上海龍盛國際商業廣場酒店空調系統設計

徐智峰

（上海中房建筑設計有限公司，上海200011）

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上海龍盛國際商業廣場酒店空調系統設計

徐智峰

（上海中房建筑設計有限公司，上海200011）

摘要：簡要介紹了酒店空調系統的冷熱源、水系統、風系統設計。著重介紹酒店空調系統冷水機組的選型、采用的自控系統及節能措施。

關鍵詞：酒店； 冷熱源； 自控系統； 新風比； 熱回收； 冷卻塔供冷

0　引言

上海龍盛國際商業廣場位于上海市閔行區都市路、京都路，總建筑面積約為15萬m2，主要包含1棟五星級酒店（以下簡稱“酒店”）和2棟酒店式公寓（其裙房為購物休閑用商業場所），建筑效果圖如圖1所示。

酒店建筑面積約為2.5萬m2，地上20層，建筑高度為99m，酒店裙房部分（1~5層）的主要功能為酒店大堂、餐飲、會議、室內游泳池、健身、spa等酒店輔助區域，塔樓6~19層為客房區，20層為酒店后勤辦公活動場所，5層與6層之間設有夾層，用于設備管線轉換。本文著重介紹酒店的空調系統設計，其他區域在此不再贅述。

1　主要設計參數

1.1室外設計參數參照上海地區的室外氣象資料。

1.2室內設計參數見表1。

表1　室內設計參數

2　空調冷熱源及水系統

經詳細計算，酒店的空調冷負荷為2969kW，空調熱負荷為1754kW，給排水專業生活熱水所需熱量為1800kW，考慮五星級酒店、裙房商業空調系統的運行特點，并結合酒店、商業運營管理團隊和業主的建議，酒店與商業的空調系統分別獨立設置。

通過對酒店空調系統冷負荷的分布區間進行統計，如下圖2，冷負荷在0~1576kW之間約占總運行時間的84.4%（其中630~1576kW之間約占47.6%），冷負荷大于1576kW僅占15.6%。

由于離心式壓縮機結構簡單、工作可靠、高能效比及外形尺寸較小等特點，酒店優先選用離心冷水機組。經對各離心冷水機組廠家樣本進行統計，通常隨著負荷率的變化，冷水機組的能耗都會發生變化，其COP也相應變化。當負荷率在90%～40%時，每產生1kW冷量的耗電比額定負荷時少；而負荷率在10%～40%時，每產生1kW冷量的耗電均比額定負荷時多，且負荷率越低越耗電，因此，負荷率不應低于40%。當負荷率在60%時，每產生1kW冷量的耗電最少，此時冷水機組COP最高。結合酒店空調的負荷頻率及離心冷水機組的能耗特性，選用水冷離心式冷水機組（1臺，單臺制冷量450RT）和水冷螺桿冷水機組（2臺，單臺制冷量均為200RT）的組合作為空調系統冷源，并選用相應容量的方形橫流冷卻塔（3臺）置于酒店塔樓屋頂。在滿足空調系統總容量的情況下，保證了各冷水機組能長時間處于高效率下運轉，同時在絕大部分時間內可以滿足機組間的互為備用。

空調冷水供回水溫度為7/12℃，冷卻水進出水溫度為37/32℃。圖3為酒店空調制冷系統流程圖。選用燃氣熱水鍋爐（3臺，單臺制熱量均為1200kW）作為空調系統和生活熱水系統的熱源，熱水鍋爐一次供回水水溫為95/70℃，一路直接供給生活熱水系統，另一路經板式換熱器（3臺，單臺換熱量為700kW）換熱后提供空調熱水，供回水溫度為55/45℃。

酒店空調系統的冷熱源設于地下一層的制冷機房和鍋爐房內，空調水系統服務區域為地下二層到地上二十層，豎向高度約100m，系統靜水壓力約1.0MPa，故豎向未分區。空調水系統采用一次泵變流量系統，夏季及過渡季節冷水機組、水泵供冷工況控制說明：

（1）冷水機組監測及臺數控制1）根據實測的供回水溫差及冷水流量計算出當前冷負荷，結合各冷水機組的特性，當計算冷負荷不大于210RT時，運行1臺螺桿機；當計算冷負荷位于180~450RT時，運行1臺離心冷水機機；當計算冷負荷位于420~650RT時，運行1臺離心冷水機機及1臺螺桿機；當計算冷負荷大于620RT時，3臺冷水機組同時開啟。各計算冷負荷間有一段交叉范圍，每次增減運行臺數指令之間須經過一定的等待時間，以避免冷水機組的頻繁啟停；

2）部分負荷時，運行螺桿式冷水機組進行調節；

3）對螺桿式冷水機組，優先啟動累計運行時間短的，優先停止累計運行時間長的。

（2）水泵運行臺數及頻率控制

1）空調冷水泵、冷卻水泵與冷水機組一一對應，根據冷水機組運行臺數控制運行其對應的水泵；

2）結合圖2的空調負荷頻率分布圖，空調系統長時間處于部分負荷運行，為提高水泵運行效率，節約用電量。空調冷水泵、冷卻水泵設手動變頻器，在水系統調試時按達到相應的設計流量為前提確定低頻、中頻、工頻三擋。僅離心冷水機組或一臺螺桿冷水機組開時對應的水泵為低頻率；離心冷水機組和一臺螺桿冷水機組同時開時中頻率；三臺冷水機組同時開時各水泵工頻運行，BA系統根據水泵運行臺數自動控制水泵運行設定的頻率。

（3）一次泵定差壓控制

根據冷源一次側分水器和集水器之間設定壓差控制壓差控制旁通閥的開度，調節旁通水量，維持供水分水器和回水集水器之間的壓差恒定。

（4）冷水機組與空調冷水泵、冷卻水泵、冷卻水塔實施聯鎖控制。具體可參見文獻[1]。

（5）根據冷水機組冷卻水溫低限，控制冷卻水旁通水閥開度。冬季若冷卻塔運行使用電加熱器防凍。

（6）空調水泵自動輪流工作控制

1）優先啟動累計運行時間短的水泵，優先停止累計運行時間長的水泵。

2）在BA系統監測到水泵故障信號后，自動將相應備用泵投入運行。

空調冷水系統采用放置在屋頂高位膨脹水箱進行定壓、膨脹、補水；熱水系統的定壓采用補水泵和氣壓罐。酒店各功能區域采用垂直異程式、水平同程式四管制系統，各樓層空調回水接入管井立管的干管上設有動態平衡閥。

3　空調風系統

（1）大空間區域如酒店大堂、餐廳采用一次回風全空氣系統；

（2）包廂、辦公、客房等采用四管制風機盤管加新風系統，空調箱均配置中效過濾器；

（3）賓館室內游泳池采用的除濕空調機組可以在夏季進行空調、冬季供暖；機組具備抽濕功能，保持室內游泳池合適的濕度，機組外接酒店冷熱源系統。

4　空調系統節能措施

（1）結合文獻[2]，對采用一次回風全空氣空調系統，通過新風與室內焓值的比較，調節空調箱回風口及新風口閥門開度來實現變新風量運行。新風閥設有最小開度。可保證空調區內空氣的品質，大量節省空氣處理所消耗的能量。同時為確保風量平衡，在該區域設置一臺變頻排風機。

1）如果室外焓值大于室內且控制系統處于供熱工況，根據溫度PID計算，輸出控制新風閥開度（回風閥相應反之動作）。當新風閥開滿后，逐步加大熱水閥開度；

2）如果室外焓值小于室內且控制系統處于供熱工況，新風閥最小開度。溫度控制回路控制熱水閥；

3）如果室外焓值小于室內且控制系統處于供冷工況，根據溫度PID計算，輸出控制新風閥開度（回風閥相應反之動作）。當新風閥開滿后，逐步加大冷水閥開度；

4）如果室外焓值大于室內且控制系統處于制冷工況，新風閥最小開度。溫度控制回路控制冷水閥；

（2）客房區采用垂直新風輸送系統，根據東西方向平面分為兩個區，兩個區各設一臺排風熱回收型新風處理機組，機組設于屋頂空調機房內。經處理后的新風沿豎井集中送向每層，再由每層的水平支管送入各客房，客房的衛生間設有連接豎向井道內的排風管排風口，各排風管在19樓通過水平管道分兩個區匯合進入熱回收型新風處理機組，對新風進行預處理后排出室外。

（3）由于酒店存在大面積內區空調區域，且在冬季有穩定的內部發熱量，故此區域需要進行局部供冷。酒店采用四管制空調水系統，結合文獻[2]可采用冷卻塔提供冷水。按文獻[3]推薦的設計方法，根據酒店所在地（上海地區）的室外空氣濕球溫度年度頻率統計表[4]：空氣濕球溫度≤7℃的時間為2379h，空氣濕球溫度≤6℃的時間為2080h；結合酒店實際運營管理，在室外濕球溫度5℃以下時，關閉制冷機，利用1臺原制冷系統中與200RT水冷螺桿機組對應的橫流塔作為冷源，設計循環水量為160t/h，在制冷機房增設一臺換熱量為440kW的板式換熱器為空調系統提供冷水，設計冷卻水供、回水溫度為9/11.7℃；空調冷水供、回水溫度為10/15℃。冷卻水泵、冷水泵分別利用夏季工況200RT水冷螺桿機組水泵。

由于酒店建筑全年都存在大量的生活熱水需求，方案階段本專業設置了一臺熱回收型螺桿式冷水機組，在夏季及過渡季節回收空調廢熱，為生活熱水提供初始加熱熱源，大量節約加熱熱水費用，后期由于甲方從初投資方面考慮取消了該系統，在以后的設計中，力爭將此節能措施運用到項目中。

5　結語

上海龍盛國際商業廣場酒店目前已完成土建施工，下一步將進入機電安裝階段，設計方應與甲方、施工方、運營方密切配合，在保證空調系統順利安裝的同事，將各節能設計理念落到實處。

參考文獻：

[1]陸耀慶.實用供熱空調設計手冊[M].2版.北京：中國建筑工業出版社，2008.

[2]中國建筑科學研究院，中國建筑業協會建筑節能專業委員會. GB5089-2005，公共建筑節能設計標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2005.

[3]王翔.冷卻塔供冷系統設計方法[J].暖通空調，2009，39（7）：99~104.

[4]陳沛霖，岳曉芳.空調與制冷技術手冊[M].2版.上海：同濟大學出版社，1999.

修回日期：2016-04-18

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.02.021

中圖分類號：TU831

文獻標識碼：B

文章編號：2095-3429（2016）02-0091-04

作者簡介：徐智峰（1983-），男，江蘇高郵人，學士，工程師，從事暖通設計工作。

收稿日期：2016-03-07

Air Conditioning System Design for the Hotel of Shanghai Longsheng International Commercial Plaza

XU Zhi-feng
（Shanghai ZF Architectural Design Co.，Ltd，Shanghai 200011，China）

Abstract：This paper briefly introduces the design of cold and heat sources，water system，air system of hotel air conditioning system.emphasizes the automatic control system and energy conservation measures for the air conditioning system.

Key words：hotel； cold and heat source； automatic control system； fresh air ratio； heat recycle；cooling by cooling tower