随着国家双碳政策的推广,各行业的能耗问题得到广泛关注。而温泉行业相关的节能降碳技术和相关研究也在相继展开,尤其是系统运行能耗,越来越受到重视。
如何使得系统能耗最优?
相关能耗计算至关重要。不仅有助于合理的优化系统能耗,还能降低后期运行费用。
如何确保选择的系统既经济又环保?
在进行温泉设备选型及运行能耗对比计算时,需要考虑多个因素。以下是一些关键点:
01/设备选型
负荷计算:
首先,应该根据温泉池子的热负荷(包括显热和潜热)来确定所需的制热量。这通常通过使用软件工具和相关计算公式来进行计算。
如运用华捷地热新近研究、开发的《不同地区温泉泡池温损计算模型》进行计算,并得出设备选型结果。
△模型计算示意图
效率标准:
选择符合当地能效标准的设备,比如在中国有能效等级标识,选择能效比较高的设备可以降低运行成本。
类型选择:
考虑不同的设备类型,比如空气源热泵、水源热泵、燃气锅炉、电锅炉设备等,并根据建筑的具体情况选择合适的类型。
△空气热源泵 水源热泵
△热泵 锅炉
02/运行能耗计算
运行时间:
了解温泉系统预计的年度运行时间以及每天的平均运行小时数。
气候条件:
考虑到当地的气候条件,包括温度范围、湿度水平等,这些都会影响到温泉系统的效率。
能源成本:了解电力价格,并计算不同设备运行时的能耗费用。
维护成本:
考虑长期运行中的维修保养成本,这将影响到总拥有成本。
03/其他考虑因素
环境影响:
评估设备使用的制冷剂是否对环境友好,是否有替代品减少对臭氧层的破坏。
可再生能源利用:
如果可能的话,考虑使用太阳能等可再生能源为系统供电。
智能控制技术:采用自动化控制系统,可以优化温泉系统的运行效率,减少不必要的能量消耗。
△华捷自主研发的泡池智能控制面板
为了更好地理解和选择,以下案例的计算可以总结一些经验。同时,也可以通过模拟软件来对比不同设备在特定条件下的性能差异。
案例一:某温泉运行费用测算
1.基础信息
水源条件:
温泉原水温度40℃,每天将800m³温泉水加温至45℃。
能源条件:
天然气单价3.631元/m³;电单价(峰值:0.8516元/kwh,平值:0.7358元/kwh,谷值0.6728元/kwh)。
2.能耗、运行费用测算
温泉水从40℃加热到45℃所需的热量Q=cmδt=4.2*800*1000*(45-40)=16800000kj=4010000大卡。
方案1:天然气加热所需运行费用:3.631*4010000/0.9/8500=1903元
方案2:电加热所需运行费用:0.6728*4010000/0.9/860=3486元
即,将温泉水从40℃加热到45℃,燃气一天费用约为1903元,电一天费用约为3486元。
3.设备成本
方案1:燃气热水锅炉成本约为 10 万元(制热量:15万大卡*2)
方案2:电热水锅炉+储热设备约为 16 万元(制热量:15万大卡*2,蓄热温度55-80℃,容量160m³)
根据以上案例可以得出利用峰谷电储热的结论:根据天然气与电量热值对比来算,当天然气的价格是谷电价格的10倍以上,电锅炉利用峰谷电价做蓄热,才有经济比较价值。
如果采用空气源热泵设备,天然气价格是谷电价格5倍以上,利用峰谷电价做蓄热,才有经济比较价值。
案例二:某项目泡池恒温方式对比
该项目两个简易泡池想冬天恒温使用,做两种方式的运行成本费用对比:
1.基础信息
泡池一尺寸5900*3300*500,容积9.735m³;泡池二尺寸5900*5320*925,容积29m³。
井内水泵功率(135KW,扬程300米,出水量100m³/h)、原水温度41℃左右(到了泡池约38℃)、电费0.45元/度;泡池恒温41℃。
按当地最冷月平均气温-13℃,室外风速2.5米/s计算。
方案1:两个泡池注满水后,一直用水泵从井内抽水三小时,过程中使用空气源热泵辅热恒温的成本。
方案2:两个泡池注满水后,停止抽水,使用空气源热泵循环恒温三小时的成本。
2.计算对比
泡池序号井泵抽水费用(元)热泵恒温费用(元)循环泵费用(元)热泵功率(kw)小计(元)方案1182.25156.60116338.85方案224.389.13.37566116.775
根据以上案例数据可以得出结论:采用空气热泵循环恒温三小时的运行成本更低,通过案例可以知道,循环恒温比直供直排运行能耗更具有优势。为达到最佳的经济效益,设备选型及运行能耗对比计算中,重要的是要综合考虑多种因素,包括但不限于设备效率、运行时间、气候条件、能源成本等。
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