浅谈水源热泵系统在某温泉酒店的应用
以实际案例介绍水源热泵系统在温泉酒店中的应用，并从经济性、节能性及环境影响方面，与传统水冷机组+冷却塔+锅炉系统做对比分析。水源热泵系统的经济、节能效益优势显著。
1、工程概况该温泉酒店位于浙江省境内，集商务、休闲、娱乐、餐饮、温泉、客房及旅游等多功能于一体的大型综合性温泉酒店。该温泉酒店所在区域地形平坦，紧靠著名水利工程通济堰，水网发育，地下水平均水温25℃，西北侧丘陵与山地，是地表水的发源地。本方案主要针对该酒店一期工程，建筑群见图1，南区主要以商务、休闲、娱乐及餐饮功能为主，北区主要以客房服务为主，并辅以9幢别墅及室内、外温泉水池。一期工程总占地面积6.35万平方米，空调使用面积1.9万平方米，其中南区空调使用面积10,800平方米，北区空调使用面积5,336平方米，别墅区面积2,880平方米。
该项目夏季空调总冷负荷4,167kw，冬季空调总热负荷1,944kw，其中南区餐饮区域面积2,400m2，夏季空调冷负荷616kw，冬季空调热负荷240kw，KTV区域面积1,061m2，夏季空调冷负荷296kw，冬季空调热负荷106kw，热水负荷302kw，温泉蓄水量500吨，温泉日常维护负荷985kw。
2、冷热源方案根据该项目的使用功能及具体条件，餐饮与KTV区域单独设置空调系统，其他区域采用集中式空调系统，同时提供温泉热水及全年生活热水，采用水源热泵系统，直接抽取地下水作为本项目的冷热源，共打井18口，井深200米，满足本项目的制冷、采暖及热水需求。
系统运行方式：夏季：4台水源热泵机组制冷运行，提供室内末端7/12℃的冷冻水，同时全热回收型水源热泵机组利用室内需排放的废热免费提供生活热水；
冬季：3台标准型水源热泵机组制热运行，提供室内末端45/40℃的采暖热水，全热回收型机组制热运行单独提供热水及温泉水池日常维护所需热量。
过渡季节：全热回收型机组制热运行，提供室内生活热水所需热量。
温泉水池热水：每日由生活热水箱提供温泉水池首次热水，全热回收型水源热泵机组提供温泉水池日常维护所需热量。
水源热泵空调系统主要设备配置情况表
3、方案比较分析为了选择最适合本项目的冷热源系统，以下对水源热泵空调系统(一)与水冷机组+冷却塔+燃气热水锅炉空调系统(二)这两种方案主要从经济性、节能型机环境影响等方面对比分析。
图1一期用地规划图
1、 经济性分析全年空调系统及热水系统运行能耗
在全年运行费用计算中，根据本项目的使用特点，结合当地气象特点，全年按365天，供冷期按120天，采暖期按120天，温泉供应期按120天，空调及温泉运行时间按12h/d，热水全年供应。
全年热水及温泉能耗按下式计算：
全年生活热水所需热量Q1=n(年运行日数)*V1 (每日热水需求量)*1.163*ΔT(冷热水温差)
全年温泉一次加热所需热量Q2=n(年运行日数)*V2(温泉水池蓄水量)*1.163*ΔT(冷热水温差)
全年温泉维持所需热量Q2=n(年运行日数)*Q温(温泉日维持所需功率)*t(日运行时间)
水源热泵系统制热性能系数全年在4.0左右，夏季制冷期内通过全热回收吸收室内废热免费制取热水，则全年热水运行时间按245天；锅炉系统生活热水运行按365日计算，耗气量V气=Q/(q*η)其中q为天然气的低位热值(38931KJ/ Nm3)，η为锅炉效率(按80%计)。
为方便比较，所有能耗均折算成一次能耗来进行比较。电能按0.37kg/kwh，天然气按1.33kg/Nm3的折标煤系数计算，两种系统具体能耗见下表。
运行费用电价按0.69元/kwh，天然气按3.3元/Nm3计算，两种方案全年运行费用见下表。
由上表可知，水源热泵空调系统全年运行费用节省117.7万元，节约费用比例达48%。
2、 节能性分析由表2可知，水源热泵空调系统全年运行能耗节省标煤替代量383.4吨，节能比例达36%。
3、 环境影响分析按每吨标煤燃烧产生CO22.66吨，SO2 0.006吨，NOX 0.009吨计算，水源热泵系统全年可减少CO2排放量1020吨，SO2排放量2.3吨，NOX排放量3.45吨。
同时，水源热泵系统另有以下几点优势：
1)无锅炉设备，无燃烧、爆炸及燃气泄露引起的生命财产损失的隐患；
2)无冷却塔等室外设备，不存在噪音、水质污染及自来水消耗；
3)系统自身不向室外空气排放热量，减少城市热岛效应；
4)系统运行工况稳定，可靠性高。
4、结论通过两种系统的经济性、节能性及环境影响等多方面对比分析，结合各自的系统配置及流程，可以清楚了解到水源热泵系统虽然初投资较高，但运行费用降低48%以上，节能率36%以上，且减少污染物排放，最终选择水源热泵系统作为该项目的冷热源。水源热泵系统可有效缓解当前能源短缺形势，遏制日渐恶化的自然环境，经济和社会效益显著。
文/南京国睿博拉贝尔环境能源有限公司 胡玉清 沈莉华
