微型熱電聯(lián)產(chǎn)在游泳池項目中的應(yīng)用研究(一)
微型熱電聯(lián)產(chǎn)在游泳池項目中的應(yīng)用研究(一) 游泳池最大的三項支出是:能源費用、人工工資和水費,其中能源支出,包括電費和天然氣燃料費用是最大的一項成本支出,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: 游泳池對于熱量的需求分析是一個非常復(fù)雜的問題,游泳池的尺寸、節(jié)能實際水平、使用性質(zhì)、季節(jié)溫度變化與日間溫度變化等因素,都對能源需求產(chǎn)生影響,為了技術(shù)應(yīng)用的廣泛性,我們對以下四種方式進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)適用性研究。 游泳池對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眾看臺,跳水型泳池高度較大,而且這兩類泳池使用周期性特征明顯,所以我們對采暖不做分析。本項目研究的重點是池水和淋浴用水加溫。 池水加溫需求 類型單位標(biāo)準(zhǔn)泳池淺水泳池小型泳池賓館泳池泳池長度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℃每小時補損kWh1,362.511,097.57 317.92109.00 0.25℃每小時補損kWh681.25548.79158.9654.500.1℃每小時補損kWh 272.50219.5163.5821.80 游泳池的熱量損耗主要受補水量、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標(biāo)準(zhǔn)池和一個小型池,安置3臺0.7MW 小型燃?xì)忮仩t,實際上在冬季大多時間只要一臺鍋爐運行即可。上述四種游泳池,在正常情況下,如果節(jié)能措施得力,北京冬季每小時補充溫度損失不會超過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,而且基本沒有回收。如果以外部給水溫度10℃計算,加溫到45℃,每公升需要125.46W。 焓差計算 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。 利用時間: 對于經(jīng)營性游泳池而言,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間不斷延長,北京的一些游泳池甚至從早上6:30開館,一直延續(xù)到晚上9:30,每天開放時間多達(dá)15小時,設(shè)備利用率63%。但也有游泳池開放時間比較短,以下是一個典型游泳池的開發(fā)時間。 北京某泳池開發(fā)時間表(小時) 開館時間閉館時間開發(fā)時間清潔準(zhǔn)備合計星期一12:3021:309110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 88 根據(jù)這個游泳池的時間表,每周設(shè)備運行時間88小時,一年52個星期,全年運行4576小時,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)以上對需求的分析,從滿足基本熱量需求的角度分析,有兩種設(shè)備是適用的。英國寶曼動力公司的TG80微型燃?xì)廨啓C熱電聯(lián)產(chǎn)機組和美國STM動力公司4-120性外燃機熱電聯(lián)產(chǎn)機組。 1、 英國寶曼動力公司的TG80微型燃?xì)廨啓C熱電聯(lián)產(chǎn)機組: TG80微型燃?xì)廨啓C是英國寶曼動力公司專門為適合各種用戶需求而設(shè)計的微型燃?xì)廨啓C,最大的特點是供熱量和電力輸出可以自動調(diào)節(jié),采用無人職守化的智能自動控制技術(shù),并可以與電網(wǎng)同步供電,自動追蹤電網(wǎng)的頻率,確保供電安全。 這種非常小的高速燃?xì)廨啓C是采用了簡單的徑向設(shè)計原理,與大型的工業(yè)用燃機更加復(fù)雜的軸向設(shè)計相比,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)動機。運行時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,這種簡便的設(shè)計便可降低成本。與往復(fù)式燃機相比,這種燃機維修成本更低,振動更小,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。一臺寶曼TG80型微型燃?xì)廨啓C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)備可以單臺運行,也可以多臺并行,基本滿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電網(wǎng)運行。 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/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 安裝在英國一體育中心的TG80
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