國際五星級酒店大溫差小流量空調(diào)水系統(tǒng)方案研究

焦俊軍

0 前言

國際品牌五星級酒店裝修豪華、功能及設(shè)施齊全，投資與運行能耗高，其中中央空調(diào)系統(tǒng)能耗占到總能耗的50%左右。一般而言，完整的中央空調(diào)系統(tǒng)由三大部分組成，即空調(diào)冷熱源、供熱與供冷管網(wǎng)、以及空調(diào)末端用戶系統(tǒng)。空調(diào)水系統(tǒng)是指空調(diào)冷凍水、冷卻水系統(tǒng)，是空調(diào)管路系統(tǒng)中的重要組成部分[1]。酒店空調(diào)系統(tǒng)中冷凍水泵、冷卻水泵、采暖熱水泵耗電量占空調(diào)總耗電量的比例為：冷凍水水泵占5.9%，冷卻水水泵占2.7%，采暖泵占4.9%，可見水泵電耗在空調(diào)電耗中占很大比例，節(jié)能潛力也很大。實際工程設(shè)計時，重視空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能[2]，并貫穿于設(shè)計、施工和運行全過程，具有十分積極的意義。

1 國際五星級酒店工程及空調(diào)系統(tǒng)介紹

本國際五星級酒店位于廣東珠江三角洲地區(qū)，占地面積49148.85平方米，建筑面積175255.97平方米，建筑總高度99.8米。其中，負(fù)2～負(fù)1層為酒店地下室，主要功能為各類設(shè)備房，停車區(qū)及酒店后勤區(qū)；1～5層為酒店裙樓，主要功能為酒店大堂、宴會、餐飲、酒吧、會議及康體娛樂等；6～27層為酒店塔樓，主要為客房區(qū)及行政休閑廊。

本酒店空調(diào)按舒適性空調(diào)設(shè)計，夏季降溫、冬季采暖，采用五星級酒店設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。通過對酒店全年負(fù)荷進(jìn)行分析，綜合酒店實際設(shè)計條件，主機(jī)選用離心式冷水機(jī)組加全熱回收螺桿式機(jī)組的方案，包括2臺1000RT、2臺600RT的離心式冷水機(jī)組，以及2臺856kW的全熱回收螺桿式機(jī)組。

2 大溫差小流量空調(diào)水系統(tǒng)優(yōu)點分析

大溫差小流量空調(diào)水系統(tǒng)是一個減少空調(diào)系統(tǒng)投資，降低能耗的先進(jìn)概念。大溫差的目的是優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)各設(shè)備間的能耗配比，在保證舒適度的前提下減少冷量輸配的能耗，以及減少冷卻塔和空調(diào)末端的能耗，同時降低系統(tǒng)初投資。

2.1 對比系統(tǒng)滿負(fù)荷運行能耗，溫差增大，流量減小，制冷機(jī)能耗雖上升，但冷卻水、冷凍水泵及冷卻塔能耗降低，總體能耗降低。與常溫差系統(tǒng)比較，大溫差小流量系統(tǒng)可節(jié)約5%～10%的水系統(tǒng)運行能耗。

2.2 大溫差小流量空調(diào)水系統(tǒng)，可選擇型號較小的冷卻水泵、冷凍水泵，配備較小尺寸的管道、閥門、保溫材料等，以及減少冷卻塔的數(shù)量。

從而減少材料、設(shè)備采購費用、工程安裝費用、后期材料設(shè)備更換、維修費用，使得空調(diào)水系統(tǒng)初投資及運行維護(hù)費用降低。

2.3 大溫差小流量空調(diào)水系統(tǒng)由于水泵、管道、冷卻塔等設(shè)備型號相對常溫差系統(tǒng)小，所占用的安裝空間相應(yīng)減少，節(jié)省了建筑空間，提高了建筑使用率。

3 大溫差小流量空調(diào)水系統(tǒng)缺點分析

大溫差小流量空調(diào)水系統(tǒng)意在水泵、冷卻塔的能耗得以降低，從而達(dá)到系統(tǒng)運行節(jié)能的目的。但同時也讓冷水機(jī)組承受相對嚴(yán)苛的工況，才能實現(xiàn)。因此，并非所有冷水機(jī)組都適用于大溫差小流量系統(tǒng)。

3.1 一般來說，對于相同制冷量的水冷離心式冷水機(jī)組，采用大溫差的機(jī)組的COP值小于采用常溫差的機(jī)組。冷卻水系統(tǒng)中離心式冷水機(jī)組的冷凝器阻力、蒸發(fā)器阻力，對于相同制冷量的冷水機(jī)組，大溫差的阻力較常溫差的的阻力大，盡管此差值在冷卻水系統(tǒng)阻力中所占比例很小。

3.2 大溫差小流量空調(diào)水系統(tǒng)適合于供冷半徑較大的大型建筑，才能有效地減少冷水輸配系統(tǒng)的能耗。對于空調(diào)末端，大溫差形成的低流量會降低表冷器的換熱系數(shù)，大溫差小流量水系統(tǒng)對末端性能要求更嚴(yán)格。并且大溫差小流量系統(tǒng)極易出現(xiàn)水力失調(diào)狀況，造成系統(tǒng)運行效果差、能源浪費、局部冷熱不均等問題[3]。

3.3 在機(jī)組部分負(fù)荷率時，采用大溫差的冷水機(jī)組相對于采用常規(guī)溫差的冷水機(jī)組將消耗更多的電能。大溫差離心式冷水機(jī)組在部分負(fù)荷運行時的耗電量與相同制冷量的常規(guī)溫差機(jī)組耗電量的比值比滿負(fù)荷工況時大，這導(dǎo)致其在部分負(fù)荷運行時不夠經(jīng)濟(jì)，同時在確定能否采用大溫差方式時，離心式冷水機(jī)組的性能是最重要的因素。

4 空調(diào)水系統(tǒng)方案對比選擇

本酒店中央空調(diào)主機(jī)選用2臺1000RT、2臺600RT離心式冷水機(jī)組，和2臺856kW全熱回收螺桿式機(jī)組。根據(jù)機(jī)組在大溫差（13℃進(jìn)水，5℃出水）和常溫差（12℃進(jìn)水，7℃出水）兩種不同工況下性能對比可知，大溫差工況與常溫差工況相比，制冷機(jī)組能耗增加12～24kW，約占空調(diào)總能耗的4%～8%，而冷凍水泵與冷卻水泵能耗減少34.5～46.5kW，約占空調(diào)總能耗的11.5%～15.5，大溫差小流量系統(tǒng)能夠降低空調(diào)水系統(tǒng)總能耗約7.5%。并且，本工程冷水輸送距離遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)距離達(dá)到500米，大溫差小流量系統(tǒng)可以選用較小水泵、管道，初投資節(jié)省約25%～35%。因此，本酒店中央空調(diào)水系統(tǒng)選用13℃進(jìn)水/5℃出水的8℃大溫差小流量系統(tǒng)，并且在實際應(yīng)用中也取得很好的效果。

5 結(jié)論

大溫差小流量系統(tǒng)方案可以有效地優(yōu)化系統(tǒng)，達(dá)到運行節(jié)能的效果，但該系統(tǒng)并不只是著眼于系統(tǒng)中的某一設(shè)備，而是作通盤的分析，追求系統(tǒng)總效率的提升和初投資的降低。在實際工程設(shè)計時應(yīng)注意在外部環(huán)境和內(nèi)部功能相結(jié)合條件下的空調(diào)系統(tǒng)特點，綜合考慮初投資規(guī)模。中央空調(diào)水系統(tǒng)是否采用大溫差小流量系統(tǒng)方案，需要結(jié)合具體工程的實際情況、空調(diào)負(fù)荷特征、年運行時間、初投資及回收期等方面進(jìn)行綜合評估，合理選用。

［1］馬最良，倪龍，唐青松.空調(diào)水系統(tǒng)的節(jié)能要點[J].中國建設(shè)信息供熱制冷，2008(10)：12-15.

［2］張帆，郟京武，張皓，顧炯，張蕓蕓.上海某商廈水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化[J].建設(shè)科技，2009(19)：68-69.

［3］張建利，朱煥茹.大溫差變流量暖通空調(diào)水系統(tǒng)水力平衡調(diào)試技術(shù)[J].暖通空調(diào)，2011(12)：62-65.