中山某酒店中央空調及熱水系統設計分析（建筑）

                                 蔣輝華

                         深圳達實智能股份有限公司

摘要：針對中山某酒店中央空調及熱水系統的設計，為充分利用冷熱源的使用效率，采用帶余熱回收的制冷機組進行冷源供應，帶全熱回收的空氣源熱泵機組進行熱水制備及冬季采暖，實現中央空調系統制冷、采暖及熱水的聯合供應，節約設備的運行能耗。

關鍵詞：中央空調熱水系統熱回收節能技術

1  項目概況

    中山某酒店坐落于中山阜沙鎮，占地30畝，酒店建筑面積56000m²，是一座全新時尚的五星級酒店，集住宿、餐飲、娛樂、商務會議、休閑度假和零售商店于一體。酒店采用地下地上結構，其中地下一層為設備用房及停車場；地上18層：首層為酒店大堂，商業及西餐廳，二層為中餐，電影播放廳及商業，三層為中餐，娛樂夜總會包房，四層為娛樂夜總會包房，五六層為足浴包房，七層至十七層為酒店客房，十八層是總統套房。

2  設計參數及負荷情況

    空調室外計算參數依據廣東中山地區氣象參數，如表1所示；室內設計參數參照表2。

    通過逐時冷熱負荷的計算，空調總冷負荷為4303 kW，客房的總熱負荷為508 kW。

    客房最高日用生活熱水定額為150 U(人·天)，桑拿最高日用生活熱水定額為85 U(人·天)，餐飲最高日用生活熱水定額為15L/(人·天)。經計算，該項目衛生熱水量需求為154 m³/天。

3  項目設計方案

3.1項目特點

    該項目為新建項目，結合建筑圖紙及通過對現場的勘察，就項目的總體特點如下：

    1)使用功能具有多樣性，在設計時充分考慮不同功能在不同時間段、季節的使用情況，在滿足每一功能區域的需求情況下，使設備達到高效運行；

    2)地下室制冷機房位置狹窄，運輸通道不暢，對于設備的選擇需充分考慮其搬運與安裝的不利因素。

3.2冷熱源方案比較分析

    針對該項目在冷熱源方案選擇主要有以下三種方案：方案一是直燃型溴化鋰空調機組（制冷+采暖）+空氣源熱泵（熱水）；方案二是空氣源熱泵空調（制冷+采暖）+空氣源熱泵（熱水）；方案三是余熱回收型水冷冷水空調機組（制冷）+全熱回收型空氣源熱泵（采暖+熱水）。

3.2.1初投資及運行費用分析

    空調系統運行費用根據系統夏季運行245天，過渡季節運行45天，冬季運行75天。生活熱水均采用空氣源熱泵機組提供，夏季制冷時若采用余熱回收型機組可通過余熱回收，免費制取衛生熱水。燃氣按照3.5元/m³，電費按照1元/kWh計，其比較如表3所示。

    按照1 m³衛生熱水，溫升40℃的運行費用與其它形式的比較，如表4所示。

3.2.2優缺點比較分析

  各個方案的優缺點如表5所示。

  通過對冷熱源方案的比較，經回收期計算即方案3與方案1、方案2的比較，方案3與方案1對比：回收期=(1602-148 0)/(220.6-210.8)=9.8年，即采用方案1所增加的初投資回收期需要9.8年；方案3與方案2對比：回收期=(1480-118 7)/(273.6-210.8)=4.67年，即采用方案3所增加的初投資回收期需要4.67年。

    因此，通過初投資、運行費用及回收期的比較，確定采用余熱回收型水冷冷水空調機組與全熱回收型空氣源熱泵熱水系統組合的方式。

4  中央空調及衛生熱水系統設計

  考慮到酒店在使用時的入住情況，取同時使用系數0.85，則空調的冷負荷為3657 kW，客房的總熱負荷為432 kW。圖1為中央空調及衛生熱水系統系統圖。

1)制冷機組選型設計

    夏季高峰期末端負荷的需求：1040 RT；過渡季節系統部分負荷時的高效運行：300～700 RT;在制冷季節，衛生熱水的需求：40～90 m³/d。

  2)采暖（熱水）機組選型設計

  冬季采暖末端負荷的需求432 kW(122.8 RT)；單獨衛生熱水的需求：154m³/天；過渡期KTV等局部特殊區域制冷需求約220 kW(62.6 RT)。

    全熱回收型三用空氣源熱泵機組可實現五種運行模式分別為：制冷模式、制冷+生活熱水模式、生活熱水模式、制熱模式、制熱+生活熱水模式。

    3)其它

    冷凍水泵、冷卻水泵均為兩用一備；冷凍水系統兼做冬季采暖管道，采暖水泵為兩用一備；連接全熱回收型空氣源熱泵機組與保溫水箱的熱水循環水泵為兩用一備，其中由保溫水箱供至各使用末端的恒壓給水系統中的給水泵由給排水專業負責。

    4)空調風系統設計

    酒店公共部分如大堂、宴會廳及影院等采用全空氣系統，客房及辦公部分采用風機盤管加新風系統，風機盤管安裝在吊頂內，新風機分層進行設置，采用頂送頂回的送回風方式，末端按房間及各區域就近控制，也可集中控制，以便于管理，新風機組引進室外新風保證人均新風量，保持室內的空氣滿足需求。

5  節能設計

    1)方案設計：在確保制冷、采暖及生活熱水穩定供應的前提下，選用空調與生活熱水模式下相應高效的冷、熱回收設備，保證了供能的可靠性和運行管理的經濟性，同時降低投資成本。余熱回收水冷冷水機組的選用可有效地利用其余熱回收技術，可避免夏季開啟熱泵機組進行供熱。選用的全熱回收型三用空氣源熱泵機組可實現五種運行模式，滿足不同需求的同時，其綜合能效比高達8.32，與標準型模塊式風冷熱泵機組+生活熱水鍋爐相比，節能60%。

    2)系統冷熱源控制設計：系統冷熱源采用基于計算機控制技術、模糊控制技術、智能調速技術和專家控制系統的節能控制系統，對余熱回收型水冷冷水空調機組、全熱回收型空氣源熱泵熱水系統機組設備進行監測，對相關的水泵進行變流量控制，實現了中央空調冷熱源系統在運行中的高效節能和安全舒適，通過系統的運行實時數據監測（如圖2、圖3所示），其綜合節電率達32.23%，累計節電量133.8 kWh，累計節電費用133.8萬元（電費按1元／kWh）。

6  結束語

    熱回收型水冷冷水機組與全熱回收型空氣源熱泵機組在酒店的聯合應用，實現了一機多用，除了滿足建筑夏天制冷、冬天采暖需求外，還能進行全天候供應熱水，具有設備能源利用率高的特點，通過實際的運行數據跟蹤，證明其取得了比較好的節能效果。因此，在類似酒店項目中具有廣泛的推廣意義。