生活热水供应方案:
项目概况:XXXXX酒店位于XX·XX园区内,总建筑面积3.6万平方米,客房总数200间。生活热水定额取120L/(床位·天),热水温度60℃,计算得每天消耗热水48吨;
参考热水供应系统的小时耗热量公式:
式中:
Qh—设计小时耗热量,KW;
m—当用水计算单位数,人数或床位数,取400;
qr—热水用水定额,L/(cap·d)或L/(b·d),取120L/d;
C—水的比热,取4.187kj/(kg·℃);
tr—热水温度,取60℃;
tL—冷水温度,取4℃;
ρ—热水密度,kg/L;
Kh—小时变化系数,取3.33;
计算的XX酒店客房热水负荷Qh=434kW。
方案一:采用模块化燃气热水炉
1、设备选型
选用XXXXXXX,单台输入功率99kW,热效率≥88%,取88%。所需台数为:434÷99÷0.88 = 4.98台,选五台;设备参数如下:
型号:BTR-338
输入功率:99kW
天然气耗量:9.9m3/h
单台储水量:322L
外形尺寸(直径×高):700mm×2020mm
输出功率:87KW
系统示意图如下:
2、初投资及运行费用
(1)初投资
设备及安装费7万元/台,需5台;
燃气开口费:400元/m³×325m³=13万元;
土建费用:30㎡×2000元/㎡=6万元;
初投资费用:5×7+13+6=54万元;
(2)年运营费用
XXXXX酒店每天消耗热水48吨,假设温升50℃,计算得加热48吨热水耗热量10000MJ,即2800千瓦时,热水炉总输出功率是5×87KW=435KW,则热水炉加热时间是h=2800/435=6.5小时,耗气量6.5×9.9×5台=325m³;
每台锅炉电功率小于100W,计算得5台锅炉耗电量5×0.1×24 =12千瓦时;
每年电费12×1×365=4380元;
则每天耗气费用:325m³×4.45元/㎥=1446.25元;
每年费用1446.25 ×365=52.79万元;
每年费用0.438+52.79=53.228万元;
年运行费用:53.228万元(按100%入住率计算)。
方案二:采用传统燃气热水锅炉
传统热水锅炉系统示意图如下:
传统燃气热水锅炉图如下:
初投资及运行费用:
XX酒店热水负荷为434kW,即0.43兆瓦,可配置两台0.48兆瓦热水锅炉,一用一备,平时只运行一台锅炉;
(1)初投资:
每台锅炉价格10万元,其附属配件及安装费用5万元,需2台;
燃气开口费400元/m³×325m³=13万元;
土建费用:100㎡×2000元/㎡=20万元;
初投资:2×15+13+20=63万元;
(2)年运行费用:
1、由于传统燃气热水锅炉热效率和燃气热水炉热效率接近,为方便比较,也取88%,所以每年耗气费用也为53.228万元;
2、传统热水锅炉系统需至少需要两个循环泵运作,分别为热媒循环泵和热水循环泵,总功率在7kW左右,计算得一年耗电量6.132万元;
3、值班人员费用,三人24小时轮流值班,假定人工费5万元/年/人,则每年费用15万元;
年运行费用:74.36万元。
初投资及运营费用比较:
注:以上初投资费用仅包含机房内设备及安装费用、土建费用。
分析:经两方案对比可知,方案一初投资较小,运行费用要比方案二低很多,而且在很多方面,方案一比方案二都有明显优势,故建议采用方案一,即采用模块化燃气热水炉供应生活热水。
公共卫生间洗手热水供应方案比较:
方案一:从酒店的热水主立管接驳管道供应
公共卫生间位置主要集中在主楼负一层及一层;
生活热水供回水主立管上接驳横向支管即可;
根据新方案图纸的公共卫生间布局,从生活热水主立管上接驳横向支管,需要安装横向热水支管400米;
管径取平均管径DN25,保温层厚度3cm;
经计算共需管道保温材料0.85立方米,管道保温安装综合单价取450元/m³;
保温材料主材价格取1000元/m³,则管道保温共需费用1232.5元;
DN25不锈钢管价格取60元/米,不锈钢管管道安装综合单价约为6元/米;
则不锈钢管含主材费安装费为60+6=66元/米;
则负一及负二层热水横向支管总安装费用为66×400+1232.5=2.763万元。
管道散热量计算:
管道保温层内直径按30mm计算;
管道保温层内外直径60mm计算;
介质温度按50℃计算;
环境温度按15℃计算;
隔热层导热系数,经查表取0.045;
α-与风速ω有关,α=1.163(6+ω1/2) W/( ㎡·℃ ),室内风速可忽略,则保温层放热系数为7.0;
经计算得,DN25的保温不锈钢管(保温层厚度3cm),在15℃室内环境下的散热功率为1.82W/m;
则400米DN25保温管道总散热功率为728W;
计算管道每天散热量17.47千瓦时。
根据新XXXXXX酒店方案图纸,负一层、负二层共17个大小卫生间;
根据各卫生间洗手台布置情况,一共需要安装17台厨宝,规格为6L;(可以安装在每个洗手台下方)
经询价,每台厨宝(6L)价格暂定700元;
则采购总费用为1.19万元;
保温功率计算:根据上表公式计算得,每台6L厨宝的保温耗电为0.74千瓦时,则17台电热水器每天保温耗电14千瓦时;
综合比较:
方案初投资费用及能耗统计表
方案
初投资
热损耗/保温能耗
方案一
从热水主立管接驳管道供应
2.76万元
17.47千瓦时
方案二
小型厨宝供应
1.19万元
14.06千瓦时
由上表数据可知,方案二在初投资和能耗方面都比方案一小,且方案二无需安装冗长的管道,管道无需穿越公共区域,从而减少了漏水隐患及后期维修问题;
故建议采用方案二,即采用小型厨宝供应公共卫生间洗手热水。
(注:XXXXX酒店即采用这种方式,使用电热水器供应公共卫生间热水)
专题三:厨房热水供应方案比较
方案一:从热水主立管接驳管道供应
管道散热量计算:
管道保温层内直径按30mm计算;
管道保温层内外直径60mm计算;
介质温度按50℃计算;
环境温度按15℃计算;
隔热层导热系数,经查表取0.045;
α-与风速ω有关,α=1.163(6+ω1/2) W/( ㎡·℃ ),室内风速可忽略,则保温层放热系数为7.0;
经计算得,DN25的保温不锈钢管(保温层厚度3cm),在15℃室内环境下的散热功率为1.82W/m;
则200米DN25保温管道总散热功率为364W;计算管道每天散热量8.74千瓦时。
(1)初投资计算:
根据新方案图纸的公共卫生间布局,从热水主立管接驳管道,需安装横向热水支管200米左右;
管径取平均管径DN25,保温层厚度3cm;
经计算共需管道保温材料0.43立方米,管道保温安装综合单价取450元/m³,
保温材料主材价格取1000元/m³,则管道保温共需费用623.5元;
DN25不锈钢管价格取60元/米,不锈钢管管道安装综合单价约为6元/米;
则不锈钢管含主材费安装费为60+6=66元/米;
则负一及负二层热水横向支管总安装费用为66×200+623.5=1.382万元;
即初投资1.382万元。
(2)运行费用计算:
厨房热水用量取1吨/天,水温60℃;
冬季自来水基础水温按10℃计算,即温升50℃,计算得加热1吨热水耗热量208.03MJ,管道每天热损耗8.74千瓦时,即31.46MJ;
天热气的热值为 35.88MJ/m³,加热热水的效率取88%;
计算得天然气耗量为(208.03+31.46)/(35.88×88%)=7.58m³;
天然气价格按商用价格4.45元/m³;
则7.58m³天然气总价为7.58m³×4.45元/m³=33.73元;
每年天然气费用为33.73×365=1.23万元;
方案二:太阳能+电热水炉结合供应
(1)初投资计算:
厨房热水用量取1吨/天,水温60℃。洗碗机自带电加热装置,所以洗碗热水不考虑在内;配置容量1吨集热水箱的太阳能系统,3个电热水炉(每个功率7kW);
太阳能系统设备及安装价格为1.5万元(注:仅包含屋面的设备及安装费用,楼宇内部分的管道不计算在内)。
管井内连接屋面太阳能的立管长度(一供一回):2×15m=30m,管径DN25;
不锈钢管含主材费安装费取66元/米,则立管安装费用30米×66元/米=1980元;
横向支管安装费用和方案一一样,即1.382万元
电热水炉每个按2500元计算,共计3×2500=7500元;
初投资:15000+1980+13820+7500=38300元即3.83万元;
(2)运行费用计算:
厨房热水的温度要求不高,在春、夏、秋季节时太阳能系统足以供应厨房热水,故无耗电费用,只有在冬季可能需要电热水炉辅助供应热水,按每天平均开3个小时计算,冬季电热水炉耗电(3×7kW×3h)/天×90天=5670元;即每年运行费用5670元;
综合比较:
方案初投资费用及能耗统计表
方案
初投资
运行费用
第四年末总费用
方案一
从热水主立管接驳管道供应热水
1.38万元
1.23万元
1.38+1.23×4=6.3万元
方案二
太阳能+电热水炉结合供应
3.83万元
0.567万元
3.83+0.567×4=6.098万元
由上表可知,方案二初投资较大,但每年运行费用很低。仅到第四年末,方案二总费用便低于方案一,所以建议采用方案二,即太阳能+电热水炉 结合供应方式。
(注:xxxx酒店即太阳能系统供应厨房热水,冬季另外启用市政结合太阳能供应厨房热水,使用电热水器供应公共卫生间热水)
泳池恒温加热方案:
(一)泳池恒温热负荷计算
基本参数:
泳池规格:半标准 25m×13m,平均水深1.3m,水温25℃,室内平均温度按25℃,设计水量423吨,每天补水量按总水量5%计算,即423*5%=21吨;
热负荷组成:
(1)泳池水表面蒸发散热;
(2)泳池池壁、管道等热传导损失热量;
(3)泳池补水加热所需热量;
自来水基础水温:按冬季时取5℃;
2、游泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量,应按游泳池水表面蒸发损失热量的10%计算确定
Q=Qz*10%=216580*10%=21658(kJ/h)
3、游泳池补充水加热所需的热量,按下式计算:
Qb=qbr(tr-tb)
式中:
Qb—游泳池补充水加热所需的热量(KJ);
a —热量换算系数,a=4.1868KJ/Kcal;
qb—游泳池每日的补充水量(L),qb=21m3;
r—水的密度(kg/L),r=1kg/L;
tr—游泳池水的温度(℃),tr=25℃;
tb—游泳池补充水基础水温(℃),tb=5℃(冬季平均水温);
代入数值计算如下:
Qb=qbr(tr- tb)=4.18×21×1000×1×(25-5)=1797600 (kJ/d)合74900(kJ/h)
则泳池保温热负荷P=Qz+Q+Qb=313138kJ/h合87KW
(二)恒温方案
方案一:太阳能+燃气热水炉 结合加热系统
已经计算泳池恒温热负荷为87KW;
太阳能制热功率计算:
由于太阳能系统是通过板换间接对池水进行加热,所以考虑板换换热效率,取70%;
泳池大厅屋面面积面积是520㎡,则取太阳能集热管的集热面积为500㎡;
系统集热面积的计算公式:
式中:
Ac —集热器总面积,(m2);
Q —太阳能系统热负荷,(W);
JT—当地太阳年平均日辐照量,MJ/m2,青岛取14 MJ/m2;
F—太阳能保证率,%,无量纲;取0.5;
ηcd—集热器平均集热效率,0.25~0.5,取0.5;
ηL—贮水箱和管路的热损失率,0.20~0.30,取0.2;
经计算集热器集热面积为500㎡,时太阳能系统的年平均日热负荷Q=5600 MJ/d,即65KW。
太阳能系统初投资及运行费用计算:
初投资:太阳能系统造价可按每平方米集热面积1000元计算(根据XX节能工程技术有限公司提供的原太阳能系统报价,其集热面积360㎡,终报价39万元),可推算该泳池太阳能系统造价为50万元左右;
运行费用:由于结合了燃气热水炉同时使用,所以不考虑电辅加热,即无能耗费用;
燃气热水炉初投资及运行费用计算:
(1)初投资
考虑到采光不良天气,或者太阳能系统故障时仍能可靠保证泳池恒温,配置一台接近泳池恒温负荷功率的燃气热水器,选型如下:
选用一台XX商用容积式燃气热水炉BTR-338型,单台输入功率99kW,热效率取85%,则输出功率84KW,天然气耗量9.9m3/h;
燃气开口费400元/m³×62m³=2.48万元;
初投资:1×7万元+2.48万元=9.48万元;
(2)运营费用
已计算太阳能系统的年平均日热负荷为65KW,则燃气热水炉需承担的热负荷为87KW-65KW=22KW,循环泵电机功率100瓦;
燃气炉每年耗电费用:0.1×24×365=876元;
每天耗气量24×9.9m3/h×(22/84)=62.23m³
每天耗气费用:62.23m³×4.45元/㎥=276.9元,
折合每年费用276.9×365=101069元;
即每年运营费用876+101069=10.19万元;
方案二:燃气热水炉加热系统
已计算泳池恒温热负荷为87KW;
选用XXX商用容积式燃气热水炉BTR-338型,单台输入功率99kW,热效率取85%,则输出功率84KW,天然气耗量9.9m3/h;
使用2台设备,一用一备,每天耗气量24×9.9台=238m³;
燃气开口费400元/m³×238m³=9.5万元;
初投资:2×7万元+9.5万元=23.5万元;
每台燃气炉电功率小于100W,计算得1台燃气炉耗电量24×0.1=2.4千瓦时;
每天耗气费用:238m³×4.45元/㎥=1059元,折合每年费用1059×365=38.65万元;
燃气炉耗电费用24×0.1×1×365=876元;
运行费用38.65+0.0876=38.74万元。
方案三:空气源热泵加热系统
已经计算泳池总热负荷为87KW;
(1)初投资
经咨询XXX泳池公司,可配置两台120KW热泵,一用一备;
设备造价:每台设备约12万元,附属材料费5000元,安装费1.2万元;
初投资:(12+0.5+1.2)×2=27.4万元;
(2)运营费用
空气源热泵年平均能效比按3.0计算,则可换算设备输入功率P=87KW/3=29KW;
每年耗电Q=29×24×365=25.4万KW·h,每年电费25.4×1=25.4万元;
年运行费用25.4万元。
(三)综合分析
方案
初投资
运行费用
第二年末总费用
方案一: 太阳能+燃气热水炉系统加热方案
59.48万元
10.19万元
59.48+10.19×2=79.86万元
方案二:燃气热水炉加热方案
23.5万元
38.74万元
23.5+38.74×2=100.98万元
方案三:空气源热泵加热方案
27.4万元
25.4万元
27.4+25.4×2=78.2万元
由上表可知,方案一初投资较大,但每年运行费用很低。到第二年末,方案三总费低,但第三年开始,方案一的总费用成为低,并年运行费用持续为低,所以建议采用方案一,即太阳能+燃气热水炉系统加热方式。
(注:XXXXX酒店泳池即采用这种方式,使用太阳能+小型燃油锅炉)