酒店空调系统方案设计及优化

陈雷娟 刘春花 仲 婷

1 工程设计特点

本建筑为北京市某五星级酒店，工程设计时采用了《采暖通风与空气调节设计规范》的负荷计算方法对热负荷、冷负荷进行计算，并根据《公共建筑节能设计标准》确定各个功能房间影响该建筑负荷的重要影响因素——人员密度、新风量、温湿度以及各围护结构等。并运用Dest软件进行模拟以期达到节能舒适的效果。经过Dest模拟后证明该工程是节能的，室内环境也是舒适的。

2 设计参数及空调冷热负荷

1)室外计算参数(参见北京地区气象参数)。

2)各房间室内设计参数见表1。

表1 各房间室内设计参数

夏季空调最大冷负荷为2560 kW，冬季空调热负荷为1730 kW。

3 模拟分析

本建筑总建筑面积30010 m2，地上面积23831 m2。一层为旅行社、财务室、美容美发、票务中心等;二层为豪华包厢、中餐厅;三层为棋牌室、演艺吧、KTV、桑拿;四层为会议室、宴会厅;五层由更衣、办公室、健身房、台球室、管理办公室等部分组成;六层～十四层主要以酒店客房为主。

表2 建筑围护结构参数

3.1 围护结构参数

建筑围护结构参数见表2。

3.2 热特性分析

外窗的优化选择。

如表3所示的是待选窗户的热工性能以及市场价格。

表3 窗户热工性能及市场价格表

对上述两种方案进行全年逐时的负荷模拟计算。普通中空玻璃窗建筑全年累计冷负荷:120.35 kWh/m2、热负荷:109.17 kWh/m2。高透低辐射玻璃窗建筑全年累计冷负荷:117.16 kWh/m2、热负荷:92.98 kWh/m2。窗户采用高透低辐射玻璃后，建筑的最大和累计冷热负荷均有所减少。这样可以减少冷热源和空调设备的容量及其能耗。将模拟计算得到的绝大部分设备、材料的规格和数量，及其相应的能耗等信息传输到经济分析模块平台，逐项计算暖通空调系统的初投资、运行费。最终统计结果见表4。

表4 两种方案的初投资、运行费对比表

由表4可看出，在该建筑中采用高透低辐射窗户方案的生命周期费用与采用普通中空相比，减少了16.75万元，增加投资回收期为6.17年，综合经济性能较好，建议使用该种方案。

3.3 空调系统形式的比较分析

空调系统分为两种方案:1)采用全空气定风量系统;2)采用全空气变风量系统。最终统计结果如表5，表6所示。

表5 两种系统方案的不满意小时数对比表 h

由表6可看出，在该建筑中采用方案2，生命周期费用低，增加投资回收期为3.83年，综合经济性能较好。并且结合两种方案的满意率对比，方案2的满意率也较高，因此建议使用方案2。

表6 两种系统方案的初投资、运行费对比表(一)

3.4 空气处理方案分析

分别对定新风比运行方式(方案1)和可变新风比运行方式(方案2)进行空气处理设备的模拟计算，比较其能耗情况，最终统计结果如表7，表8所示。

表7 两种方案的冷热量消耗对比表 kWh/m2

表8 两种系统方案的初投资、运行费对比表(二)

由表8可看出，在该建筑中采用方案2，生命周期费用低，增加投资回收期为6.05年，综合经济性能较好。因此，建议使用方案2。

3.5 冷热源及泵站分析

冷热源的选型分为两种方案:1)电动离心式冷水机组+城市市政热水;2)直燃式溴化锂吸收式冷热水机组。分别对上述两种方案进行冷热源的逐时模拟计算，并直接计算输出暖通空调系统的初投资和运行费，如表9所示。

表9 冷热源方案的初投资、运行费对比表

由表9可看出，采用方案2，其投资的回收期较长，且生命周期费用较大。在该建筑中采用方案1，电动离心式冷水机组+城市市政热水的冷热源方案，其生命周期费用小，综合经济性能好，建议使用该种方案。

基于对上述各方面的模拟分析，我们在设计时采用高透低辐射窗户，全空气变风量变新风比的运行方式和电动离心式冷水冻机组+城市市政热水的冷热源方案，以达到建筑节能的效果。

4 结语

本研究采用Dest软件，通过对建筑、空调系统全工况模拟计算，进行了经济性分析，模拟分析了各个系统不同方案的系统能耗、初投资和运行费，给出了不同方案的对比，并确定了本设计的最优方案。为最终选择节能的空调方案提供了量化的数据支持，为建筑节能设计提供了参考，说明了建筑热环境模拟技术在工程设计中的应用价值。

［1］ 江 亿.建筑环境系统模拟分析方法DEST［M］.北京:中国建筑工业出版社，2005.

［2］ GB 50189-2005，公共建筑节能设计标准［S］.

［3］ GB 50019-2003，采暖通风与空气调节设计规范［S］.

［4］ 陆耀庆.实用供热空调设计手册［M］.第2版.北京:中国建筑工业出版社，2007.

［5］ 尉迟斌.实用制冷与空调工程手册［M］.北京:机械工业出版社，2007.