某酒店空调系统节能改造方案

林启辉

摘 要：本文以某工程作为研究对象，首先分析了其工程概况、气候条件，并针对原有的空调系统模型，利用建筑能耗模拟软件eQUEST建立模型，根据校准结果决定对酒店空调采取新的节能改造方案，以降低能耗。

关键词：节能改造；空调；eQUEST

中图分类号：TU831 文献标志码：A

近年来，随着经济的快速发展和旅游业的发展，酒店建筑也发展迅速。然而由于墙体传热、酒店内装饰用射灯多、人流量大等原因，酒店内冷负荷较高，尤其在夏季尤其明显。然而酒店空调系统普遍存在运行效率低等问题，造成极大的能源浪费，其节能潜力较大。下文就酒店的节能改造展开探究，以供交流。

1 建立模拟与校准

1.1 工程概况

某酒店项目由主楼和裙房组成，总建筑面积为53000m2。酒店的结构层次安排表现为：1～5层裙楼为商铺，6～13层为商务出租，14层用于安装设备，15层为住房。由于该酒店工程始建于1998年，经过多年的运行，酒店空调系统在实际运行过程中出现许多问题，并于2008年对其实施装修。

该酒店的空调系统的组成部分包括两台螺杆式制冷机、8台风冷热泵机。为了保证冬季酒店的供暖需求，在冬季是8台冷热泵机组同时运行，为酒店提供充足的热量。

1.2 气候条件

该酒店所在区域的气候特征表现为：四季分明，雨热同季，不仅降水频率较高，而且降水量也相对较大，尤其是在夏季，天气温度非常高，据统计，该区域于2004年-2014年，每年超过37℃的天气超过7天。冬季非常寒冷，尤其是1月～2月，同时还伴有寒流。

1.3 空调系统原始模型

虽然该酒店有空调系统运行的原始数据，但是缺乏科学分类，无法准确、快速地查找各设备的能耗参数。在进行能源仿真模型创建时，采用功能分区的方式，这样能够对不同种类设备的具体能耗信息进行针对性的采集，为酒店空调系统的节能改造提供可靠、全面的数据信息。

按照该酒店空调系统的实际运行情况以及区域分区的差别，简化空调系统模型，上述归类与简化都需要以实际情况为基础。空调系统#1存在一主一备螺杆式冷水机组，额定COP都为4.39，作用是为裙楼提供冷量；空调系统#2为主系统，由8台风冷热泵机组成，在冬季为裙楼与主楼提供热量，并于夏季为主楼提供冷量。冷却水循环和冷却塔的连接采用定额水泵，冷冻水循环和冷源的连接利用定额水泵。冷却水循环系统和冷冻水循环系统均配备功率为1400kW的冷却塔。

在进行酒店空调系统节能改造之前，需要充分利用已有的能耗系统，创建空调系统节能模型，为了保证模型改造的有效性，并能够真实、准确地反映空调系统的能耗情况，还需要做好模型的校准工作。该酒店的送风系统利用新风系统加风机盘的模式，空调冷源系统利用风冷热泵加螺杆式冷水机组的模式。根据已有数据信息和模型内容模拟空调系统。

1.4 空调系统的校准

因为该酒店空调系统的冷水机组运行时间相对较长，出现效率低下以及设备老化等问题，在模型中输入原来的COP显然不合理，必须重新计算COP数值。设备管理人员需要对空调冷却系统装置的性能进行定期、实时监测和控制。因此，为了保证数据采集的真实性和前面性，对冷却设备进行连续14天的检测，检测的内容包括冷水机组电力能耗、冷冻水流量以及冷冻水供回水温度。根据实测数据，不同负载率的冷却机组的COP如图1所示，计算结果显示在部分负荷条件下冷水机组的COP值小于等于2.0，在全部负荷条件下，风冷热泵机组的COP值大约为2.0。因此，应该把机组的COP输入值定为2.0。进行第二次校准（校准2），该模型空调系统的MBE值和Cv（RMSE）值分别为-15%和19.9%。

2 节能改造方案

根据现场踏勘及业主方提供数据，酒店原空调系统冷源为8台风冷热泵机组，2008年增加两台螺杆式制冷机组为1～5层裙房供冷。螺杆机单台额定制冷量为1218kW，额定功率为252kW，风冷热泵机组单机额定制冷量为607kW，额定功率为234kW，风冷热泵单机额定制热量为490kW，额定制热功率158kW。

本次改造将冷源更换为4台模块化磁悬浮离心冷水机组，实测机组运行平均COP可达5以上，部分负荷效率更高达8.9，大大提高了系统供冷效率。可提供50kW～600kW多种规格冷、热模块，满载噪声低，机组IPLV高达9.0。改造前后冷源机组参数对比见表1。

因为该酒店利用风冷热泵作为冬季供暖的设备，并且其经过长期的运行，风冷热泵出现效率降低的现象，再加上冬季室外环境温度骤变，对风冷热泵供暖效果产生的影响非常大，导致风冷热泵在冬季的COP只有2.0。虽然热泵系统的技能效果较好，但是在长期运行过程中受气候因素影响，再加上缺乏合理的维护和管理，导致热泵机组出现效率降低的问题。基于环保要求，采用以燃气热水锅炉冬季供暖的方式，同时和生活热水锅炉进行联合使用，其供热能力达到3000kW。因为燃气锅炉的效率远远超过燃煤锅炉，同时燃煤锅炉存在效率降低的问题，将锅炉掺量录入模型时，需要将燃气锅炉的热输入比和额定效率分别设定成1.755与0.57。

在进行模型创建模拟过程中，因为eQUEST中缺乏相应的设备型号进行对照分析，需要采用燃气炉联合冷水机组的方式取代原来的冷热源系统，并对燃气锅炉、冷水机组的能效进行全面分析，然后对模型进行适当的调整。

3 讨论

该酒店在进行空调系统节能改造时，重点对冷热源系统进行调整和优化，并且在改造之前对上海的气候特征和冷热源实际使用状况进行全面分析，同时考虑优化过程中可能发生的问题，确定利用真空燃气锅炉加悬浮离心冷水机组的方式。该种空调系统优化方式既能够保证适应当地的气候条件，又能够保证满足酒店的正常供冷和供暖需求，系统的可操作性非常強，并且能耗较低，每年能够节省350t标准煤，具有非常好的经济效益和环境效益。

结语

通过对某酒店建筑的空调能耗现状进行分析可知，其存在耗电量大的问题，以此创建模型实施仿真模拟，制定科学、有效的节能方案对该商用建筑的空调冷热源系统实施优化，能够有效地降低电量损耗。采用模块化磁悬浮离心冷水机组加真空燃气锅炉的改造方案能节约能耗，提高了经济效益的同时也保障了生态效益，可广泛应用于此类型建筑工程。

参考文献

[1]闫军威，冯家亮.广州某大型商场空调系统节能改造[J].暖通空调，2014（5）：87-91.

[2]吴俊峰，张秀平，张朝晖，等.中央空调系统节能改造方案的节能量测量及验证方法初探[J]. 制冷与空调，2013，13（9）：78-83.