某酒店空調系統節能改造方案

林啟輝

摘 要：本文以某工程作為研究對象，首先分析了其工程概況、氣候條件，并針對原有的空調系統模型，利用建筑能耗模擬軟件eQUEST建立模型，根據校準結果決定對酒店空調采取新的節能改造方案，以降低能耗。

關鍵詞：節能改造；空調；eQUEST

中圖分類號：TU831 文獻標志碼：A

近年來，隨著經濟的快速發展和旅游業的發展，酒店建筑也發展迅速。然而由于墻體傳熱、酒店內裝飾用射燈多、人流量大等原因，酒店內冷負荷較高，尤其在夏季尤其明顯。然而酒店空調系統普遍存在運行效率低等問題，造成極大的能源浪費，其節能潛力較大。下文就酒店的節能改造展開探究，以供交流。

1 建立模擬與校準

1.1 工程概況

某酒店項目由主樓和裙房組成，總建筑面積為53000m2。酒店的結構層次安排表現為：1～5層裙樓為商鋪，6～13層為商務出租，14層用于安裝設備，15層為住房。由于該酒店工程始建于1998年，經過多年的運行，酒店空調系統在實際運行過程中出現許多問題，并于2008年對其實施裝修。

該酒店的空調系統的組成部分包括兩臺螺桿式制冷機、8臺風冷熱泵機。為了保證冬季酒店的供暖需求，在冬季是8臺冷熱泵機組同時運行，為酒店提供充足的熱量。

1.2 氣候條件

該酒店所在區域的氣候特征表現為：四季分明，雨熱同季，不僅降水頻率較高，而且降水量也相對較大，尤其是在夏季，天氣溫度非常高，據統計，該區域于2004年-2014年，每年超過37℃的天氣超過7天。冬季非常寒冷，尤其是1月～2月，同時還伴有寒流。

1.3 空調系統原始模型

雖然該酒店有空調系統運行的原始數據，但是缺乏科學分類，無法準確、快速地查找各設備的能耗參數。在進行能源仿真模型創建時，采用功能分區的方式，這樣能夠對不同種類設備的具體能耗信息進行針對性的采集，為酒店空調系統的節能改造提供可靠、全面的數據信息。

按照該酒店空調系統的實際運行情況以及區域分區的差別，簡化空調系統模型，上述歸類與簡化都需要以實際情況為基礎。空調系統#1存在一主一備螺桿式冷水機組，額定COP都為4.39，作用是為裙樓提供冷量；空調系統#2為主系統，由8臺風冷熱泵機組成，在冬季為裙樓與主樓提供熱量，并于夏季為主樓提供冷量。冷卻水循環和冷卻塔的連接采用定額水泵，冷凍水循環和冷源的連接利用定額水泵。冷卻水循環系統和冷凍水循環系統均配備功率為1400kW的冷卻塔。

在進行酒店空調系統節能改造之前，需要充分利用已有的能耗系統，創建空調系統節能模型，為了保證模型改造的有效性，并能夠真實、準確地反映空調系統的能耗情況，還需要做好模型的校準工作。該酒店的送風系統利用新風系統加風機盤的模式，空調冷源系統利用風冷熱泵加螺桿式冷水機組的模式。根據已有數據信息和模型內容模擬空調系統。

1.4 空調系統的校準

因為該酒店空調系統的冷水機組運行時間相對較長，出現效率低下以及設備老化等問題，在模型中輸入原來的COP顯然不合理，必須重新計算COP數值。設備管理人員需要對空調冷卻系統裝置的性能進行定期、實時監測和控制。因此，為了保證數據采集的真實性和前面性，對冷卻設備進行連續14天的檢測，檢測的內容包括冷水機組電力能耗、冷凍水流量以及冷凍水供回水溫度。根據實測數據，不同負載率的冷卻機組的COP如圖1所示，計算結果顯示在部分負荷條件下冷水機組的COP值小于等于2.0，在全部負荷條件下，風冷熱泵機組的COP值大約為2.0。因此，應該把機組的COP輸入值定為2.0。進行第二次校準（校準2），該模型空調系統的MBE值和Cv（RMSE）值分別為-15%和19.9%。

2 節能改造方案

根據現場踏勘及業主方提供數據，酒店原空調系統冷源為8臺風冷熱泵機組，2008年增加兩臺螺桿式制冷機組為1～5層裙房供冷。螺桿機單臺額定制冷量為1218kW，額定功率為252kW，風冷熱泵機組單機額定制冷量為607kW，額定功率為234kW，風冷熱泵單機額定制熱量為490kW，額定制熱功率158kW。

本次改造將冷源更換為4臺模塊化磁懸浮離心冷水機組，實測機組運行平均COP可達5以上，部分負荷效率更高達8.9，大大提高了系統供冷效率。可提供50kW～600kW多種規格冷、熱模塊，滿載噪聲低，機組IPLV高達9.0。改造前后冷源機組參數對比見表1。

因為該酒店利用風冷熱泵作為冬季供暖的設備，并且其經過長期的運行，風冷熱泵出現效率降低的現象，再加上冬季室外環境溫度驟變，對風冷熱泵供暖效果產生的影響非常大，導致風冷熱泵在冬季的COP只有2.0。雖然熱泵系統的技能效果較好，但是在長期運行過程中受氣候因素影響，再加上缺乏合理的維護和管理，導致熱泵機組出現效率降低的問題。基于環保要求，采用以燃氣熱水鍋爐冬季供暖的方式，同時和生活熱水鍋爐進行聯合使用，其供熱能力達到3000kW。因為燃氣鍋爐的效率遠遠超過燃煤鍋爐，同時燃煤鍋爐存在效率降低的問題，將鍋爐摻量錄入模型時，需要將燃氣鍋爐的熱輸入比和額定效率分別設定成1.755與0.57。

在進行模型創建模擬過程中，因為eQUEST中缺乏相應的設備型號進行對照分析，需要采用燃氣爐聯合冷水機組的方式取代原來的冷熱源系統，并對燃氣鍋爐、冷水機組的能效進行全面分析，然后對模型進行適當的調整。

3 討論

該酒店在進行空調系統節能改造時，重點對冷熱源系統進行調整和優化，并且在改造之前對上海的氣候特征和冷熱源實際使用狀況進行全面分析，同時考慮優化過程中可能發生的問題，確定利用真空燃氣鍋爐加懸浮離心冷水機組的方式。該種空調系統優化方式既能夠保證適應當地的氣候條件，又能夠保證滿足酒店的正常供冷和供暖需求，系統的可操作性非常強，并且能耗較低，每年能夠節省350t標準煤，具有非常好的經濟效益和環境效益。

結語

通過對某酒店建筑的空調能耗現狀進行分析可知，其存在耗電量大的問題，以此創建模型實施仿真模擬，制定科學、有效的節能方案對該商用建筑的空調冷熱源系統實施優化，能夠有效地降低電量損耗。采用模塊化磁懸浮離心冷水機組加真空燃氣鍋爐的改造方案能節約能耗，提高了經濟效益的同時也保障了生態效益，可廣泛應用于此類型建筑工程。

參考文獻

[1]閆軍威，馮家亮.廣州某大型商場空調系統節能改造[J].暖通空調，2014（5）：87-91.

[2]吳俊峰，張秀平，張朝暉，等.中央空調系統節能改造方案的節能量測量及驗證方法初探[J]. 制冷與空調，2013，13（9）：78-83.