中山某酒店中央空调及热水系统设计分析（建筑）

                                 蒋辉华

                         深圳达实智能股份有限公司

摘要：针对中山某酒店中央空调及热水系统的设计，为充分利用冷热源的使用效率，采用带余热回收的制冷机组进行冷源供应，带全热回收的空气源热泵机组进行热水制备及冬季采暖，实现中央空调系统制冷、采暖及热水的联合供应，节约设备的运行能耗。

关键词：中央空调热水系统热回收节能技术

1  项目概况

    中山某酒店坐落于中山阜沙镇，占地30亩，酒店建筑面积56000m²，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。

2  设计参数及负荷情况

    空调室外计算参数依据广东中山地区气象参数，如表1所示；室内设计参数参照表2。

    通过逐时冷热负荷的计算，空调总冷负荷为4303 kW，客房的总热负荷为508 kW。

    客房最高日用生活热水定额为150 U(人·天)，桑拿最高日用生活热水定额为85 U(人·天)，餐饮最高日用生活热水定额为15L/(人·天)。经计算，该项目卫生热水量需求为154 m³/天。

3  项目设计方案

3.1项目特点

    该项目为新建项目，结合建筑图纸及通过对现场的勘察，就项目的总体特点如下：

    1)使用功能具有多样性，在设计时充分考虑不同功能在不同时间段、季节的使用情况，在满足每一功能区域的需求情况下，使设备达到高效运行；

    2)地下室制冷机房位置狭窄，运输通道不畅，对于设备的选择需充分考虑其搬运与安装的不利因素。

3.2冷热源方案比较分析

    针对该项目在冷热源方案选择主要有以下三种方案：方案一是直燃型溴化锂空调机组（制冷+采暖）+空气源热泵（热水）；方案二是空气源热泵空调（制冷+采暖）+空气源热泵（热水）；方案三是余热回收型水冷冷水空调机组（制冷）+全热回收型空气源热泵（采暖+热水）。

3.2.1初投资及运行费用分析

    空调系统运行费用根据系统夏季运行245天，过渡季节运行45天，冬季运行75天。生活热水均采用空气源热泵机组提供，夏季制冷时若采用余热回收型机组可通过余热回收，免费制取卫生热水。燃气按照3.5元/m³，电费按照1元/kWh计，其比较如表3所示。

    按照1 m³卫生热水，温升40℃的运行费用与其它形式的比较，如表4所示。

3.2.2优缺点比较分析

  各个方案的优缺点如表5所示。

  通过对冷热源方案的比较，经回收期计算即方案3与方案1、方案2的比较，方案3与方案1对比：回收期=(1602-148 0)/(220.6-210.8)=9.8年，即采用方案1所增加的初投资回收期需要9.8年；方案3与方案2对比：回收期=(1480-118 7)/(273.6-210.8)=4.67年，即采用方案3所增加的初投资回收期需要4.67年。

    因此，通过初投资、运行费用及回收期的比较，确定采用余热回收型水冷冷水空调机组与全热回收型空气源热泵热水系统组合的方式。

4  中央空调及卫生热水系统设计

  考虑到酒店在使用时的入住情况，取同时使用系数0.85，则空调的冷负荷为3657 kW，客房的总热负荷为432 kW。图1为中央空调及卫生热水系统系统图。

1)制冷机组选型设计

    夏季高峰期末端负荷的需求：1040 RT；过渡季节系统部分负荷时的高效运行：300～700 RT;在制冷季节，卫生热水的需求：40～90 m³/d。

  2)采暖（热水）机组选型设计

  冬季采暖末端负荷的需求432 kW(122.8 RT)；单独卫生热水的需求：154m³/天；过渡期KTV等局部特殊区域制冷需求约220 kW(62.6 RT)。

    全热回收型三用空气源热泵机组可实现五种运行模式分别为：制冷模式、制冷+生活热水模式、生活热水模式、制热模式、制热+生活热水模式。

    3)其它

    冷冻水泵、冷却水泵均为两用一备；冷冻水系统兼做冬季采暖管道，采暖水泵为两用一备；连接全热回收型空气源热泵机组与保温水箱的热水循环水泵为两用一备，其中由保温水箱供至各使用末端的恒压给水系统中的给水泵由给排水专业负责。

    4)空调风系统设计

    酒店公共部分如大堂、宴会厅及影院等采用全空气系统，客房及办公部分采用风机盘管加新风系统，风机盘管安装在吊顶内，新风机分层进行设置，采用顶送顶回的送回风方式，末端按房间及各区域就近控制，也可集中控制，以便于管理，新风机组引进室外新风保证人均新风量，保持室内的空气满足需求。

5  节能设计

    1)方案设计：在确保制冷、采暖及生活热水稳定供应的前提下，选用空调与生活热水模式下相应高效的冷、热回收设备，保证了供能的可靠性和运行管理的经济性，同时降低投资成本。余热回收水冷冷水机组的选用可有效地利用其余热回收技术，可避免夏季开启热泵机组进行供热。选用的全热回收型三用空气源热泵机组可实现五种运行模式，满足不同需求的同时，其综合能效比高达8.32，与标准型模块式风冷热泵机组+生活热水锅炉相比，节能60%。

    2)系统冷热源控制设计：系统冷热源采用基于计算机控制技术、模糊控制技术、智能调速技术和专家控制系统的节能控制系统，对余热回收型水冷冷水空调机组、全热回收型空气源热泵热水系统机组设备进行监测，对相关的水泵进行变流量控制，实现了中央空调冷热源系统在运行中的高效节能和安全舒适，通过系统的运行实时数据监测（如图2、图3所示），其综合节电率达32.23%，累计节电量133.8 kWh，累计节电费用133.8万元（电费按1元／kWh）。

6  结束语

    热回收型水冷冷水机组与全热回收型空气源热泵机组在酒店的联合应用，实现了一机多用，除了满足建筑夏天制冷、冬天采暖需求外，还能进行全天候供应热水，具有设备能源利用率高的特点，通过实际的运行数据跟踪，证明其取得了比较好的节能效果。因此，在类似酒店项目中具有广泛的推广意义。