯網+”帶來的新的精神養料，真正納入飯店節能的全過程。

1.2 應用先進節能新技術

飯店節能改造已經開展了幾十年，新產品、新技術層出不窮，用能水平逐年提高，為企業帶來了直接成本降低和客戶滿意度上升的雙重驚喜。采用最新開發的磁懸浮冷水機組、量子能供熱機組、冷凝燃氣鍋爐和CO2熱泵技術將是飯店節能的有效途徑。

1.3 編制飯店節能規劃

飯店節能規劃是節能降耗工作的先導。編制科學的飯店節能規劃，是飯店健康順暢營運的良好基礎。對于一家已經建成開業的飯店，很多既成事實的條件已約束了飯店在營運過程中的能耗，再精明的成本控制也無濟于事。所以在飯店籌建之初就要悉心導入節能設計規劃，仔細核算節能投入和能耗成本的評估，盡量做到一次性完成飯店設施的節能定位和設計。

1.4 實行科學的用能管理

在節能型導向的飯店規劃基礎上，擁有了一流的節能技術和設備，還不能真正保障飯店節能降耗工作的成功進行。只有科學的用能管理，才是節能技術運行的保障，也是節能規劃實施的保障。飯店管理層必須深入了解飯店能源消耗量、能耗結構和能源的利用效率，并在此基礎上制定全方位的飯店能源管理細則，調動各部門挖潛節能的動力和積極性，才能確保能源管理計劃的實施和節能目標的實現。

1.5 制訂節能激勵政策

飯店的節能降耗工作既源于內部降低成本、提高利潤的動力，更是基于市場對于提高和改善居住環境、生存質量的需求，同時也反映出了社會文明的進步。因此，應該受得到國家政策的保障和鼓勵。

在市場經濟時代，沒有政策上的宏觀指導和調控，片面責怪飯店企業缺乏社會責任感和公共良知是不客觀的。浙江省在這方面進行了開拓性的工作，政府牽頭，以綠色飯店為評估手段，致使飯店的綜合節能降耗率提高了20%～30%，飯店最終得到了實惠，節省了運營成本。

2 飯店節能新技術

2.1 磁懸浮中央空調機組

（1）磁懸浮冷水機組工作原理

利用由永久磁鐵和電磁鐵組成的徑向軸承和軸向軸承組成數控磁軸承系統，實現壓縮機的運動部件懸浮在磁襯上無摩擦的運動。磁軸承上的定位傳感器為電機轉子提供超高速的實時重新定位，以確保精確定位、整個空調系統無需潤滑油，可避免殼管式換熱器中油膜覆蓋在換熱管上導致換熱效率下降的影響，系統熱效率可提高15%以上。磁懸浮冷水機組工作原理（見圖2）。

圖2 磁懸浮冷水機組工作原理

（2）磁懸浮冷水機組的性能特點

磁懸浮冷水機組（見圖3）具有8個方面的性能特點：

1）節能高效。機組在非滿負荷運行條件下，峰值效率COP高達12，全年運行統計，比其它冷水機組節電率高達30%以上。

2）維護費用低。磁懸浮機組系統運動部件少，沒有復雜的油路系統、油冷卻系統和油過濾器等，主機無需每年清洗，只需清洗蒸發器、冷凝器的水垢，一次清洗費用僅為0.1～0.2萬元，且節省了維護時間，避免因制冷需求高峰清洗機組造成的不便。

3）運行振動小、噪音低。磁懸浮機組沒有機械摩擦，設有氣墊阻隔震動，機組產生的噪音和振動極低，壓縮機噪音低于77 dB，無需減震墊或彈簧減震器和隔音機房。

（4）高效無摩擦損耗。沒有機械軸承和齒輪，沒有機械摩擦損失，沒有潤滑油循環，純制冷劑壓縮循環，無需潤滑油的加熱或冷卻，磁懸浮軸承的摩擦損失僅為傳統離心式軸承的摩擦損失的2%左右。

（5）啟動電流小。常規大螺桿機組的配用電機大，在啟動的瞬間會產生200～600 A的高沖擊電流，波及電網的穩定，在電網設計時必須考慮防護措施。而磁懸浮機組的啟動過程利用壓縮機變頻軟啟動的方式，啟動電流僅為6A，因此啟動電流小，對電網的沖擊低，電網不必進行專門的防護設計。

（6）系統可持續性高。由于潤滑油殘留及累積，常規大螺桿式機組系統每年能效損失高達25%，運行年限越長效率降低越大。磁懸浮機組無油運行，不存在潤滑油殘留及控制的問題，即使運行年限增加亦不會存在潤滑油造成效率損失的問題。

（7）綠色環保。機組采用環保冷媒 R134a, 對臭氧層損耗值（ODP）為0，屬于正壓型冷媒，避免了系統混入空氣的危險。

圖3 磁懸浮冷水機組

（8）抗喘振。壓縮機控制模塊中提供了安全運行的控制曲線，通過實時監測，電腦及時自動調整轉速，確保壓縮機始終運行在安全區域內。這項應用于航空航天與軌道交通的磁懸浮技術，應用于中央空調系統，已成為節能減排的“黑馬”。經過近幾年的推廣應用，磁懸浮中央空調已逐漸贏得了飯店節能工程項目的青睞，顛覆了行業用戶的原有認知。

2.2 量子能供熱機組

（1）量子能供熱機組的工作原理

量子能供熱機組是通過量子液速度及配方，合理有效地吸收量子液在激活狀態下的量子能量及運行速度，不斷使量子液激活而發生量變，并以倍增的能量釋放，不斷改變量子運行方向，達到低能耗高能量轉換。全天候運行，特別是在環境溫度相對較低時，量子熱水機組加熱水溫可高達90℃，全年不受低溫惡劣環境的影響。量子能供熱機組（見圖4）。

（2） 量子能供熱機組的性能特點

1）高效節能。在量子液強大功能的作用下，預熱運行時間短，供應熱水速度快，啟動8～15min就可供熱水。在90℃以下范圍內可任意調控，完全可以滿足冬季采暖標準需要。

圖4 量子能供熱機組

2）綠色環保。量子能供熱機組運行無噪音、無大氣污染物排放、無污水排放，是理想的環保技術。

3）安全可靠。該項技術采用水、電分離的間接加熱方式，量子液為絕緣介質，而且機殼采用防銹頂級絕緣保護傘，形成一道道安全連鎖防電墻，無任何漏電隱患，絕對安全可靠。量子機組是直熱式供熱，機內無儲存水，又因利用高壓循環泵壓力推動水流，所以鍋垢無法形成；熱交換系統是采用不銹鋼、銅、鈦合金等不易結垢的金屬材料制作而成，這是不結垢的又一重要因素。機組采用分段啟動，避免對電網造成沖擊，自動程序控制逐級加減負荷調節平穩，保證各電熱管均勻運行，提高了電熱管的使用壽命。

4）安裝維護方便、使用壽命長。量子供熱機組用料精選、結構緊湊、體積小，供熱系統全自動控制，免維護運行，無需專人管理，只需定期檢查,使用壽命可達15 a以上。

2.3 冷凝燃氣鍋爐

冷凝燃氣鍋爐的技術核心是高效回收了煙氣排放的熱能，同時通過冷凝將煙氣中的有害物質收集到冷凝水中，減少了酸性物質及其它污染物向空氣中排放。先進的冷凝燃氣鍋爐采用了無煙燃燒技術，使氮氧化合物排放減少到35 mg/kWh以下。

（1）冷凝燃氣鍋爐的工作原理

冷凝式燃氣鍋爐是通過冷凝裝置將鍋爐排放的140℃左右熱煙氣中的能量進行回收，經回收后的排煙溫度降低到60℃左右，使熱效率提高10%左右，可節約燃氣10%左右。該項技術既回收了能量，又降低了鍋爐煙氣有害氣體的排放。冷凝燃氣鍋爐的工作原理（見圖5）。

圖5 冷凝燃氣鍋爐的工作原理

（2）冷凝燃氣鍋爐技術的性能特點

1）熱效率高。冷凝燃氣鍋爐的技術關鍵是通過冷凝回收煙氣中的熱能提高了鍋爐的熱效率，是一種新型節能環保技術（見圖6）。傳統鍋爐的排煙溫度一般在160 ～250℃，燃料燃燒時產生的水蒸汽（例如天然氣：CH4+2O2→CO2+2H2O）在煙氣中處于過熱狀態，隨煙氣從煙囪流失。鍋爐熱率一般只能達到85% ～ 91%。而冷凝燃氣鍋爐回收了煙氣中的濕熱和水蒸汽的凝結潛熱，把排煙溫度降低到50～ 70℃，熱效率最高可達109%。

圖6 冷凝燃氣鍋爐

圖7 CO2熱泵技術的工作原理

2）排煙溫度低。排煙溫度直接影響鍋爐機組的經濟性和尾部受熱面工作的安全性。選擇較低的排煙溫度可降低鍋爐的排煙熱損失，有利于提高鍋爐的熱效率，節約能源及降低鍋爐的運行費用。因此，需采取有效措施降低鍋爐的排煙溫度并使之合理利用。

3）耐腐蝕性好。冷凝式鍋爐采用硅鋁一體換熱爐體，合金材料的使用使冷凝技術得到最好的發揮。鋁的傳熱性能是鋼的7倍，硅保證了很強的耐腐蝕性。輕型及耐用的合金材料降低了鍋爐的重量，提高了鍋爐的使用壽命。特殊的爐體結構設計，最大程度地加大換熱面積，使冷凝效果突出，使用效率達110%。比傳統鍋爐節能40%。

2.4 CO2熱泵

（1） CO2熱泵技術的工作原理

CO2熱泵技術是采用CO2作為制冷劑的熱泵或空調，普通熱泵一般采用氟利昂作為制冷劑，兩者的工作原理基本是相同的，都屬于蒸汽壓縮式。但也稍有不同，CO2熱泵屬于超臨界循環，即在冷凝器端CO2不會被冷凝成液體，而氟利昂冷媒在冷凝器端是被冷凝成液體再節流。CO2熱泵技術的工作原理（見圖7）。

（2）CO2熱泵技術的性能特點：

1）無溫室氣體，不破壞大氣臭氧層。排放的CO2氣體，不可燃、不會爆炸、不會分解出刺激性物質，對人體健康與居住環境無短、中、長期之害處，故不需回收或再處理。

2）CO2獲取容易，成本極低。CO2冷媒系統可使用傳統的礦物類潤滑油。

3）不產生冷凝現象。CO2系統在一般夏季外氣條件之散熱過程為穿越臨界點或超越臨界點的過程，因無實際上的冷凝現象，故散熱用熱交換器，稱之為氣體冷卻器。對相同的氣體冷卻器出口溫度，壓縮機吐出壓力愈高則制冷能力愈大氣體冷卻器的漸近溫度（approach temperature）比R-134a的10 ～15℃小許多。

4）壓縮比低。當R-134a的冷凝溫度50℃、蒸發溫度0℃時，壓縮比為4.3；而CO2氣體冷卻器出口溫度37℃、蒸發溫度0℃時，壓縮比為2.6。同時，壓縮機的壓縮比降低，壓縮過程可更接近等熵壓縮而使效率提升。且因為系統壓力大，CO2于蒸發器中之冷媒分布較均勻。

5）體積小、重量輕。相同體積的蒸發器，CO2的管徑小、管排數多。CO2氣體密度高，可降低使用的管路與壓縮機尺寸，使系統重量減輕、結構緊湊、體積小。

以CO2取代傳統冷媒，出水溫度55～90℃，突破傳統空氣能55℃上限，在極寒及高濕度狀況下無需電輔熱正常工作，60℃熱水年均耗電量不超過15℃，交換產生的冷風可有效解決洗衣房及高配房降溫問題，與鍋爐相比，節能50%以上。

綜上所述，在當前國內飯店行業用能向綠色低碳轉型、開源節流的大趨勢下，以磁懸浮中央空調、量子能供熱機組、冷凝鍋爐、CO2熱泵為新技術的新型節能設備將在飯店節能改造中被推廣運用，取得良好的節能成效，并將在飯店業暖通空調系統領域得到更加廣泛的應用。