上海龙盛国际商业广场酒店空调系统设计

徐智峰

（上海中房建筑设计有限公司，上海200011）



上海龙盛国际商业广场酒店空调系统设计

徐智峰

（上海中房建筑设计有限公司，上海200011）

摘要：简要介绍了酒店空调系统的冷热源、水系统、风系统设计。着重介绍酒店空调系统冷水机组的选型、采用的自控系统及节能措施。

关键词：酒店； 冷热源； 自控系统； 新风比； 热回收； 冷却塔供冷

0　引言

上海龙盛国际商业广场位于上海市闵行区都市路、京都路，总建筑面积约为15万m2，主要包含1栋五星级酒店（以下简称“酒店”）和2栋酒店式公寓（其裙房为购物休闲用商业场所），建筑效果图如图1所示。

酒店建筑面积约为2.5万m2，地上20层，建筑高度为99m，酒店裙房部分（1~5层）的主要功能为酒店大堂、餐饮、会议、室内游泳池、健身、spa等酒店辅助区域，塔楼6~19层为客房区，20层为酒店后勤办公活动场所，5层与6层之间设有夹层，用于设备管线转换。本文着重介绍酒店的空调系统设计，其他区域在此不再赘述。

1　主要设计参数

1.1室外设计参数参照上海地区的室外气象资料。

1.2室内设计参数见表1。

表1　室内设计参数

2　空调冷热源及水系统

经详细计算，酒店的空调冷负荷为2969kW，空调热负荷为1754kW，给排水专业生活热水所需热量为1800kW，考虑五星级酒店、裙房商业空调系统的运行特点，并结合酒店、商业运营管理团队和业主的建议，酒店与商业的空调系统分别独立设置。

通过对酒店空调系统冷负荷的分布区间进行统计，如下图2，冷负荷在0~1576kW之间约占总运行时间的84.4%（其中630~1576kW之间约占47.6%），冷负荷大于1576kW仅占15.6%。

由于离心式压缩机结构简单、工作可靠、高能效比及外形尺寸较小等特点，酒店优先选用离心冷水机组。经对各离心冷水机组厂家样本进行统计，通常随着负荷率的变化，冷水机组的能耗都会发生变化，其COP也相应变化。当负荷率在90%～40%时，每产生1kW冷量的耗电比额定负荷时少；而负荷率在10%～40%时，每产生1kW冷量的耗电均比额定负荷时多，且负荷率越低越耗电，因此，负荷率不应低于40%。当负荷率在60%时，每产生1kW冷量的耗电最少，此时冷水机组COP最高。结合酒店空调的负荷频率及离心冷水机组的能耗特性，选用水冷离心式冷水机组（1台，单台制冷量450RT）和水冷螺杆冷水机组（2台，单台制冷量均为200RT）的组合作为空调系统冷源，并选用相应容量的方形横流冷却塔（3台）置于酒店塔楼屋顶。在满足空调系统总容量的情况下，保证了各冷水机组能长时间处于高效率下运转，同时在绝大部分时间内可以满足机组间的互为备用。

空调冷水供回水温度为7/12℃，冷却水进出水温度为37/32℃。图3为酒店空调制冷系统流程图。选用燃气热水锅炉（3台，单台制热量均为1200kW）作为空调系统和生活热水系统的热源，热水锅炉一次供回水水温为95/70℃，一路直接供给生活热水系统，另一路经板式换热器（3台，单台换热量为700kW）换热后提供空调热水，供回水温度为55/45℃。

酒店空调系统的冷热源设于地下一层的制冷机房和锅炉房内，空调水系统服务区域为地下二层到地上二十层，竖向高度约100m，系统静水压力约1.0MPa，故竖向未分区。空调水系统采用一次泵变流量系统，夏季及过渡季节冷水机组、水泵供冷工况控制说明：

（1）冷水机组监测及台数控制1）根据实测的供回水温差及冷水流量计算出当前冷负荷，结合各冷水机组的特性，当计算冷负荷不大于210RT时，运行1台螺杆机；当计算冷负荷位于180~450RT时，运行1台离心冷水机机；当计算冷负荷位于420~650RT时，运行1台离心冷水机机及1台螺杆机；当计算冷负荷大于620RT时，3台冷水机组同时开启。各计算冷负荷间有一段交叉范围，每次增减运行台数指令之间须经过一定的等待时间，以避免冷水机组的频繁启停；

2）部分负荷时，运行螺杆式冷水机组进行调节；

3）对螺杆式冷水机组，优先启动累计运行时间短的，优先停止累计运行时间长的。

（2）水泵运行台数及频率控制

1）空调冷水泵、冷却水泵与冷水机组一一对应，根据冷水机组运行台数控制运行其对应的水泵；

2）结合图2的空调负荷频率分布图，空调系统长时间处于部分负荷运行，为提高水泵运行效率，节约用电量。空调冷水泵、冷却水泵设手动变频器，在水系统调试时按达到相应的设计流量为前提确定低频、中频、工频三挡。仅离心冷水机组或一台螺杆冷水机组开时对应的水泵为低频率；离心冷水机组和一台螺杆冷水机组同时开时中频率；三台冷水机组同时开时各水泵工频运行，BA系统根据水泵运行台数自动控制水泵运行设定的频率。

（3）一次泵定差压控制

根据冷源一次侧分水器和集水器之间设定压差控制压差控制旁通阀的开度，调节旁通水量，维持供水分水器和回水集水器之间的压差恒定。

（4）冷水机组与空调冷水泵、冷却水泵、冷却水塔实施联锁控制。具体可参见文献[1]。

（5）根据冷水机组冷却水温低限，控制冷却水旁通水阀开度。冬季若冷却塔运行使用电加热器防冻。

（6）空调水泵自动轮流工作控制

1）优先启动累计运行时间短的水泵，优先停止累计运行时间长的水泵。

2）在BA系统监测到水泵故障信号后，自动将相应备用泵投入运行。

空调冷水系统采用放置在屋顶高位膨胀水箱进行定压、膨胀、补水；热水系统的定压采用补水泵和气压罐。酒店各功能区域采用垂直异程式、水平同程式四管制系统，各楼层空调回水接入管井立管的干管上设有动态平衡阀。

3　空调风系统

（1）大空间区域如酒店大堂、餐厅采用一次回风全空气系统；

（2）包厢、办公、客房等采用四管制风机盘管加新风系统，空调箱均配置中效过滤器；

（3）宾馆室内游泳池采用的除湿空调机组可以在夏季进行空调、冬季供暖；机组具备抽湿功能，保持室内游泳池合适的湿度，机组外接酒店冷热源系统。

4　空调系统节能措施

（1）结合文献[2]，对采用一次回风全空气空调系统，通过新风与室内焓值的比较，调节空调箱回风口及新风口阀门开度来实现变新风量运行。新风阀设有最小开度。可保证空调区内空气的品质，大量节省空气处理所消耗的能量。同时为确保风量平衡，在该区域设置一台变频排风机。

1）如果室外焓值大于室内且控制系统处于供热工况，根据温度PID计算，输出控制新风阀开度（回风阀相应反之动作）。当新风阀开满后，逐步加大热水阀开度；

2）如果室外焓值小于室内且控制系统处于供热工况，新风阀最小开度。温度控制回路控制热水阀；

3）如果室外焓值小于室内且控制系统处于供冷工况，根据温度PID计算，输出控制新风阀开度（回风阀相应反之动作）。当新风阀开满后，逐步加大冷水阀开度；

4）如果室外焓值大于室内且控制系统处于制冷工况，新风阀最小开度。温度控制回路控制冷水阀；

（2）客房区采用垂直新风输送系统，根据东西方向平面分为两个区，两个区各设一台排风热回收型新风处理机组，机组设于屋顶空调机房内。经处理后的新风沿竖井集中送向每层，再由每层的水平支管送入各客房，客房的卫生间设有连接竖向井道内的排风管排风口，各排风管在19楼通过水平管道分两个区汇合进入热回收型新风处理机组，对新风进行预处理后排出室外。

（3）由于酒店存在大面积内区空调区域，且在冬季有稳定的内部发热量，故此区域需要进行局部供冷。酒店采用四管制空调水系统，结合文献[2]可采用冷却塔提供冷水。按文献[3]推荐的设计方法，根据酒店所在地（上海地区）的室外空气湿球温度年度频率统计表[4]：空气湿球温度≤7℃的时间为2379h，空气湿球温度≤6℃的时间为2080h；结合酒店实际运营管理，在室外湿球温度5℃以下时，关闭制冷机，利用1台原制冷系统中与200RT水冷螺杆机组对应的横流塔作为冷源，设计循环水量为160t/h，在制冷机房增设一台换热量为440kW的板式换热器为空调系统提供冷水，设计冷却水供、回水温度为9/11.7℃；空调冷水供、回水温度为10/15℃。冷却水泵、冷水泵分别利用夏季工况200RT水冷螺杆机组水泵。

由于酒店建筑全年都存在大量的生活热水需求，方案阶段本专业设置了一台热回收型螺杆式冷水机组，在夏季及过渡季节回收空调废热，为生活热水提供初始加热热源，大量节约加热热水费用，后期由于甲方从初投资方面考虑取消了该系统，在以后的设计中，力争将此节能措施运用到项目中。

5　结语

上海龙盛国际商业广场酒店目前已完成土建施工，下一步将进入机电安装阶段，设计方应与甲方、施工方、运营方密切配合，在保证空调系统顺利安装的同事，将各节能设计理念落到实处。

参考文献：

[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].2版.北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]中国建筑科学研究院，中国建筑业协会建筑节能专业委员会. GB5089-2005，公共建筑节能设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[3]王翔.冷却塔供冷系统设计方法[J].暖通空调，2009，39（7）：99~104.

[4]陈沛霖，岳晓芳.空调与制冷技术手册[M].2版.上海：同济大学出版社，1999.

修回日期：2016-04-18

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.02.021

中图分类号：TU831

文献标识码：B

文章编号：2095-3429（2016）02-0091-04

作者简介：徐智峰（1983-），男，江苏高邮人，学士，工程师，从事暖通设计工作。

收稿日期：2016-03-07

Air Conditioning System Design for the Hotel of Shanghai Longsheng International Commercial Plaza

XU Zhi-feng
（Shanghai ZF Architectural Design Co.，Ltd，Shanghai 200011，China）

Abstract：This paper briefly introduces the design of cold and heat sources，water system，air system of hotel air conditioning system.emphasizes the automatic control system and energy conservation measures for the air conditioning system.

Key words：hotel； cold and heat source； automatic control system； fresh air ratio； heat recycle；cooling by cooling tower