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摘要：近年来，中央空调的应用越来越广泛，但由于各种原因引发出来的问题却不可忽视，改造是当务之急。为此，本文结合具体项目实例，对该星级酒店中央空调系统改造为地源热泵空调系统的方案进行可行性的探讨，并分析了改造后的地源热泵机组在空调及热水系统中应用的节能性及经济性。
关键词：中央空调；改造技术；节能；经济性；分析
引言
随着国民经济的迅猛发展和人们生活水平的不断提高，建筑物中央空调系统的应用日益广泛，建筑空调系统节能运行成为节能领域的研究热点。在建筑中央空调系统能耗中，由于中央空调系统均存在着设备老化、系统落后等问题，不符合节能环保、可持续发展的方针政策，改造其中央空调系统势在必行。本文以某星级酒店项目为例，对酒店中央空调应用地源热泵系统进行改造研究。
1 项目概况及改造方案
酒店建筑面积51000m2，是一座全新时尚的五星级酒店，集住宿、餐饮、娱乐、商务会议、休闲度假和零售商店于一体。酒店采用地下地上结构，其中地下一层为设备用房及停车场；地上18 层：首层为酒店大堂，商业及西餐厅，二层为中餐，电影播放厅及商业，三层为中餐，娱乐夜总会包房，四层为娱乐夜总会包房，五六层为足浴包房，七层至十七层为酒店客房，十八层是总统套房。中央空调系统主要设备如表1所示。
通过对该酒店原中央空调系统分析认为，其制冷机房2台单螺杆式冷水机组为一次泵定流量系统，常年定频运行，输出冷量服务于酒店客房及大堂、宴会厅等区域，依靠人工启停设备，存在人工操作的误差及不便，以及空调能耗利用率低和费用偏高等问题。通过对现场设备实际考察及对系统运行情况的了解，提出项目改造方案如下:
(1)两台空调主机，将其中的1台单螺杆冷水机组更换为双螺杆地源热泵主机，以满足夏季制冷和冬季供暖兼制取生活热水两种模式的需要。在夏天，根据室外工况选择冷却塔与地源热泵运行方式的切换，并且需考虑冬夏季的热平衡，保证夏季排入土壤中的热量与冬季从土壤中吸取的热量基本均衡，从而防止热堆积现象。
(2)增加中央空调机房智能能效管理控制系统，通过加装必要的温度、压力和流量传感器，检测冷冻机房的各项指标，动态更新空调系统真实的负荷需求。在此基础上，利用运行优化技术，以最经济的方式控制机组产生所需的冷量，并根据室外的工况及室内的温湿度状况，优化冷冻水和冷却水的供水温度。通过智能系统实现智能运行、高效管理、高效节能。
(3)用地源热泵系统辅助太阳能系统制取全部生活用热水。优先采用太阳能热水系统，太阳能系统不能用的季节，采用地源热泵系统提供酒店生活热水。
(4)将循环水泵配置变频器，空调系统可实现在满足末端负荷的前提下水泵自动变频，保证在系统供回水温差一定的情况下，系统水流量随空调负荷变化而不断变化，起到节约电量的目的。
2 改造方案可行性分析
2.1 空调系统改造可行性分析
(1)原空调系统年运行费用
酒店空调系统原2台冷水机组一直运转正常，年维护保养费用约10万人民币。空调系统运行费用根据系统夏季运行245天，过渡季节45天，冬季运行75天。表2为酒店原空调系统当年月用电汇总表，据此统计得酒店制冷总耗电量为913，362kWh，按照电价0.91元/kWh计算，空调年制冷费用为831，159元。
表2 酒店原空调系统月用电汇总表/kWh
(2)改造方案可行性分析
拟用地源热泵系统辅助太阳能系统制取全部生活用热水。优先采用太阳能热水系统，太阳能系统不能用的季节，采用地源热泵系统提供酒店生活热水。太阳能热水系统增加横插式太阳能真空管太阳能集热器。太阳能真空管的尺寸为φ58×1800，集热器的尺寸为2200×3850，共1950根真空管。
生活热水温度取55C，当地冬季冷水温度取5℃，其他季节冷水温度取15℃，经计算，将30m3生活热水加热到55℃所需要的主机功率约为130kW，由此选配PR040M-GRA地源热泵主机1台，在名义地下环路工况时，制热量144.8kW，制热功率40.4kW。
3 改造后经济性及节能性分析
3.1 改造后运行费用分析
经改造后，系统运行方式为:夏季，1台螺杆式冷水机组和1台地源热泵主机制冷运行共同解决建筑制冷的需求；冬季，地源热泵主机制热运行提供建筑所需要的热量供室内采暖，酒店生活热水由太阳能热水系统+地源热泵系统联合运行解决，优先采用太阳能热水系统，太阳能系统不能用的季节，采用地源热泵系统提供酒店生活热水。
酒店空调系统在满足建筑最大负荷需求时，空调系统各用电设备情况见表5。
改造后每年可节约运行费用395,089元，占改造前总费用的21.1%，总收益达86.5万元/年。按全国发电标煤消耗342g/kWh计算，相当于可节约标准煤325t/年，减少二氧化碳排放948t/年。
4结论
综上所述，节能降耗改造是空调行业发展的永恒主题，因此，我们必须要对改造工作有一定的重视，并采取有效技术措施做好改造工作，最大限度降低能耗，以降低酒店的运营成本，从而提升酒店的经济效益。实践证明，本星级酒店项目中央空调系统采用地源热泵系统进行改造设计，保证了系统的节能性及经济性，运行可靠，效果良好，改造取得了较好的成功，实现了项目的环境效益、经济效益的统一。
参考文献:
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论文作者:廖国坡
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/4
标签：空调系统论文; 系统论文; 酒店论文; 太阳能论文; 源热泵论文; 热水论文; 中央空调论文; 《基层建设》2017年第20期论文;