酒店空調冷熱源方案比選分析與研究

萬珺

摘 要 冷熱源選擇屬于空調系統設計需要考慮的關鍵因素，因此本文以某位于超高層建筑中獨立運營的酒店工程作為研究對象，綜合對比三種冷熱源方案，具體對比圍繞可靠性、初投資、機房占地面積、運行費用四方面開展，不同角度的最優方案最終得以確定。

關鍵詞 酒店;空調冷熱源;冷水機組+真空熱水鍋爐

前言

作為綜合性比較分析的過程，空調冷熱源方案設計需關注實際的使用條件，以此從多個角度進行方案比選，最終從中選出最佳設計方案。值得注意的是，所謂的最佳方案大多是相對而言的，需根據工程實際和特點針對性選擇。

1工程概況

以浙江省杭州市余杭區某位于超高層建筑中獨立運營的酒店工程作為研究對象，工程總冷負荷、總熱負荷分別為1964kW、1674kW。單獨設置制冷機房及鍋爐房為該酒店空調系統的原有設計，即設置1070kW定頻螺桿式冷水機組、930kW真空熱水鍋爐各2臺。由于運營方提出采用風冷熱泵系統的要求，因此研究圍繞風冷熱泵系統（方案1）、模塊式風冷渦旋系統（方案2）、冷水機組+真空熱水鍋爐（方案3）三種冷熱源方案進行對比，對比基于技術可行性、運行費用、初投資、機房占用面積等方面開展。

2酒店空調冷熱源方案比選分析

（1）冷熱源方案對比。方案1采用風冷熱泵系統作為冷熱源，選用1070kW螺桿式風冷熱泵2臺，設置于4#塔樓屋面，夏季、冬季分別為酒店提供冷負荷、熱負荷，以及7℃/12℃水溫的冷凍水、45℃/40℃水溫的空調熱水，需另設置熱源。基于《中國建筑熱環境分析專用氣象數據集》可以確定，杭州地區記錄極端最低氣溫、冬季空氣調節室外計算溫度分別為-8.6℃、-2.4℃。為應對室外極端最低氣溫，需針對性放大風冷熱泵容量（方案1a）或采用燃氣采暖爐作為輔熱（方案1b），即采用1320kW螺桿式風冷熱泵2臺，或增加板換機組與小型燃氣熱水爐。通過對比可確定，放大風冷熱泵機組設備選型方案的成本合計1325664元，新增輔助熱源方案的成本為1578130元。因此可確定放大風冷熱泵機組設備選型方案適用于極端天氣的空調熱負荷滿足，但考慮低端天氣保證效果，新增輔助熱源方案的穩定性更高;進一步圍繞酒店生活熱水進行分析可以發現，方案1給出了兩種設計，即設置每臺占地1.5㎡的51kW制熱量燃氣爐2臺，或設置100kW電輔熱。通過對比可以發現，兩種設計的成本分別為144000元與60000元，如空調輔熱設置燃氣熱水爐，第一種設計的運行費用更低[1]。方案2采用模塊式變頻風冷渦旋熱泵機組，其制冷模式下環境溫度、制熱模式下環境溫度分別為0℃-46℃、-15℃-40℃，冷凍水出水溫度、熱水出水溫度分別為4.5℃-20℃、20℃-55℃。制熱模式下，模塊式變頻風冷渦旋熱泵機組最低室外溫度可在-15℃下運行，工程共選用80kW的模塊式風冷渦旋機組共27臺;方案3為工程原有方案，由于酒店存在148m的最高樓層，鍋爐及冷水機組存在超過1.6MPa的承壓，因此設置制冷機房及鍋爐房于地下一層，塔樓18層避難層設置換熱機房。通過針對性計算可以確定，方案3的成本合計為1885680元。

（2）設備初投資對比分析。基于品牌設備價格進行對比可以確定，放大風冷熱泵容量的方案1a主機側、生活熱水輔熱、變壓器及電纜成本分別為1325664元、144000元、+300000元，燃氣采暖爐作為輔熱的方案1b主機側、生活熱水輔熱、變壓器及電纜成本分別為1578130元、144000元、+300000元，合計成本分別為1769664元、2022130元。方案2的主機側、生活熱水輔熱、變壓器及電纜成本分別為1890000元、144000元、+300000元，合計成本為2334000元。方案3僅涉及主機側成本，為1885680元。基于經濟性對比可以確定，受耗電量較大、COP較低的風冷熱泵機組影響，方案1會導致酒店變電站容量增大，方案2成本最高，方案1a成本最低。

（3）運行費用對比分析。進一步對比運行費用可以確定，方案1a的夏季工況、冬季工況、合計空調費用分別為1187212元、586939元、1774150，方案1b夏季工況、冬季工況、合計空調費用分別為1186013元、540682元、1758922元，方案2夏季工況、冬季工況、合計空調費用分別為1197202元、548039元、1745240元，方案3夏季工況、冬季工況、合計空調費用分別為941686元、850242元、1791928元。通過對比可發現，方案2的運行費用最低。

（4）空間利用率對比分析。進一步對比三種方案的空間利用率可以確定，方案1和方案2中風冷熱泵塔樓屋面占用面積為300m2，水泵及輔熱機房25F避難層占用面積為100m2。方案3中制冷機房、鍋爐房、18F換熱機房、冷卻塔劇院屋面占用面積分別為300m2、200m2、100m2、100m2。相對于原設計方案，方案1和方案2可取消制冷機房、低區冷凍水管井、18F換熱機房、鍋爐房、冷卻塔。

（5）綜合對比。圍繞三種方案開展綜合對比可以確定，方案1a的初投資、運行費用、投資回報率分別為176萬元、177萬元、約6年，方案1b的初投資、運行費用、投資回報率分別為202萬元、175萬元、約3年，方案2的初投資、運行費用、投資回報率分別為233萬元、174萬元、約3年，方案3的初投資、運行費用、投資回報率分別為189萬元、1779萬元、基準。進一步分析可以發現，相較于原設計的方案3，方案1、方案2能夠在酒店區域設置水泵房及冷熱源且水泵能耗低，在建筑空間利用層面也具備顯著優勢。方案3運行溫度不存在限制，方案1、方案2的最低運行溫度分別為-10℃、-15℃。在極端天氣下，方案3不會出現效率衰減且具備較好的制熱效果，方案1和方案2會出現效率衰減且實際運行效果難以保證。綜合對比可以發現，方案3在供熱效果及運行的可靠性方面表現最為優秀，且室外溫度不會對鍋爐供熱效果造成影響。

3結束語

綜上所述，酒店空調冷熱源方案優選需關注多方面因素影響。在此基礎上，本文涉及的具體對比分析內容，則直觀展示了方案對比方法，不同冷熱源方案的優劣也最終得以明確，可見研究具備較高借鑒價值。

參考文獻

[1] 任若愚，韋新東.星級酒店空調冷熱源的選擇與評估[J].節能，2020，

39（2）：26-29.