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微型熱電聯(lián)產(chǎn)在游泳池項(xiàng)目中的應(yīng)用研究(一)
微型熱電聯(lián)產(chǎn)在游泳池項(xiàng)目中的應(yīng)用研究(一) 游泳池最大的三項(xiàng)支出是:能源費(fèi)用、人工工資和水費(fèi),其中能源支出,包括電費(fèi)和天然氣燃料費(fèi)用是最大的一項(xiàng)成本支出,特別是在冬季。在、銀行、學(xué)校等較分散的公用建筑。它具有效率高、占地小、保護(hù)環(huán)境、減少供電線(xiàn)損和應(yīng)急突發(fā)事件等綜合功能,在有條件的地區(qū)應(yīng)逐步推廣。” 需求分析研究: 游泳池對(duì)于熱量的需求分析是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題,游泳池的尺寸、節(jié)能實(shí)際水平、使用性質(zhì)、季節(jié)溫度變化與日間溫度變化等因素,都對(duì)能源需求產(chǎn)生影響,為了技術(shù)應(yīng)用的廣泛性,我們對(duì)以下四種方式進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)適用性研究。 游泳池對(duì)熱能的需求有三種性質(zhì):1、池水加溫;2、淋浴水加溫;3、采暖。采暖受游泳池使用性質(zhì)影響比較大,例如比賽性泳池有觀(guān)眾看臺(tái),跳水型泳池高度較大,而且這兩類(lèi)泳池使用周期性特征明顯,所以我們對(duì)采暖不做分析。本項(xiàng)目研究的重點(diǎn)是池水和淋浴用水加溫。 池水加溫需求 類(lèi)型單位標(biāo)準(zhǔn)泳池淺水泳池小型泳池賓館泳池泳池長(zhǎng)度M50 502515泳池寬度M 25251510淺端深度M1.51.31.31.1深端深度M2.11.61.51.3池水容量m32,2501,813525180水質(zhì)量kg2,250,0081,812,507 525,002 180,00126-28℃焓差值kJ/kg8.72 8.72 8.72 8.72 熱值kJ19,620,07315,805,058 4,578,017 1,569,606 kWh5,450.024,390.291,271.67436.00 0.5℃每小時(shí)補(bǔ)損kWh1,362.511,097.57 317.92109.00 0.25℃每小時(shí)補(bǔ)損kWh681.25548.79158.9654.500.1℃每小時(shí)補(bǔ)損kWh 272.50219.5163.5821.80 游泳池的熱量損耗主要受補(bǔ)水量、季節(jié)性和日間的環(huán)境溫度變化影響,目前一般的游泳池都是循環(huán)用水,排放污水帶走的熱量是有有限的。北京某游泳池有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)池和一個(gè)小型池,安置3臺(tái)0.7MW 小型燃?xì)忮仩t,實(shí)際上在冬季大多時(shí)間只要一臺(tái)鍋爐運(yùn)行即可。上述四種游泳池,在正常情況下,如果節(jié)能措施得力,北京冬季每小時(shí)補(bǔ)充溫度損失不會(huì)超過(guò)0.25℃,夏季常年平均溫度損失降低到0.1℃。根據(jù)概率分析方法,前兩種泳池平均需求值450kW,后兩種在平均需求值90kW。 北京地區(qū)平均溫度變化 北京1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月日間平均溫度14112127313130262093夜間平均溫度-10-8-1713152120146-2-8月平均溫度-4.5-25142023262520133.5-2.5 上海地區(qū)平均溫度變化 上海1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月日間平均溫度8813192528323228231712夜間平均溫度1141015192323191472月平均溫度4.54.58.514.52023.527.527.523.518.5127 淋浴用水的加溫,是游泳池另一能源支出大項(xiàng),而且基本沒(méi)有回收。如果以外部給水溫度10℃計(jì)算,加溫到45℃,每公升需要125.46W。 焓差計(jì)算 溫度單位熱值10℃kJ/kg41.9945℃kJ/kg167.45焓值kJ/kg125.46 淋浴水加溫 類(lèi)型單位標(biāo)準(zhǔn)泳池淺水泳池小型泳池賓館泳池平均顧客流量人5050 251550℃平均淋浴用水量kg 25252525總淋浴用水量kg1,2501,25062537510-45℃焓差值kJ/kg 125.46125.46125.46 125.46淋浴水熱值需求kJ156,825156,82578,413 47,048kWh43.5643.5621.7813.07 人流量按每小時(shí)每泳道5人考慮,每人每次淋浴平均使用25公升熱水,水溫不做調(diào)節(jié),溫度設(shè)定在45℃,標(biāo)準(zhǔn)池和淺池需要44kW,小型池22kW,賓館泳池連加溫帶淋浴35-65kW之間。 利用時(shí)間: 對(duì)于經(jīng)營(yíng)性游泳池而言,提高設(shè)施利用率是增加贏利的重要手段之一,目前的游泳池利用時(shí)間不斷延長(zhǎng),北京的一些游泳池甚至從早上6:30開(kāi)館,一直延續(xù)到晚上9:30,每天開(kāi)放時(shí)間多達(dá)15小時(shí),設(shè)備利用率63%。但也有游泳池開(kāi)放時(shí)間比較短,以下是一個(gè)典型游泳池的開(kāi)發(fā)時(shí)間。 北京某泳池開(kāi)發(fā)時(shí)間表(小時(shí)) 開(kāi)館時(shí)間閉館時(shí)間開(kāi)發(fā)時(shí)間清潔準(zhǔn)備合計(jì)星期一12:3021:309110星期二9:3021:3012113星期三9:3021:3012113星期四9:3021:3012113星期五9:3021:3012113星期六9:3021:30 12 113星期日9:3021:3012 113總計(jì) 88 根據(jù)這個(gè)游泳池的時(shí)間表,每周設(shè)備運(yùn)行時(shí)間88小時(shí),一年52個(gè)星期,全年運(yùn)行4576小時(shí),利用率52%。本研究將根據(jù)這一指標(biāo)分析。 設(shè)備選擇: 根據(jù)以上對(duì)需求的分析,從滿(mǎn)足基本熱量需求的角度分析,有兩種設(shè)備是適用的。英國(guó)寶曼動(dòng)力公司的TG80微型燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和美國(guó)STM動(dòng)力公司4-120性外燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。 1、 英國(guó)寶曼動(dòng)力公司的TG80微型燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組: TG80微型燃?xì)廨啓C(jī)是英國(guó)寶曼動(dòng)力公司專(zhuān)門(mén)為適合各種用戶(hù)需求而設(shè)計(jì)的微型燃?xì)廨啓C(jī),最大的特點(diǎn)是供熱量和電力輸出可以自動(dòng)調(diào)節(jié),采用無(wú)人職守化的智能自動(dòng)控制技術(shù),并可以與電網(wǎng)同步供電,自動(dòng)追蹤電網(wǎng)的頻率,確保供電安全。 這種非常小的高速燃?xì)廨啓C(jī)是采用了簡(jiǎn)單的徑向設(shè)計(jì)原理,與大型的工業(yè)用燃機(jī)更加復(fù)雜的軸向設(shè)計(jì)相比,在概念上更加接近低成本的渦輪增加器,通常是源自于航空發(fā)動(dòng)機(jī)。運(yùn)行時(shí)的恒溫排除了需要使用高成本的尖端材料,當(dāng)大批量生產(chǎn)時(shí),這種簡(jiǎn)便的設(shè)計(jì)便可降低成本。與往復(fù)式燃機(jī)相比,這種燃機(jī)維修成本更低,振動(dòng)更小,排放更低,結(jié)構(gòu)更緊湊,應(yīng)用更加范圍廣泛。
體積小,重量輕,隨處可放。一臺(tái)寶曼TG80型微型燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)裝置,發(fā)電出力80kW,發(fā)電效率28%,供熱能力在150-420kW之間任意調(diào)節(jié),該設(shè)備可以單臺(tái)運(yùn)行,也可以多臺(tái)并行,基本滿(mǎn)足各種游泳池的熱水、采暖供應(yīng)需要以及變化。設(shè)備可以直接插在380V三相交流電插座上并入用戶(hù)電網(wǎng)運(yùn)行。 BowmanTG80性能 發(fā)電輸出功率kW80效率%28供熱功率kW150-420燃料消耗量kW308-567功率輸出總量kW230-500天然氣耗量M331.76-58.56熱電總效率%75-89轉(zhuǎn)速Rpm68000尺寸(長(zhǎng)/寬/高)cm201/76/107大修周期hrs30000設(shè)備壽命年/Hrs20/90000氮氧化物ppm25噪音分貝75 安裝在英國(guó)一體育中心的TG80
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