酒店空調系統方案設計及優化

陳雷娟 劉春花 仲 婷

1 工程設計特點

本建筑為北京市某五星級酒店，工程設計時采用了《采暖通風與空氣調節設計規范》的負荷計算方法對熱負荷、冷負荷進行計算，并根據《公共建筑節能設計標準》確定各個功能房間影響該建筑負荷的重要影響因素——人員密度、新風量、溫濕度以及各圍護結構等。并運用Dest軟件進行模擬以期達到節能舒適的效果。經過Dest模擬后證明該工程是節能的，室內環境也是舒適的。

2 設計參數及空調冷熱負荷

1)室外計算參數(參見北京地區氣象參數)。

2)各房間室內設計參數見表1。

表1 各房間室內設計參數

夏季空調最大冷負荷為2560 kW，冬季空調熱負荷為1730 kW。

3 模擬分析

本建筑總建筑面積30010 m2，地上面積23831 m2。一層為旅行社、財務室、美容美發、票務中心等;二層為豪華包廂、中餐廳;三層為棋牌室、演藝吧、KTV、桑拿;四層為會議室、宴會廳;五層由更衣、辦公室、健身房、臺球室、管理辦公室等部分組成;六層～十四層主要以酒店客房為主。

表2 建筑圍護結構參數

3.1 圍護結構參數

建筑圍護結構參數見表2。

3.2 熱特性分析

外窗的優化選擇。

如表3所示的是待選窗戶的熱工性能以及市場價格。

表3 窗戶熱工性能及市場價格表

對上述兩種方案進行全年逐時的負荷模擬計算。普通中空玻璃窗建筑全年累計冷負荷:120.35 kWh/m2、熱負荷:109.17 kWh/m2。高透低輻射玻璃窗建筑全年累計冷負荷:117.16 kWh/m2、熱負荷:92.98 kWh/m2。窗戶采用高透低輻射玻璃后，建筑的最大和累計冷熱負荷均有所減少。這樣可以減少冷熱源和空調設備的容量及其能耗。將模擬計算得到的絕大部分設備、材料的規格和數量，及其相應的能耗等信息傳輸到經濟分析模塊平臺，逐項計算暖通空調系統的初投資、運行費。最終統計結果見表4。

表4 兩種方案的初投資、運行費對比表

由表4可看出，在該建筑中采用高透低輻射窗戶方案的生命周期費用與采用普通中空相比，減少了16.75萬元，增加投資回收期為6.17年，綜合經濟性能較好，建議使用該種方案。

3.3 空調系統形式的比較分析

空調系統分為兩種方案:1)采用全空氣定風量系統;2)采用全空氣變風量系統。最終統計結果如表5，表6所示。

表5 兩種系統方案的不滿意小時數對比表 h

由表6可看出，在該建筑中采用方案2，生命周期費用低，增加投資回收期為3.83年，綜合經濟性能較好。并且結合兩種方案的滿意率對比，方案2的滿意率也較高，因此建議使用方案2。

表6 兩種系統方案的初投資、運行費對比表(一)

3.4 空氣處理方案分析

分別對定新風比運行方式(方案1)和可變新風比運行方式(方案2)進行空氣處理設備的模擬計算，比較其能耗情況，最終統計結果如表7，表8所示。

表7 兩種方案的冷熱量消耗對比表 kWh/m2

表8 兩種系統方案的初投資、運行費對比表(二)

由表8可看出，在該建筑中采用方案2，生命周期費用低，增加投資回收期為6.05年，綜合經濟性能較好。因此，建議使用方案2。

3.5 冷熱源及泵站分析

冷熱源的選型分為兩種方案:1)電動離心式冷水機組+城市市政熱水;2)直燃式溴化鋰吸收式冷熱水機組。分別對上述兩種方案進行冷熱源的逐時模擬計算，并直接計算輸出暖通空調系統的初投資和運行費，如表9所示。

表9 冷熱源方案的初投資、運行費對比表

由表9可看出，采用方案2，其投資的回收期較長，且生命周期費用較大。在該建筑中采用方案1，電動離心式冷水機組+城市市政熱水的冷熱源方案，其生命周期費用小，綜合經濟性能好，建議使用該種方案。

基于對上述各方面的模擬分析，我們在設計時采用高透低輻射窗戶，全空氣變風量變新風比的運行方式和電動離心式冷水凍機組+城市市政熱水的冷熱源方案，以達到建筑節能的效果。

4 結語

本研究采用Dest軟件，通過對建筑、空調系統全工況模擬計算，進行了經濟性分析，模擬分析了各個系統不同方案的系統能耗、初投資和運行費，給出了不同方案的對比，并確定了本設計的最優方案。為最終選擇節能的空調方案提供了量化的數據支持，為建筑節能設計提供了參考，說明了建筑熱環境模擬技術在工程設計中的應用價值。

［1］ 江 億.建筑環境系統模擬分析方法DEST［M］.北京:中國建筑工業出版社，2005.

［2］ GB 50189-2005，公共建筑節能設計標準［S］.

［3］ GB 50019-2003，采暖通風與空氣調節設計規范［S］.

［4］ 陸耀慶.實用供熱空調設計手冊［M］.第2版.北京:中國建筑工業出版社，2007.

［5］ 尉遲斌.實用制冷與空調工程手冊［M］.北京:機械工業出版社，2007.