摘要：酒店是大型公共建筑中能耗较高的建筑之一,具有巨大的节能潜力和社会示范效应。因此从空调系统入手,了解公共建筑能耗现状,并且寻求降低公共建筑能耗的途径意义重大。本文以某大型酒店空调系统节能改造工程为研究对象,采用eQUEST 建立建筑模型，对酒店空调系统进行节能改造，为类似酒店的节能改造提供参考。
关键词：大型酒店；空调系统；节能改造；eQUEST
随着我国城镇化发展和人民生活水平的不断提高，建筑物的数量也在不断增多，建筑物内空调能耗接近建筑总能耗的50%左右。酒店空调采暖制冷负荷较高，已经严重制约酒店的正常运行。酒店空调系统设计一方面要满足制冷量,一方面也要考虑机组正常工作的耗能，使之在满足制冷的前提下达到节能目的。
1.建立模拟与校准
1.1 工程概况
某大型酒店总建筑面积约53000 m2，地上33 层，地下两层停车场和设备机房。1～5 层裙楼为商铺或餐饮，6～13 层用于商务写字楼出租，15～32 层为客房，14 层和33 层为设备层。酒店主楼建于1999 年，在2009 年时进行了重新的装修。酒店原空调系统冷源为8 台风冷热泵机组，2001年增加2 台螺杆式制冷机组（一用一备）为1~5 层裙房供冷。螺杆机单台额定制冷量为1200 kW，额定功率为248 kW，风冷热泵机组单机额定制冷量为605 kW，额定功率为223 kW，风冷热泵单机额定制热量为490 kW，额定制热功率158 kW，详细参数见表1。冬季则采用8 台风冷热泵机组进行制热，以满足整栋大楼供暖需求。
表1 制冷系统及设备信息
图1 酒店原始模型
根据实际使用情况，和系统分管区域不同，对模型进行了简化，这些简化和归类都是根据实际使用情况确定。系统#1 包括两台螺杆式冷水机组，为裙楼供冷，额定COP 均是4.39。系统#2 是主系统，包括8 台风冷热泵机组，为主楼供冷，冬季为主楼和裙楼供热。冷冻水循环回路由三个并行的定频水泵连接到冷源，冷却水循环回路由三个并行的定频水泵连接到冷却塔。两个系统各自都有两个1400 kW的冷却塔。冷水机组，泵以及冷却塔的详细信息可以从设计说明和设备规格获得（表1）。
在对酒店建筑群进行节能改造分析前，针对原有的能耗系统，建立模型，并对模型进行校准，尽量还原真实能耗情况（详见图2）。针对原有空调系统，酒店采用了风机盘管加新风的送风方式，两个空调系统冷源分别采用螺杆式冷水机组和风冷热泵。依据基本模型内容及所掌握资料，对空调系统进行模拟【1】。
图2 原始模型和2012 年实际全年逐月能耗
1.3 空调系统的校准
由于冷水机组长时间运行，设备老化，效率降低，所以将设备的额定COP 输入模型中是不合理的，因此，需要对冷却设备的COP 值进行重新判断计算。设备运行人员不定期的对冷却设备的工作性能进行监控，因此，笔者进行了为期两周的现场测试来收集数据，包括冷冻水供回水温度，冷冻水流量，以及相应冷水机组设备的电力消耗【2】。根据实测数据，不同负载率的冷却机组的COP 值可以根据能效检测理论计算得出，不同负载率的冷却机组的COP 如图3所示，计算结果显示在部分负荷条件下冷水机组的COP 值小于等于2.0，在全部负荷条件下，风冷热泵机组的COP 值大约为2.0。因此，把应该把机组的COP 输入值定为2.0。进行第二次校准（校准2），该模型空调系MBE 值和Cv （ RMSE）值分别为-15%和19.9%。
图3 不同负载率的冷却机组的COP
2.节能改造方案
根据现场踏勘及业主方提供数据，酒店原空调系统冷源为8 台风冷热泵机组，2008 年增加2 台螺杆式制冷机组（一用一备）为1~5 层裙房供冷。螺杆机单台额定制冷量为1218 kW，额定功率为252 kW，风冷热泵机组单机额定制冷量为607 kW，额定功率为234 kW，风冷热泵单机额定制热量为490 kW，额定制热功率158 kW，详细参数见表2。冬季则采用8 台风冷热泵机组进行制热，以满足整栋大楼供暖需求。
本次改造将冷源更换为4 台模块化磁悬浮离心冷水机组，实测机组运行平均COP 可达5 以上，部分负荷效率更高达8.9，大大提高了系统供冷效率。可提供50~600 kW多种规格冷、热模块，满载噪音低，机组IPLV 高达9.0。另外机组特别适合超高层应用，由于外形尺寸空间占地面积小，安装运输方便，因此更加适合老旧项目改造。改造前后冷源机组参数对比见表2。
表2 冷源设备改造对照表
原有空调冬季采暖使用风冷热泵，热泵同样由于运行17 年效率衰减极大，以及冬季受室外环境温度影响大等原因，原有机组冬季运行COP 约2.0 左右。热泵技术虽然节能，但是由于后期维护或气候变化等原因效率衰减很快，在冬季使用锅炉供热仍然是较经济合理选择。在考虑环保前提下，本次改造空调热源采用2 台燃气热水锅炉作为热源，可以与生活热水锅炉互联，供热能力3000 kW。在建模输入锅炉参量时，考虑到燃煤锅炉的效率比燃气锅炉的要低得多，并且现有锅炉老化效率下降，燃气锅炉的额定效率被假定为0.57 与热输入比1.755。
在建模模拟时，由于eQUEST 中没有具体对照的设备型号，应在设置系统冷热源改成冷水机组加燃气锅炉后，主要对空调系统冷水机组、燃气锅炉的能效比等特性针对改造设备进行模型的微调。同时设置了原方案的默认软件输入值作为模拟对照组1，以及改造后选用的冷水机组默认输入值作为模拟对照组2，验证改造方案优势。具体模拟结果见表3 和图4。
3.结束语，
综上所述，节能降耗己成为酒店降低成本、提高效益,增加利润的一项措施。然而进一步提高空调系统节能效果,是当前建筑节能领域急需解决的问题之一。文章通过大型酒店节能改造，在保持同样功效的工况下能够提高能源利用效率，降低运行成本，节能减排效益显著。
参考文献
【1】麦粤帮, 潘城岿. 珠三角某酒店空调系统改造节能效果测评[C]/ 2012既有建筑绿色化改造关键技术研究与示范项目交流会. 2012.
【2】邹海富, 单华利. 某酒店空调节能改造[J]. 建筑节能, 2010, 38(2):32-33.
论文作者:黄立雄
论文发表刊物:《防护工程》2017年第31期
论文发表时间:2018/3/13
标签：机组论文; 酒店论文; 空调系统论文; 节能论文; 热泵论文; 设备论文; 模型论文; 《防护工程》2017年第31期论文;