西安某酒店空調系統設

王 雷

北京中環世紀工程設計有限責任公司

西安某酒店空調系統設

王 雷

北京中環世紀工程設計有限責任公司

本文介紹了西安某酒店空調系統設計，主要闡述了空調冷熱源系統、4管制水系統、主要區域空調風系統的設計，并總結了此空調設計中對節能、環保措施的具體運用，包括空調冷熱負荷計算、冬季內區空調用冷、制冷機組選用、排風熱回收系統、噪音控制等方面。

空調系統 冷熱源 變流量 四管制 排風熱回收

1 項目概況

本項目地塊位于西安市曲江新區，項目總占地面積4.4萬m2，包括辦公樓和酒店兩部分，其中酒店總建筑面積約8.6萬m2，酒店部分地上建筑面積約5.7萬m2，酒店部分地下建筑面積約2.9萬m2。酒店部分為22層塔樓，建筑高度90.7m；地下共3層，地上裙房共3層，4～22層為客房。酒店共有客房384間，其中標準間333間，套房51間。設有2個設備夾層分別位于裙房3層與塔樓之間、塔樓頂層。冷、熱源機房位于地下二層，鍋爐房單建在地下一層貼臨酒店主體。

本酒店按5星級標準設計建設，建成后由凱賓斯基酒店管理集團（Kempinski）運行管理，根據管理集團提供的機電設計和建設標準要求，作者所在單位完善了酒店施工圖的暖通空調設計。

2 空調設計方案

2.1 主要房間室內設計參數

表1為主要房間室內設計參數[1]。

表1 主要房間室內設計參數

2.2 冷熱源

2.2.1 集中冷源

酒店夏季空調冷負荷為11435kW，采用電制冷冷水機組作為酒店集中冷源。制冷機房設于地下二層，設置3臺3516kW（1000RT）離心式冷水機組及1臺1055kW（300RT）螺桿式冷水機組，滿足部分負荷及極低負荷時的運行需要。冷水機組的冷凍水供/回水溫度設計為 7/12℃，冷卻水供 /回水溫度設計為32/37℃。

冷卻塔采用開式橫流冷卻塔，設計3大1小共4組與離心式和螺桿式冷水機組相匹配，位于宴會廳前廳的屋頂。冷卻水供回水溫度為32/37℃。

在冬季利用冷卻塔將作為“免費冷源”，與低溫新風（加熱至12℃）共擔內區冷負荷。當室外濕球溫度低于5℃時啟動系統。

圖1為冷源系統原理圖。

圖1 冷源系統原理圖

2.2.2 集中熱源

冬季供暖熱負荷計算為11600kW。空調熱源由市政熱力管網提供，供回水溫度為100℃/70℃。設置水-水板式換熱器為不同供暖系統提供換熱（3臺板換供空調系統、2臺板換供地板輻射供暖系統），空調熱水系統供回水溫度為60/50℃，地板輻射采暖系統供回水溫度為45/35℃。

過渡季供暖熱負荷為6860kW，設置2臺3.5MW熱水鍋爐以滿足過渡季供暖、生活熱水及泳池熱水供熱需要。鍋爐供回水溫度為95/70℃。鍋爐出水與市政熱力合用換熱器以滿足過渡季供暖及生活熱水供熱需要。

本項目設置2臺2t/h的燃氣、燃油兩用蒸汽鍋爐為洗衣房、廚房等蒸汽用戶供給蒸汽。

2.3 空調水系統

根據要求，酒店的空調水系統全部采用4管制系統。按使用功能，酒店客房區與裙房的水系統分開設置。客房風機盤管水系統豎直同程式布置，裙房水系統則采用異程式系統。因冷水機組蒸發器側的工作壓力為1.6MPa，因此酒店的空調水系統可為一個區[2]。

1）空調冷凍水系統：冷凍水系統采用二次泵變流量系統，包括6臺一次冷凍水定頻循環泵，配合離心機組3用1備及螺桿機組1用1備；6臺二次變頻循環泵，配合離心機組3用1備及螺桿機組1用1備，根據末端負荷的變化調節水泵的轉速。冷機通過監測負荷變化或供回水溫度控制加減機，系統內的冷卻水泵和冷卻塔與冷機對應啟停。一次定頻水泵、二次變頻水泵均設置在制冷機房內。圖2和圖3分別為酒店裙房和酒店客房塔樓空調水系統原理圖。

圖2 酒店裙房空調水系統原理圖

圖3 酒店客房塔樓空調水系統原理圖

2）空調冷卻水系統：空調冷卻水系統采用定流量系統，設置6臺循環水泵，配合離心機組3用1備及螺桿機組1用1備。根據冷卻塔回水溫度調節冷卻塔風機轉速。

3）空調供暖水系統：空調供暖水系統采用一次泵變流量系統[2]，供回水溫度60/50℃，供給風機盤管、新風機組、空調機組、熱回收機組等空調末端。在市政供暖季，空調供暖水由市政熱力換熱機房供給，系統內設有3臺水-水板換熱器及4臺供暖循環水泵（3用1備）。在過渡季，空調供暖水由鍋爐熱水經換熱后供給，系統內設有3臺供暖循環水泵（2用1備），板式換熱器與市政熱力合用。地板輻射供暖水系統采用一次泵變流量系統，供回水溫度50/40℃，供給入口大堂、泳池休息區、洗浴中心等區域的地暖系統。在市政供暖季，地板輻射供暖水由市政熱力換熱機房供給，設有2臺水-水板換熱器及3臺供暖循環水泵（2用1備，變頻）。在過渡季，地板輻射供暖水由鍋爐熱水經換熱后供給，板式換熱器與市政熱力合用。

2.4 空調風系統

根據酒店不同區域的負荷及運營特點，酒店主要功能房間采用如下的暖通空調風系統及末端形式：

1）客房區

客房區供暖4管制風機盤管加集中新風系統，新風設置全熱回收組合式空氣處理機組，利用客房衛生間集中收集的排風余熱回收，對新風進行熱交換，以降低室外新風的溫濕度[3]。

客房新風系統分為4個系統，即為4～13層低區西、4～13層低區東、14～22層高區西、14～22層高區東。其中低區的西、東2組全熱回收組合式空氣處理機組設置在3層設備夾層內的空調機房內；高區西、東2臺全熱熱回收組合式空氣處理機組設置在屋頂設備層的空調機房內。

上述新風處理機另設電動旁通新風閥，在室外新風溫度下降（或冬季溫度上升）到熱回收裝置無節能作用時，由酒店自控系統（BAS）控制關閉熱回收裝置的新風電動閥，開啟新風處理機上的電動旁通新風閥，直接從室外取風，以省去熱回收裝置的能耗。

2）酒店公共部分的用餐區及會議區

大空間餐區（包括地下一層普拉那餐廳、地下一層西餐廳、一層全日餐廳、二層中餐廳等）、一層至三層宴會廳/多功能廳采用全空氣系統，根據功能分區劃分，每區設一臺組合式空調機組（共7臺機組），機組分別設置在餐廳本層及宴會廳屋面上的空調排風機房[1]；風機變頻控制，機組及管道設計為過渡季可全新風運行。且餐廳排風引至后廚作排油煙補風用。

會議室采用4管制風機盤管加集中新風系統，集中新風機組設變頻控制。每個會議室新風支管設電動風量調節閥。新風機組設置在三層設備夾層空調機房內。

3）地下一層康樂中心

游泳池采用全空氣除濕熱泵系統，泳池周邊的休息區設熱水型地板輻射供暖系統。

美容、桑拿、洗浴區、棋牌室等獨立房間采用4管制風機盤管加集中新風系統。洗浴區設置熱水型地板輻射供暖系統。

健身房采用全空氣系統，機組及管道設計為過渡季可全新風運行。

更衣室采用帶熱回收的機械通風系統，補風進行預冷及預熱。

3 本項目的空調系統設計對節能、環保技術的運用

3.1 節能技術的運用

1）冷熱負荷計算。冷熱負荷是空調工程設計中最重要的基礎數據，酒店空調設計在初步設計階段，空調冷、熱負荷計算是用軟件Virtual Environment建立了酒店的三維計算模型，作為初設、施工圖階段空調系統的設備選型、管道尺寸的設計依據之一，使空調設計更符合實際節能運行的需要。

2）選用超高效冷水機組，機組的COP值符合《公共建筑節能設計標準》（GB50189-2005）要求，即≥5.1，并且所選用的離心冷機選用變頻冷機[3]。選用3臺離心式冷水機組及1臺螺桿式冷水機組，機組都配置了先進的微電腦前瞻式自動控制裝置，可承受每分鐘30%的流量變化速度。在運行上冷機的配置可以保證當其中任何1臺離心式機組發生故障時，其余3臺冷機仍能負擔約71%的最大冷負荷。

3）空調風系統中，多數運用排風熱回收技術。集中收集多處排風，進行排風熱回收，預熱、預冷新風[3]。比如：客房區衛生間集中排風熱回收裝置的新風系統，宴會廳等公共區域的全空氣系統等。

4）空調系統等設有自控裝置，利于節能：新風機組、組合式空調集中采用變頻控制，關聯CO2濃度或者客房監控系統，使客房區及裙房公共區在低使用率的時間短，減少新風輸送量，進而減少新風的處理能耗。

5）宴會廳、健身房等全空氣系統設計過渡季全新風條件，節省冷機能耗。

6）冬季利用冷卻水提供內區空調用冷。在冬季，冷卻塔將作為“免費冷源”，與低溫新風（加熱至12℃）共同承擔內區的冷負荷。當室外濕球溫度低于5℃時啟動系統。選用2臺不銹鋼板式換熱器，一次側（即冷卻塔部分）供/回水溫差根據室外氣候變化，取2～5℃，控制供水最高溫度不高于8.5℃；二次側/供回水溫度控制在10～15℃。直接用冷卻塔制出系統所需的冷凍水，節省冷機的能耗。

7）服務于人員密集區的空調系統設CO2探測器與新風系統聯動，根據室內實際人員情況輸送新風，在滿足室內空氣質量的同時節省新風處理能耗。

3.2 環保技術的運用

1）環保冷劑：選用的制冷機組均采用HFC-134a環保制冷劑，需具有低毒性、不可燃、臭氧層破壞潛值低的特點。

2）水泵、風機等設備采用低噪聲型，并做減震、隔聲處理。空調、通風管道設消聲器，滿足室內外環境對噪聲的要求。

3）冷卻塔設于裙房屋頂，采用超低噪音型。冷卻塔區域臨近5星級酒店客房和周邊高檔住宅，在設計中采用低噪音型塔，風機采用變頻控制以降低夜間低負荷時的運行噪音，從而降低對周邊居住環境的影響。

4 總結

本項目為5星級酒店，其功能復雜，技術要求高，暖通空調設計具有相當的難度。本次設計上也有一些遺憾：1）在空調加濕系統采用的濕膜加濕，并未利用蒸汽鍋爐產生的蒸汽加濕，主要因為蒸汽量不足、管線復雜所至；2）有些通風系統的進風、排風口部設置位置不太理想，例如地下二層柴油發電機房的進風、排風口通過窗井直接排至首層室外，消聲設施安裝有難度，如處理不當使用時可能產生噪聲污染。

作為新建5星級酒店，在滿足5星級酒店運行、管理所要求較高的設計參數的前提，節能、綠色環保、實用是此項目的設計標準。為此筆者所在設計院對此項目的空調系統進行了精心設計，在業主和相關單位的配合下對酒店的空調方案進行了反復討論，優化了冷源方案，根據建筑物內各房間功能、使用性質采用節能、環保效果理想的末端空調形式，并將多種有效的節能措施整合到項目中，以達到降低5星級酒店空調系統能耗的目的。

此項目2013年1月完成初步設計，2013年8月完成施工圖設計，目前處于施工階段。

[1] 中國建筑科學研究院.民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范(GB50736-2012)[S].北京:中國建筑工業出版社,2012

[2] 陸耀慶.實用供熱空調設計手冊(第二版)[M].北京:中國建筑工業出版社,2009

[3] 中國建筑標準設計研究院,建設部工程質量安全監督與行業發展司.全國民用建筑工程設計技術措施節能專篇-暖通空調動力-2007[M].北京:中國計劃出版社,2007

The Design of Air Conditioning System for a Hotel in Xi’an

WANG Lei
China-Union Design and Supervision Co.,Ltd.

The design of the central air-conditioning system for a hotel in Xi’an was presented,mainly on the heating/cooling sources,4-pipes water system,the duct system of the,the main area.Subsequently,specific applications of energy-saving and environmental protection measures were summarized,including heating/cooling load calculation, inner zone cooling in winter,model selection of refrigeration units,exhaust heat recovery system,noise control and so on.

cold and heat sources,variable volume,four-pipe mode,exhaust air heat recovery

1003-0344（2015）04-090-4

2014-5-18

王雷（1976～），女，本科，工程師；北京市朝陽區安翔里42號樓5門（100101）；E-mail:lei618@outlook.com