某酒店空调系统分析

谈佳宏

摘 要：对浙江省某温泉酒店空调系统的2种冷热源方案进行比较分析。通过对这2个方案的系统性能、初投资、运行费用等节能指标的分析，选取具有良好经济性和节能性的空调方案。从某种程度上来看，只有实现自然资源的合理利用，才是实现建筑业可持续发展的根本保证。

关键词：酒店空调； 冷热源；节能措施；方案对比

1 引言

随着生活水平的不断提升，使得人们对公共场所的环境也提出了更高的要求，这也导致了当代建筑所需的能耗越来越多，其中空调能源的消耗在建筑物总能源消耗中占了很大的比例。空调冷热源是空调系统中较为重要的一部分，故合理科学的冷热源方案关系到整个空调能源消耗的程度。

2 工程概况

本项目为浙江省某休闲项目一期三阶段工程，该单体为温泉酒店，总建筑面积为44880.29平方米，其中地上建筑面积为30874.3平方米，地下建筑面积为14005.99平方米，地上9层，地下1层。

温泉酒店单位面积冷负荷指标：93W/m2，总冷负荷4180 W/m2；单位面积热负荷指标：62W/m2，总热负荷2930 W/m2。

3 设计方案

根据酒店的建筑规模、房间功能分布和使用要求等特点，经过与业主多次的沟通，最终制定了2个空调系统方案。方案一为集中式和半集中式相结合的系统，方案二为单纯的半集中式系统。集中式系统的特征为空气处理设备集中在机房内，空气经处理后，由风管送入各房间，如变风量系统；半集中式系统的特征为除了有集中的空气处理设备外，在各个空调房间内还分别有处理空气的“末端装置”，如风机盘管+新风系统、多联机+新风系统。下文分别从技术方面和经济方面提供二种方案对比分析。

方案一：集中式系统与半集中式系统相结合的方案。

此方案主要设备及附件包括水冷式冷水主机、燃气型热水锅炉、水泵、板换、空调箱、风机盘管、膨胀水箱、阀门等部件。

冷源主机采用2台大容量的离心式机组和1台小容量的螺杆式冷水机组，机组总制冷量在建筑总负荷的±10%内。随着科技的发展，变频冷水机组的性能越来越稳定，变频机组可在10%～100%范围内无极调节，冷水水泵采用和主机一致的变频技术，并与主机一一对应。此处设计的螺杆机容量为离心机组容量的一半，可推算出该系统可在2%～100%范围内运行，从而可避免淡季，酒店入住率很低时，主机和水泵均在机低负荷下运行，出现大马拉小车的现象，运行费用高这一困扰业主的问题。水冷式冷水机组在节能方面也非常突出，其制冷系数高，而该项目中制冷量选取的螺杆式机组制冷不低于5.2、离心式机组不低于5.6。该项目冷水系统供回水温度分别为6/12摄氏度，温差6摄氏度（额定温差5摄氏度），大温差能在保证制冷量不变的情况下，减少供水流量，大温差也具有额定温差工况下空调冷水水温稳定的特点。机组的冷却水进出水温度选用传统配置，分别为32℃/37℃。在地下一层设置面积约为350平方米的制冷机房，机组噪音大，对地下临近房间有噪音影响，机房需要设置减噪措施；冷却塔设置于主楼屋面，其噪声较高，并有漂水现象。

热源采用燃气型热水锅炉，该锅炉同时为生活热水提供热源。锅炉房设置有严格要求：严禁设置在人员密集场所和重要部门的上一层、下一层、贴邻位置及主要通道、疏散口的两旁，并应设置泄压口及直通室外出入口。该项目锅炉房拟设于地下室靠外墙处，面积约为200平方米，梁下净高不低于5.0米，内设2台燃气型热水锅炉，一次侧供、回水温度为95℃/70℃，二次侧供、回水温度为60/50℃，热水锅炉不仅效率不低于90%且水温稳定，能保证空调效果。锅炉房烟气排放对周围环境有一定影响，锅炉房烟囱的具体高度按批复的环境影响评价文件确定。

空调水系统根据使用要求划分多个分区，每个分区设置独立空调供回水管总管并设置能量计装置进行单独的计量。

客房和后勤等房间空间小，且各房间有单独温度调节的要求，此类及要求相似的房间采用半集中式空调系统中风机盘管+新风的方式，因新风系统为正压系统，故各房间可做到空气不串通。

门厅等大空间采用集中式空调系统中变风量的方式。空调机组设有初中效过滤、湿膜加湿等功能，能控制环境的温湿度、洁净度。设备设置在机房内，空调区域内仅风管送风，能保证噪声和振动等要求。通过调整新回风的比例，过渡季节可全新风运行。

该系统设备数量多，维修有一定的困难。系统复杂，管线多，管线一般情况下主管道布置在走道上，对吊顶高度有一定影响。

初投资参考多个厂家同参数设备的价格进行估算，估计总费用为1407万元，明细如下：

冷源系统：水冷离心冷水机组每台100万元，选用2台，共200万元；水冷螺杆冷水机组每台63万元，选用1台，共63万元。单价22万元冷却塔2台，共44万元；单价12万元冷却塔1台，共12万元。单价4万元冷冻水泵3台，共12万元；单价2万元冷冻水泵3台，共4万元；单价7万元冷却水泵3台，共21万元；单价3.5万元冷却水泵2台，共7万元。热源系统：单价28万元板式热交换机组1台，共28万元。锅炉等设备：共90万元。末端系统：单价5万元空调组合式机组3台，共15万元；单价1万元新风机组13台，共13万元。单价0.12万元风机盘管400台，共48万元。其他费用：管材制作、安装费用、人工费用等共计850万元。

空调负荷是随气候变化的，一个制冷制热季的不同阶段，一天中的不同时段，空调的负荷都不相同，因此，空调主机的工况也要随之变化。运行费用运行时间按24小时计算，电费按1元/度估算。

夏季制冷时间：5月1號～9月30号，共150天。其中100%负荷：占15%制冷期，相当于制冷期的22天；60%负荷：占55%制冷期，相当于制冷期的83天；20%负荷：占30%制冷期，相当于制冷期的45天。

各负荷率时，对应的空调运行策略及费用如表1。

冬季制冷时间：12月1号～3月30号，共120天。其中100%负荷：占20%制冷期，相当于制热期的24天；60%负荷：占50%制冷期，相当于制热期的60天。20%负荷：占30%制冷期，相当于制热期的36天。

100%负荷运行总费用为5232元/天，具体费用：板式热交换机组：28KW×1台×1元/度×24小时=672元/天；组合式空调机组： 2664元/天；新风机组： 936元/天；风机盘管： 960元/天。60%负荷运行为100%负荷运行的60%，总费用为3139.2元/天；20%负荷运行为100%负荷运行的20%，总费用为1046.4元/天。冬季空调末端运行费用约为：5232×24+3139×60+1046×36=35万元。

锅炉天然气年耗量约21.5万Nm3，天然气销售价格按3.26元/Nm3计，故锅炉年运行费用约为70万元。

冬季空调末端运行费用约为：5232×24+5232×0.6×60+5232×0.2×36=35万元

全年空调运行费用约为：256+35+70=361万元。

方案二：半集中式系统的方案VRF 多联空调系统。

该系统主要设备包括变频多联机室外机、室内机、直膨式新风机组。

空调冷、热源皆采用空气源热泵型变制冷剂流量多联机系统。多联空调系统的制冷系统系数底，约3.5～4.0。当夏季室外温度过高、冬季室外温度过低时，制热效果差。旺季，酒店入住率高，运行费用较高；在淡季，酒店入住率很低时，可根据需求调整运行设备，运行费用不高。室外机摆放位置灵活，即可分散放置也可集中放置。该项目室外机放置在地面和屋面上，不占用建筑空间；设备设于室外，能有效降低设备噪音对房间的影响。

整个建筑空调房间采用半集中式空调系统中多联机+新风的方式。客房、办公室能房间可做到风机盘管系统相近的效果，但对于门厅等大空间无法实现全年多工况节能运行调节，过渡季节全新风运行。

此方案设备少，系统简单，安装周期较短，维护工作量较小。系统风管小，冷媒管道尺寸小，可节约一定的吊顶空间。

初投资参考多个多联机厂家同参数设备的价格进行估算，估计总费用为1639.5万元，明细如下：

室外机：单价13万元室外机53台，共689万元。末端：单价1.1万元室内机（选用制冷量为9kw的内机）465台，共511.5万元；单价4万元新风机组16台，共64万元。其他费用：分歧管、变径头、管材制作、安装费用、人工费用等等共计375万元。

冬夏季运行天数和单位电费方案一。该方案60%负荷运行费为满负荷运行费的60%；20%负荷运行费为满负荷运行费的20%。

100%负荷运行时，夏季每天总费用为28188元，冬季每天总费用为28716元，具体费用如下：

室外机：夏季20.58KW×53台×1元/度×24小时=26177元/天、冬季21.17KW×53台×1元/度×24小时=26928元/天；

室内机：夏季0.14KW×465台×1元/度×24小时=1562元/天、冬季0.12KW×465台×1元/度×24小时=1339元/天；

新风机组：夏季1.17KW×16台×1元/度×24小时=449元/天、冬季1.17KW×16台×1元/度×24小时=449元/天。

60%负荷运行时，夏季为16913元/天、冬季为17230元/天；20%负荷运行时，夏季为5638元/天、冬季为5743元/天。

夏季空调运行费用约为：28188×22+16913×83+5638×45=228万元、冬季空调运行费用约为：28716×24+17230×60+5743×36=193万元。

全年空调运行费用约为：228+193=421万元。

结论：初投资及年运行费用方面方案一皆低于方案二。

4 结束语

空调系统中的冷热源设计对于其使用有着密切而重要的关系，为了使得建筑物等正确选择其冷热源供应，我们对一些方案进行了分析与研究，在对空调冷热源进行选择时要考虑空调系统自身的情况与建筑物环境等各种内外环境的影响，在最大程度上选择安全可靠，使用期限长，性价比高，经济效益好的冷热源设计方案。从冷热源技术的设计与装置来看，其设计方案将朝着高科技多元化的方向前进，充分利用高科学技术与能源的来源途径，将冷热源的设计方案最大程度上达到最科学。冷热源在未来的发展趋势主要是想大型化与小型化两个方向發展，最大程度上的将能源进行高效的利用，不仅仅对我国自然资源进行了保护，还提高了企业的经济效益，我国的环境与经济做出贡献。

参考文献：

[1] 王平利.空调冷热源方案选择方法的研究[D].西南交通大学，2008.

[2] 张维亚.空调系统冷热源方案选择方法的研究[D].天津大学，2011.

[3] 李先瑞.对供热空调冷热源方案选择有影响的若干问题[J].节能与环保，2009（8）：15～19.

[4] 陆耀庆.实用供热空调空调设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.