某五星級酒店大溫差小流量中央空調冷水系統案例

摘要：隨著近些年人們環保節能意識的增加，對于空調節能的重視程度逐漸增加，空調水系統大溫差的設計也越來越普遍。通過大溫差小流量中央空調冷水系統的有效應用能夠大大降低運行成本，對于酒店的運營具有較好經濟效益。本文主要以某五星級酒店為例闡述大溫差小流量中央空調冷水系統的相應內容，希望能夠對類似酒店空調系統的應用提供一定參考和幫助。

關鍵詞：酒店;大溫差;小流量;中央空調冷水系統

1 引言

某五星級酒店總建筑面積44887平方米。整個建筑地下一層，地上六層。左側塔樓在地下一層設有設備轉換層，地上一至六層以客房為主，包括標準客房、行政套房、總統套房等，客 房數量約為300間。右側塔樓地上部分主要為酒店公共設施，設有餐飲、宴會、酒吧、會議、健身等功能房間。地下室設置停車庫、酒店設備用房及部分酒店公共設施。

2 中央空調系統方案設計

2.1 空調冷（熱）源設計

第一，本工程集中空調面積26536.75m²，根據逐項逐時冷負荷計算，夏季空調設計日系統峰值冷負荷為4100Kw（1166RT），生活熱水最大小時用量為 1700KW。設計選用四臺螺桿式水冷冷水機組，制冷機組R-1、2帶全熱回收熱泵功能，單臺裝機容量為945KW，單臺熱回收量為1100KW;另兩臺 單制冷主機R-3、4的單臺裝機容量為1230KW，總裝機容量為4350KW。機組冷水進、出水溫度為13℃/7℃，冷媒為R134a。為防止低負荷時主機工作狀況差，頻繁啟停， 本工程設計了兩個20m3的蓄冷罐。

第二，本工程所有客人活動區 在冬季都將供熱。空調供熱面積24978.5m²，計算供熱負荷2000KW，生活熱水最大小時用量為1700KW。選用3臺真空熱水鍋爐，單臺制熱量為1.4MW。

2.2 空調水系統設計

第一，冷（熱）水系統。

針對酒店不同功能區的具體情況，將冷凍水設定為二級泵系統，通過能源側一級泵定流量以及用戶側二級泵變流量進行控制。為了確保水力平衡的有效性，需要在用戶水管上設置相應的平衡閥，同時也要設置能量計用于分戶計量。按照功能區的差異，可以將系統設置為集中形式，包括：常年供冷、夏冷冬暖以及供冷、暖等。例如餐廳的大廳以及包房、會議室以及宴會大廳等要提供常年供冷，而酒店客房對于舒適性要求較高，所以要采用四管制系統。

空調水系統采取的都是開式膨脹水箱實施定壓補水，而空調冷熱水系統供回水采取的是雙管同程式系統。同時要在水系統回水管道上設置靜態流量平衡閥，以此來確保整個系統的阻力平衡性。

第二，冷卻水系統。所以冷卻塔數量和冷水機組的數量要相匹配。冷卻水要通過強磁水處理器、旁流綜合水處理器以及多介質過濾器實施必要的處理。

3 酒店大溫差小流量中央空調冷水系統方案分析

通過大溫差小流量的方式能夠降低空調系統的投入費用，可以大大降低能耗。通過大溫差能夠在確保舒適度的基礎上降低冷量輸配能耗，也可以降低冷卻塔以及末端空調箱能耗，并且可以減少系統的投入費用。

3.1 空調水系統冷量方案分析

對于空調冷水系統來說，冷水機組所提供的冷量和冷凍水的供、回水溫差以及流量直接相關，可以通過如下公式進行表示：

其中Cp表示比熱常數。從上式可知，為了獲取特定的冷量Q，那么可以通過兩種方式來進行，一方面可以通過增加水泵耗功而減少機組耗功的方式來提升流量M并且降低溫差△T，另一方面可以通過減少水泵耗功而增加機組耗功的方式來提升減少M并且增加溫差△T，但是這兩種方式的總耗能會有所差異。

3.2 大溫差小流量系統運行能耗情況分析

第一，冷水機組能耗情況分析。正常情況下冷水機組的蒸發溫度會隨著冷水出水溫度的下降而降低，一般情況下降低1℃蒸發溫度功耗會上升約3%左右。但是近些年隨著技術的快速提升，大型冷水機組能效不斷提升，這也造成了空調系統中冷水機組能耗占比逐漸下降，這對于大溫差水系統的應用是非常有利的。通過對不同工況下離心式冷水機組性能對比能夠得知，相對于常規溫差來說，大溫差情況下制冷機組耗功會增加12-45kW左右。

第二，水泵能耗情況分析。在冷水泵選擇過程中需要按照離心式冷水機組性能參數表來進行，將不同規格機組作為對象進行分析，設定離心式冷水機組外冷水管路阻力為220kPa，冷卻水管路的阻力為200kPa，利用對比分析能夠得知冷水泵的功耗會下降15-23kW左右。

第三，空調機組能耗情況分析。對于大溫差空調系統來說，絕大部分情況下不會進行空調機組設備的更換。另外，通過大溫差系統的有效應用能夠有效降低送風量。總的來說，在進行能耗分析時并不用考慮空調機組能耗變化情況。

第四，風機盤管能耗情況分析。對于大溫差空調系統來說，某些風機盤管需要更換為更大一檔的規格，此種方式不但增加了投入費用也會增加運行能耗。因此采用大溫差空調冷水系統時一定要進行詳細的計算。

第五，空調管路冷量損耗分析。隨著供水溫差的上升，空調水系統的管徑會有所降低，和空氣相接觸的面積會有所下降，對應的冷量損耗也會有所下降。

第六，項目運行功耗分析。該酒店大溫差小流量空調冷水系統采用的是2臺1000RT+2臺600RT離心機，將此種方案和常規溫差方案進行對于，在系統滿負荷運行時的年能耗（計算方式：12h/天×210天/年）對比情況如圖1所示。

從上圖中可知，隨著溫差上升，水流量會有所下降，制冷機組能耗有所上升，其他各部分能耗都有所下降，總體能耗也有所下降。總的來說，通過大溫差空調系統每年可以節省約7%左右的空調水系統運行費用。

3.3 大溫差小流量系統投資情況分析

第一，選擇相對較小的水泵、管路以及相關配件，能夠降低投入。大溫差小流量系統可以采用相對較小的水泵來降低費用投入。在非滿負荷狀態下小水泵能夠提升運行效率，具有更好的節能效果。另外，采用大溫差小流量的方式能夠降低管路直徑，同時也可以減小與之配套的管路配件規格，在確保滿足冷量需求的基礎上能夠節約管路材料的投入。從相應參考資料中可知，在10RT—1800RT范圍內不同冷量下大溫差系統能夠降低約30%管路費用。

第二，減少冷卻塔數量能夠降低初期投入。采用大溫差小流量空調系統，會增加冷卻水和空氣的換熱溫差。從相應參考資料以及具體項目冷卻塔選型能夠得知，相對于常規系統來說，采用大溫差小流量冷卻水設計方式能夠節約25%冷卻塔數量。

4 結語

本文主要以某五星級酒店為例分析了大溫差小流量中央空調冷水系統情況，通過大溫差小流量冷水系統的設置每年可以節省約7%左右的空調水系統運行費用，同時整個系統的投資費用也有了大大下降。通過本文的介紹能夠對大溫差小流量空調冷水系統的應用提供一定參考和幫助。

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作者簡介：譚克風（1987—），男，本科，工程師，主要從事暖通設計工作。