国际五星级酒店大温差小流量空调水系统方案研究

国际五星级酒店大温差小流量空调水系统方案研究

【摘要】星级酒店空调水系统方案设计时，中央空调制冷主机冷冻水供、回水温度差通常为5℃，随着中央空调制冷主机效率的提高，8℃温度差的大温差小流量空调水系统方案应用越来越多。本文介绍了大温差小流量空调水系统方案特点及应用条件，通过与常温差空调水系统方案对比分析，得出大温差小流量空调水系统在本酒店空调系统中可以减少系统总能耗及材料设备初投资，并结合工程实例说明该方案的应用效果。为星级酒店及其他类似建筑空调水系统设计提供工程设计参考。

【关键词】酒店；中央空调；水系统；节能；运行

0 前言

国际品牌五星级酒店装修豪华、功能及设施齐全，投资与运行能耗高，其中中央空调系统能耗占到总能耗的50%左右。一般而言，完整的中央空调系统由三大部分组成，即空调冷热源、供热与供冷管网、以及空调末端用户系统。空调水系统是指空调冷冻水、冷却水系统，是空调管路系统中的重要组成部分[1]。酒店空调系统中冷冻水泵、冷却水泵、采暖热水泵耗电量占空调总耗电量的比例为：冷冻水水泵占5.9%，冷却水水泵占2.7%，采暖泵占4.9%，可见水泵电耗在空调电耗中占很大比例，节能潜力也很大。实际工程设计时，重视空调水系统节能[2]，并贯穿于设计、施工和运行全过程，具有十分积极的意义。

1 国际五星级酒店工程及空调系统介绍

本国际五星级酒店位于广东珠江三角洲地区，占地面积49148.85平方米，建筑面积175255.97平方米，建筑总高度99.8米。其中，负2～负1层为酒店地下室，主要功能为各类设备房，停车区及酒店后勤区；1～5层为酒店裙楼，主要功能为酒店大堂、宴会、餐饮、酒吧、会议及康体娱乐等；6～27层为酒店塔楼，主要为客房区及行政休闲廊。

本酒店空调按舒适性空调设计，夏季降温、冬季采暖，采用五星级酒店设计标准。通过对酒店全年负荷进行分析，综合酒店实际设计条件，主机选用离心式冷水机组加全热回收螺杆式机组的方案，包括2台1000RT、2台600RT的离心式冷水机组，以及2台856kW的全热回收螺杆式机组。

2 大温差小流量空调水系统优点分析

大温差小流量空调水系统是一个减少空调系统投资，降低能耗的先进概念。大温差的目的是优化空调系统各设备间的能耗配比，在保证舒适度的前提下减少冷量输配的能耗，以及减少冷却塔和空调末端的能耗，同时降低系统初投资。

2.1 对比系统满负荷运行能耗，温差增大，流量减小，制冷机能耗虽上升，

但冷却水、冷冻水泵及冷却塔能耗降低，总体能耗降低。与常温差系统比较，大温差小流量系统可节约5%～10%的水系统运行能耗。

2.2 大温差小流量空调水系统，可选择型号较小的冷却水泵、冷冻水泵，配备较小尺寸的管道、阀门、保温材料等，以及减少冷却塔的数量。从而减少材料、设备采购费用、工程安装费用、后期材料设备更换、维修费用，使得空调水系统初投资及运行维护费用降低。

2.3 大温差小流量空调水系统由于水泵、管道、冷却塔等设备型号相对常温差系统小，所占用的安装空间相应减少，节省了建筑空间，提高了建筑使用率。

3 大温差小流量空调水系统缺点分析

大温差小流量空调水系统意在水泵、冷却塔的能耗得以降低，从而达到系统运行节能的目的。但同时也让冷水机组承受相对严苛的工况，才能实现。因此，并非所有冷水机组都适用于大温差小流量系统。

3.1 一般来说，对于相同制冷量的水冷离心式冷水机组，采用大温差的机组的COP值小于采用常温差的机组。冷却水系统中离心式冷水机组的冷凝器阻力、蒸发器阻力，对于相同制冷量的冷水机组，大温差的阻力较常温差的的阻力大，尽管此差值在冷却水系统阻力中所占比例很小。

3.2 大温差小流量空调水系统适合于供冷半径较大的大型建筑，才能有效地减少冷水输配系统的能耗。对于空调末端，大温差形成的低流量会降低表冷器的换热系数，大温差小流量水系统对末端性能要求更严格。并且大温差小流量系统极易出现水力失调状况，造成系统运行效果差、能源浪费、局部冷热不均等问题[3]。

3.3 在机组部分负荷率时，采用大温差的冷水机组相对于采用常规温差的冷水机组将消耗更多的电能。大温差离心式冷水机组在部分负荷运行时的耗电量与相同制冷量的常规温差机组耗电量的比值比满负荷工况时大，这导致其在部分负荷运行时不够经济，同时在确定能否采用大温差方式时，离心式冷水机组的性能是最重要的因素。

4 空调水系统方案对比选择

本酒店中央空调主机选用2台1000RT、2台600RT离心式冷水机组，和2台856kW全热回收螺杆式机组。根据机组在大温差（13℃进水，5℃出水）和常温差（12℃进水，7℃出水）两种不同工况下性能对比可知，大温差工况与常温差工况相比，制冷机组能耗增加12～24kW，约占空调总能耗的4%～8%，而冷冻水泵与冷却水泵能耗减少34.5～46.5kW，约占空调总能耗的11.5%～15.5，大温差小流量系统能够降低空调水系统总能耗约7.5%。并且，本工程冷水输送距离远，最远距离达到500米，大温差小流量系统可以选用较小水泵、管道，初投资节省约25%～35%。因此，本酒店中央空调水系统选用13℃进水/5℃出水的8℃

大温差小流量系统，并且在实际应用中也取得很好的效果。

5 结论

大温差小流量系统方案可以有效地优化系统，达到运行节能的效果，但该系统并不只是着眼于系统中的某一设备，而是作通盘的分析，追求系统总效率的提升和初投资的降低。在实际工程设计时应注意在外部环境和内部功能相结合条件下的空调系统特点，综合考虑初投资规模。中央空调水系统是否采用大温差小流量系统方案，需要结合具体工程的实际情况、空调负荷特征、年运行时间、初投资及回收期等方面进行综合评估，合理选用。

【参考文献】

[1]马最良，倪龙，唐青松.空调水系统的节能要点[J].中国建设信息供热制冷，2008（10）：12-15.

[2]张帆，郏京武，张皓，顾炯，张芸芸.上海某商厦水系统节能优化[J].建设科技，2009（19）：68-69.

[3]张建利，朱焕茹.大温差变流量暖通空调水系统水力平衡调试技术[J].暖通空调，2011（12）：62-65.