结合酒店设计浅谈暖通空调系统的节能措施

廖志超

摘 要：随着我国社会经济建设的不断飞速发展，各地区酒店的建设步伐也不断加大，尤其是很多高档次的酒店日益增多。本文结合某酒店空调设计，从建筑空调系统设计方案的角度概述了利用水源热泵型机组为建筑的节能措施，并对系统运行费用进行了分析，为类似工程暖通空调系统设计提供了参考。

关键词：新风热回收空调机组；螺杆式全热回收机组；建筑节能

1 前言

随着人们生活水平的提高，暖通空调成为人们生活中不可缺少的部分，它通过调节室内环境温度及湿度，使人们在工作及生活中拥有舒适的环境。据统计，我国建筑能耗约占全国总能耗的35%，空调能耗约占建筑能耗的50%～60%。由此可见，暖通空调能耗占总能耗的比例高达22.75%，因此，如何在保证人们生活质量的同时降低能耗就显得尤为重要，暖通空调系统在设计时的技术水平就已经决定了空调产品的节能环保性能，本文以空调设计的实例来分析节能措施在空调设计中的应用。

2工程概况

该工程为泉州市某五星级酒店，地上24层，地下共2层，建筑高度99.9 m，总建筑面积为46304 m2。

各层建筑房间主要功能：地下二层为车库，制冷机房，水泵房；地下一层为锅炉房，洗衣房，酒店后勤区；首层为酒店大堂，宴会大堂，前场办公；二层为酒店办公；三层为宴会厅，酒店会议室；四层为酒店泳池、健身、SPA；五层为酒店餐厅；六层为酒店办公、茶吧；七层～二十四层为酒店客房。

3空调系统的节能

3.1空调系统的选择

酒店大开间房间采用全空气系统，酒店客房采用空调形式为风机盘管加新风热回收空调机组的空调形式，其余房间采用风机盘管加新风的空调方式[1]。

3.2冷源设计

3.2.1室外、室内设计参数

室内设计温度：冬季18℃～22℃，夏季24℃～26℃。相对湿度：冬季不小于30%，夏季50%～60%。冬季室外平均风速4 m/s，夏季室外平均风速3.1 m/s[2]。冷负荷指标：104.5 W/m2，热负荷指标：31.3 W/m2，同时使用系数0.8。制冷总负荷：4839 kW，空调制热负荷：1450 kW。

3.2.2冷源的选择

（1）根据空调系统复核计算结果进行选择，配置的机组数量应最少满足其中1台机组检修要求，其余机组满足总负荷量67%的要求。

（2）根据冷负荷分析，在制冷季最低的冷负荷范围大约是300 kW～1000 kW（285 RT），考虑到制冷季在部分负荷效率较高的特点，所选择制冷机的最小冷量不应低于350RT，而其冷量的调节范围是200 kW～1230 kW，在过渡季节时也可很好地适应负荷的变化。

（3）本项目的全年制冷季长达8个月，对于酒店项目而言适合考虑合适的热回收方案，而回收的热量可以用于加热酒店生活热水。

（4）选择高效节能的产品，按规范要求（见GB50736-2012规范8.2.1条），大于等于1758 kW（500 RT）宜选择离心机组，1054 kW～1758 kW（300 RT～500 RT）宜选择螺杆机或离心机[3]。

3.2.3关于热回收技术方案的选择

夏季空调系统制冷运行时将室内的热量带走，并通过冷却塔将其排放至室外大气中。如果在这个过程中，可以将空调系统排除的热量利用起来，则可以实现很好的节能效果。而对于酒店项目，空调系统的排热恰恰有非常好的“用武之地”，即可用于制备生活热水。

对于空调制冷系统在运行过程中排出热量的热回收方案为设置水源热泵机组从空调冷冻水或冷却水中提取热量，具体分析见上表：

综合分析：

（1）由于水源热泵机组完全独立于制冷系统，二者的运行不会相互影响，不会影响制冷机的运行效率且只要在制冷季就可以“长期提供”稳定的高温热水。

（2）水源热泵机组可以提供最高达62℃热水，完全可以直接用于生活热水，而不必启动燃气锅炉。

（3）由于热泵机组可以供热也可以供冷（仅可采用冷冻水侧的串联），所以在冷源配置中，可以充当备用冷源的角色，提高系统的安全性，可靠性。

根据上述分析，本项目采用“冷冻水管侧的串联布置”方案。

3.2.4冷源配置方案

根据上述分析以及本项目的总冷负荷4839 kW（1376RT），考虑以下2套方案：

方案一：4台350RT的螺杆机，其中2台采用水源热泵型机组。

方案二：4台350RT的螺杆机，其中2台采用50%的全热回收型机组。

为了全面比较这两套备选方案的節能性，提供“传统方案”作为对比。传统冷源方案，也是目前酒店项目中广泛采用的冷源方案，即“二大+1小”的方案，对于本项目而言，可采用2台550RT离心机+1台350RT螺杆机。对于传统方案，在制冷机需要开启锅炉来供应生活热水的热负荷。

3.2.5冷源方案技术经济分析

从技术性能方面分析不同方案：

（1）传统方案：2台550RT离心机+1台350RT螺杆机。

①冷源设备的制冷性能：第一，离心机、螺杆机设备成熟、可靠。第二，离心机制冷能效比高，COP可以达到5.6，部分负荷时的IPLV可以达到6.4。螺杆机制冷能效比较高，COP可以达到5.1，部分负荷时的IPLV可以达到6.7。第三，使用寿命20年～25年。第四，运行维护简单。

②制冷系统的性能：各台主机的运行功能明确，系统构成简单，控制简单。

③在全年8个月的制冷季，热水制备性能分析：第一，该冷源方案不具备供热能力。第二，锅炉需要全年运行，以满足全年的生活热水和冬季空调的供热需求。

④冬季供热能力：该冷源方案不具备供热能力。

（2）方案一：4台350RT的螺杆机，其中2台采用水源热泵型机组。

①冷源设备的制冷性能：第一，设备成熟、可靠。第二，螺杆机制冷能效比较高，COP可以达到5.1，部分负荷时的IPLV可以达到6.7。第三，使用寿命20年～25年。第四，运行维护相对简单。

②制冷系统的性能：各台主机的运行功能相对明确，系统构成简单。但由于热泵机组“冷热两用”，控制逻辑相应复杂，控制系统也相对复杂。

③在全年8个月的制冷季，热水制备性能分析：第一，根据全年能耗分析，全年冷负荷高于3500 kW （995RT）的小时数约140小时，占制冷季的2.5%（制冷量超过3300 kW时需要启动4台制冷机制冷）。第二，在热泵运行的97.5%时间里可以制备60℃的热水。第三，在制冷季，热水锅炉几乎不需运行。

④冬季供热能力：冬季需要供酒店有大量的内区。

（3）方案二：4台350RT的螺杆机，其中2台采用50%的全热回收型机组。

①冷源设备的制冷性能：第一，螺杆机设备成熟、可靠。而全热回收型，内部控制复离心机制冷能效比高，COP杂，可靠性降低。第二，螺杆机制冷能效比较高，COP可以达到5.1，部分负荷时的IPLV 可以达到6.7。但是，全部热回收机组在制冷时的效率降低25%～30%，制冷COP不到3.0。第三，使用寿命20年～25年。第四，冷机种类多，运行维护相对复杂。

②制冷系统的性能：各台主机的运行功能明确，系统构成简单，控制简单。

③在全年8个月的制冷季，热水制备性能分析：第一，在热回收机组运行的100%时间里可以制备55℃的热水。第二，在制冷季，热水锅炉仍需长时间的连续运行。

④冬季供热能力：该冷源方案在非制冷季不具备供热能力。

在经济性能分析方面，上表主要针对不同方案的经济汇总：

上述二套方案均较传统方案有较大幅度的节能。在二个备选方案中，方案一投资最低，制冷/制热的综合运行费用最低。方案二投资最高，制冷/制热的综合运行费用最高。

4结论

综上所述，采用4台350RT的螺杆机，其中2台采用水源热泵型机组比传统的设计方案均能有效地节省建筑能耗，达到节能的目的，但暖通空调的节能措施不仅限于此。因此，在建筑暖通空调的设计过程中，要因地制宜全面考虑各种因素，综合各种节能技术观念，盡可能多地提高节能效率，从而促进我国建筑业的持续发展。

参考文献

[1]刘仁品.暖通空调节能存在的问题及改进措施的讨论[J].环境与生活，2014（12）.

[2]王桂君.暖通空调节能存在的问题与解决措施[J].中国科技博览，2009（05）：1.

[3]谭翠萍，郭雪梅.节能环保技术在暖通空调系统中的应用[J].商品与质量，2017（50）：218.