熊珈续
（江西省建筑设计研究总院集团有限公司）
现有某酒店项目，总占地面积为10624.8m2，酒店建筑层高24层，地下2层，酒店主要功能区域分布复杂，除了客房以外，还包括商业配套服务区、餐饮服务区、会议服务区、办公区等。在当前，尽管从实际功能的角度出发，该酒店采用的生活热水热源形式及空调系统形式能够满足使用要求，但缺乏对能源的节约与系统优化的考虑，尤其是该酒店的暖通空调系统，是酒店实际运用能耗最大的区域，有着非常大的节能降耗空间。
2.1 节能降耗原则
酒店在实际运营过程中，尤其是大型酒店，由于需要保持室内温度、湿度的适宜性，因此暖通空调需要长时间持续运转，实际消耗的能源较多，很容易增加酒店的运营成本[1]。基于此，在实际进行酒店暖通空调设计时，应遵循节能降耗原则，在保证酒店暖通功能正常发挥的前提下，做好节能降耗合理设计，有效降低暖通空调系统能耗，提高酒店运营经济性。
2.2 因地制宜原则
在实际进行酒店暖通空调系统设计时，还应遵循因地制宜原则，一方面，需要结合酒店建筑实际情况，加强与建筑专业的配合，通过科学合理的暖通空调设计，实现建筑节能、平面布置等方面的优化，同时也为空调系统的后续优化设计创造有利条件。另一方面，还应考虑酒店所在地的实际气候条件，合理做好采暖季、过渡季以及供冷季的安排，尤其是在过渡季，通过合理的暖通空调设计，充分加强室外新风的应用，可显著降低暖通空调系统能源消耗。
2.3 科学规范原则
针对酒店暖通空调的设计，还应明确酒店制冷、供暖需求，严格遵循科学规范的原则，按照国家相关规范，做好暖通空调的科学合理设计。除此之外，在实际开展酒店暖通空调设计的过程中，还应考虑到酒店作为一个公共场所，在保证国家相关规范实施的同时，要尽力提高室内舒适性，更好地为室内人员服务，促使暖通空调运行发挥出更大的价值。
3.1 一次泵变流量系统设计分析
在改造设计前，该酒店暖通空调系统采用的是一次泵定流量系统，通过旁通阀进行冷冻水流量调节，在调节供冷量时，则通过制冷机组自身的容量积极实际台数进行调节。在末端，所需冷量降低时，二通调节阀开度也会随之减小，在用户侧，水流量也会减少，此时多出的冷冻水会通过旁通管道，重新返回制冷机组进水端[2]。伴随着回水温度下降，制冷机组也会减少制冷量。一般在减少至自身额定制定量55%后，运行管理人员会关闭一台制冷机组。采用这种定流量系统，通过一次泵定速运行与旁通管进行调节，水泵能耗降低程度并不明显，只有在负荷足够低，需要关闭制冷机组时，才能降低水泵能耗。在本次设计中，为解决上述问题，建议采用一次泵变流量系统。由于酒店本身有很长时间都不会满负荷运用，在空调负荷降低后，能够在变流量系统的帮助下，有效降低制冷机组蒸发器侧和冷凝器侧的水流量，从而能达到降低水泵能目的，促使空调系统运行更加节能。
3.2 空气系统排风设计
针对酒店空气系统排风，可以尝试利用其余冷余热，来对新风进行处理，如此一来，可以有效降低新风处理能耗，减少暖通空调机组运行负荷。与此同时，考虑到该酒店对居住环境舒适度有着较高要求，还需要提高室内空气品质[3]。因此在设计时，可以采用排风热回收装置，充分利用排风中的冷热量实现新风预处理，从而不仅能够起到节能作用，还能为酒店室内输入更多新风。由于对排风余冷余热进行了充分利用，在夏季，酒店排气温度降低，从而有效减少热污染，缓解热岛效应。
在本次设计中，考虑到该酒店实际情况，本身存在很多较大的建筑空间，比如会议厅、宴会厅等，这些房间内部空间大，人员分布密集，因此所需要的新风量也比较大，实际耗能较大。例如，在该酒店2楼东侧的宴会厅，需新风量高达15000m³/h。远高于《公共建筑节能设计标准》提出的4000m³/h的设计标准，新风负荷占房间空调总负荷的47.5%。因此将会为酒店带来非常多的能耗。基于此，理应充分加强对排风能量的利用，用于新风预处理，从而有效降低新风负荷，减少暖通空调系统运行总能耗。在本次设计中，采用了卧式转轮式热回收空气处理机组，以下仍以上述宴会厅餐厅为例，分析计算在夏季、冬季对排风进行热回收后所节省的运行费用。
首先，针对夏季排风热回收节省运行费用计算，需要应用以下公式：
式（1）中：h出口代表的是热交换器出口处新风的焓值，单位是kJ/kg。hos代表的是在夏季室外计算焓值，具体数值为84.1kJ/kg。his代表的是在夏季室外计算焓值，具体数值为53.2kJ/kg。γ代表的是热交换器的效率，结合组合式热回收空气处理机组样本，可以取值为80%。结合该酒店实际情况代入公式计算，可计算出该酒店夏季热交换器出口新风焓值为9.38kJ/kg。
在计算酒店热交换器回收的冷量时，需要应用以下公式：
式（2）中：V代表的是热回收装置处理的新风量，具体数值为150000m³/h。ρ代表的是空气密度，具体数值是1.2kg/m³；
其他数值同（1）式。通过代入数值计算，可以得出热交换器回收的冷量为444960kJ/h，即123.6kw。如果在设计中不采用热回收装置，那么上述这些负荷将会由暖通空调负责承受。空调能效比取4.5，在夏季，空调系统运行为150d，若每天运行10h，则总运行时间为1500h。假设商用电价为0.8元/kw·h时，那么整个夏季将会节约电费32960元。
另一方面，针对冬季排风热回收节省运行费用计算，应采用以下公式：
式（3）中：h出口代表的是热交换器出口处新风的焓值，单位是kJ/kg；
hiw代表的是冬季室内计算焓值，具体数值为34.5kJ/kg；
how代表的是冬季室外计算焓值，具体数值是5.5kJ/kg。其他数值同上式。结合酒店实际情况，代入数值计算，可得出冬季热交换器出口新风焓值为34.5kJ/kg。
在热交换器回收的热量（Q）计算方面，采用以下公式：
式（4）中：公式参数及数值同上。代入数值计算得热交换器回收的冷量为720000kJ/h，即为200kw。在实际设计过程中，如果不采用热回收装置，这部分新风热负荷就要增加到空调负荷中。空调能效比取值为4.3，在冬季，空调系统运行的时间150d，按照每天10h，那么总运行时间为1500h。结合上述数据，可以计算出在冬季该酒店排风热回收系统可以节约电费55814元。
通过上述分析，能够认识到，仅仅对该酒店其中的一个宴会厅进行暖通空调节能设计，节约的电费近十万。此外，该酒店还有西餐厅、自助餐厅等，若都进行排风热回收，可有效降低酒店的运行成本。
3.3 空调系统冷凝热回收设计
在该酒店中，无论是客房，还是贵宾浴池等，均设置有中央空调系统，且热水也是24h供应。为满足这一要求，在实际进行暖通空调设计时，将冷、热源分开，单独进行设置。其中，冷水机组主要用于提供冷源。而热源则主要通过蒸汽或热水锅炉提供。但制冷机在实际运行的过程中，通常会排出大量的冷凝热，在空调工况下运行，制冷量是耗电的3倍～5倍，冷凝热是耗电的4倍～6倍[4]。同时，冷水机组在实际运行时，还会增加建筑物周围的环境温度，因此会引起严重的环境热污染。该酒店体量较大，在实际经营时需要大量的生活热水供应，比如洗浴水与洗涤水等，在加热生活水时，本身需要的能量也比较高。因此在设计时，通过将冷凝热全部或部分回收，用于生活热水的能源供应，不但可以减少冷凝热对环境造成的污染，还可以节省能源。在这一过程中，可以采用热回收机组，该机组能够有效回收冷凝热。通过将冷凝热提供给生活用水加热、锅炉进水预热等，能够有效降低酒店暖通空调的能耗。热回收机组主要有以下优势特点：①热回收机组在实际运行时，能够充分利用制冷系统废热，尤其是制冷系统产生的低品位热量，使其得到充分地利用，从而起到良好的节能效果。②通过利用热回收机组，还有效减少了排放到环境的废热，改善了机组运行的环境问题。尤其是针对冷却塔，能够降低其散热容量，从而减小能源输入，避免冷却塔长时间开启，降低风机运行产生的噪声污染，有利于环境的改善。③通过应用热回收机组使用，减少了热水加热系统或设备容量，从而减少了不可再生能源的使用，能够起到良好的能源节约效果。不仅如此，针对生活或工艺热水的加热，由于采用了大量的废热，因此还能够有效降低热水供应系统的能源成本和运行费用。但同时我们也应认识到，在进行废热回收利用时，还具有单位时间内水量不高、水温有限以及季节性等缺陷，因此在实际应用的过程中，还需要一些辅助热源，且适用场合也会受到一定的限制，需要结合实际情况考虑，科学合理利用。
在本次设计中，针对热回收机组利用的经济性分析，需要充分考虑该酒店的实际情况。酒店在实际运营过程中，总冷负荷为4780kw。同时酒店采用了3台相同的螺杆式冷水机组，每台机组的额定制冷量为1642kW，那么总额定制冷量为4926kw；
根据给水排水专业提供的该酒店生活热水相关资料来看，酒店在实际运行时，每天消耗的生活热水总用量为186.99m³，夏季采用当地的自来水，水温是15℃，经过冷凝热回收的热量加热到40℃，最后再经过燃气锅炉加热到房间内的使用温度。由上述条件可知，夏季每日热水可回收的用热量为1.95kJ。该酒店夏季空调运行时间为5个月，因此宾馆在此期间的热水总耗热量为292.5kJ。上述计算数值是在宾馆满入住率的情况下得出的，众所周知，宾馆每日的入住率并非定值，是随着季节等客观因素时刻变化的，因此，整个供冷季的热水可回收的热量并非上述计算值。但经过实践调查发展，即使酒店入住率为30%的情况下，实际节省电能费用也高达24万。在整个供冷季，如果酒店的入住率能够达到80%，将会节省63.7万元的费用。由此我们能够认识到，在暖通空调设计中，通过应用回收的冷凝热去预热生活热水，能够起到非常显著的节能降耗效果。因此对于酒店和各种娱乐场所等既需空调制冷又需热水供应的建筑，选用带冷凝热回收的冷水机组可降低热水锅炉在夏季的使用费用，节约能源，也减少了大量废热的排放，更有利于环境改善。
总而言之，酒店暖通空调系统设计是一项较为复杂系统的工作，在实际设计过程中，需要深刻认识到相关的设计原则，并结合酒店实际情况，加强其中存在的问题分析，然后结合相应的问题，提出针对性改造设计对策，从而有效降低酒店能耗，帮助酒店节约大量的运行成本。
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