酒店空调冷热源方案比选分析与研究

万珺

摘 要 冷热源选择属于空调系统设计需要考虑的关键因素，因此本文以某位于超高层建筑中独立运营的酒店工程作为研究对象，综合对比三种冷热源方案，具体对比围绕可靠性、初投资、机房占地面积、运行费用四方面开展，不同角度的最优方案最终得以确定。

关键词 酒店;空调冷热源;冷水机组+真空热水锅炉

前言

作为综合性比较分析的过程，空调冷热源方案设计需关注实际的使用条件，以此从多个角度进行方案比选，最终从中选出最佳设计方案。值得注意的是，所谓的最佳方案大多是相对而言的，需根据工程实际和特点针对性选择。

1工程概况

以浙江省杭州市余杭区某位于超高层建筑中独立运营的酒店工程作为研究对象，工程总冷负荷、总热负荷分别为1964kW、1674kW。单独设置制冷机房及锅炉房为该酒店空调系统的原有设计，即设置1070kW定频螺杆式冷水机组、930kW真空热水锅炉各2台。由于运营方提出采用风冷热泵系统的要求，因此研究围绕风冷热泵系统（方案1）、模块式风冷涡旋系统（方案2）、冷水机组+真空热水锅炉（方案3）三种冷热源方案进行对比，对比基于技术可行性、运行费用、初投资、机房占用面积等方面开展。

2酒店空调冷热源方案比选分析

（1）冷热源方案对比。方案1采用风冷热泵系统作为冷热源，选用1070kW螺杆式风冷热泵2台，设置于4#塔楼屋面，夏季、冬季分别为酒店提供冷负荷、热负荷，以及7℃/12℃水温的冷冻水、45℃/40℃水温的空调热水，需另设置热源。基于《中国建筑热环境分析专用气象数据集》可以确定，杭州地区记录极端最低气温、冬季空气调节室外计算温度分别为-8.6℃、-2.4℃。为应对室外极端最低气温，需针对性放大风冷热泵容量（方案1a）或采用燃气采暖炉作为辅热（方案1b），即采用1320kW螺杆式风冷热泵2台，或增加板换机组与小型燃气热水炉。通过对比可确定，放大风冷热泵机组设备选型方案的成本合计1325664元，新增辅助热源方案的成本为1578130元。因此可确定放大风冷热泵机组设备选型方案适用于极端天气的空调热负荷满足，但考虑低端天气保证效果，新增辅助热源方案的稳定性更高;进一步围绕酒店生活热水进行分析可以发现，方案1给出了两种设计，即设置每台占地1.5㎡的51kW制热量燃气炉2台，或设置100kW电辅热。通过对比可以发现，两种设计的成本分别为144000元与60000元，如空调辅热设置燃气热水炉，第一种设计的运行费用更低[1]。方案2采用模块式变频风冷涡旋热泵机组，其制冷模式下环境温度、制热模式下环境温度分别为0℃-46℃、-15℃-40℃，冷冻水出水温度、热水出水温度分别为4.5℃-20℃、20℃-55℃。制热模式下，模块式变频风冷涡旋热泵机组最低室外温度可在-15℃下运行，工程共选用80kW的模块式风冷涡旋机组共27台;方案3为工程原有方案，由于酒店存在148m的最高楼层，锅炉及冷水机组存在超过1.6MPa的承压，因此设置制冷机房及锅炉房于地下一层，塔楼18层避难层设置换热机房。通过针对性计算可以确定，方案3的成本合计为1885680元。

（2）设备初投资对比分析。基于品牌设备价格进行对比可以确定，放大风冷热泵容量的方案1a主机侧、生活热水辅热、变压器及电缆成本分别为1325664元、144000元、+300000元，燃气采暖炉作为辅热的方案1b主机侧、生活热水辅热、变压器及电缆成本分别为1578130元、144000元、+300000元，合计成本分别为1769664元、2022130元。方案2的主机侧、生活热水辅热、变压器及电缆成本分别为1890000元、144000元、+300000元，合计成本为2334000元。方案3仅涉及主机侧成本，为1885680元。基于经济性对比可以确定，受耗电量较大、COP较低的风冷热泵机组影响，方案1会导致酒店变电站容量增大，方案2成本最高，方案1a成本最低。

（3）运行费用对比分析。进一步对比运行费用可以确定，方案1a的夏季工况、冬季工况、合计空调费用分别为1187212元、586939元、1774150，方案1b夏季工况、冬季工况、合计空调费用分别为1186013元、540682元、1758922元，方案2夏季工况、冬季工况、合计空调费用分别为1197202元、548039元、1745240元，方案3夏季工况、冬季工况、合计空调费用分别为941686元、850242元、1791928元。通过对比可发现，方案2的运行费用最低。

（4）空间利用率对比分析。进一步对比三种方案的空间利用率可以确定，方案1和方案2中风冷热泵塔楼屋面占用面积为300m2，水泵及辅热机房25F避难层占用面积为100m2。方案3中制冷机房、锅炉房、18F换热机房、冷却塔剧院屋面占用面積分别为300m2、200m2、100m2、100m2。相对于原设计方案，方案1和方案2可取消制冷机房、低区冷冻水管井、18F换热机房、锅炉房、冷却塔。

（5）综合对比。围绕三种方案开展综合对比可以确定，方案1a的初投资、运行费用、投资回报率分别为176万元、177万元、约6年，方案1b的初投资、运行费用、投资回报率分别为202万元、175万元、约3年，方案2的初投资、运行费用、投资回报率分别为233万元、174万元、约3年，方案3的初投资、运行费用、投资回报率分别为189万元、1779万元、基准。进一步分析可以发现，相较于原设计的方案3，方案1、方案2能够在酒店区域设置水泵房及冷热源且水泵能耗低，在建筑空间利用层面也具备显著优势。方案3运行温度不存在限制，方案1、方案2的最低运行温度分别为-10℃、-15℃。在极端天气下，方案3不会出现效率衰减且具备较好的制热效果，方案1和方案2会出现效率衰减且实际运行效果难以保证。综合对比可以发现，方案3在供热效果及运行的可靠性方面表现最为优秀，且室外温度不会对锅炉供热效果造成影响。

3结束语

综上所述，酒店空调冷热源方案优选需关注多方面因素影响。在此基础上，本文涉及的具体对比分析内容，则直观展示了方案对比方法，不同冷热源方案的优劣也最终得以明确，可见研究具备较高借鉴价值。

参考文献

[1] 任若愚，韦新东.星级酒店空调冷热源的选择与评估[J].节能，2020，

39（2）：26-29.