尤進(jìn)

摘 要：在酒店耗能中，空調(diào)能耗系統(tǒng)占比達(dá)到50%-70%，特別是一些投入使用達(dá)10年以上的老舊空調(diào)設(shè)備，節(jié)能改造空間巨大，文章依據(jù)某五星級酒店提供的運行數(shù)據(jù)及現(xiàn)場調(diào)研，分析酒店空調(diào)系統(tǒng)存在的問題，提出相應(yīng)的節(jié)能改進(jìn)措施，并從經(jīng)濟(jì)性方面分析了此次節(jié)能改造的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：酒店;空調(diào)系統(tǒng);能耗分析;節(jié)能改造

中圖分類號：TU831.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）19-0169-03

Abstract： In the energy consumption of hotels， air-conditioning energy consumption systems account for 50% to 70%， especially some old air-conditioning equipment that have been in use for more than 10 years. There is a huge space for energy-saving transformation. This paper， based on the operation data and field investigation provided by a five-star hotel， analyzes the problems existing in the hotel air-conditioning system， puts forward the corresponding energy-saving improvement measures， and discusses the economic benefits of the energy-saving transformation from the economic aspect.

Keywords： hotel; air conditioning system; energy consumption analysis; energy saving transformation

1 概述

山東某五星級酒店坐落于著名風(fēng)景名勝區(qū)泰山腳下。該酒店整體建筑錯落有致，融建筑設(shè)計與泰山文化內(nèi)涵為一體，將建筑形態(tài)與自然景觀相結(jié)合，在現(xiàn)代文明與傳統(tǒng)文化的碰撞與融合中體現(xiàn)出濃厚的五岳文化背景。

酒店總建筑面積4.4萬m2，其中一期于2006年1月投入使用，二期于2008年4月投入使用，酒店總客房數(shù)330間。年耗電量為3967084kWh，耗氣量1030533m3，年總能耗費用達(dá)7154771元（2017年數(shù)據(jù)）。

酒店內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)目前使用溴化鋰機(jī)組及風(fēng)冷熱泵機(jī)組實現(xiàn)供冷需求，兩套系統(tǒng)運行均已達(dá)到10年以上，節(jié)能改造空間巨大。

2 空調(diào)系統(tǒng)概況

酒店制冷系統(tǒng)共有兩套，其中一期采用兩臺荏原溴化鋰吸收式制冷機(jī)組，單臺制冷量為2035kW，共二臺，一用一備;機(jī)組已使用11年;根據(jù)溴化鋰機(jī)組特性，溴化鋰機(jī)組出廠年衰減率約為3%，10年后衰減為30%。

酒店二期制冷系統(tǒng)為四臺約克風(fēng)冷冷水機(jī)組，單臺制冷量335kW，制冷輸入功率112.4kW，三用一備，機(jī)組使用10年。

制冷系統(tǒng)配備三臺37kW冷卻水泵，一用二備，三臺75kW冷凍水泵，一用二備。

3 空調(diào)能耗分析

3.1 空調(diào)負(fù)荷計算

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，酒店目前使用溴化鋰機(jī)組及風(fēng)冷熱泵機(jī)組實現(xiàn)供冷需求。系統(tǒng)已經(jīng)運行10年。根據(jù)建筑暖通規(guī)范，單位制冷負(fù)荷需求120W/m2，因此該酒店夏季峰值冷負(fù)荷約為3696kW。

使用HDY負(fù)荷計算軟件，對該建筑的逐時冷負(fù)荷進(jìn)行估算，結(jié)果列表如表1：

3.2 制冷、采暖耗氣量

根據(jù)泰山地區(qū)氣溫情況及酒店物業(yè)人員反饋，全年空調(diào)制冷運行天數(shù)195天，全年供熱天數(shù)120天。根據(jù)IPLV各負(fù)荷分布比例（100%負(fù)荷運行時間1/6，75%負(fù)荷運行時間1/3，50%負(fù)荷運行時間1/3，25%負(fù)荷運行時間1/6），空調(diào)運行日負(fù)荷分布如表2。

3.3 耗氣量核算

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，天然氣主要用于西餐廚房、中餐廚房、員工廚房及鍋爐房;酒店近期對天然氣使用進(jìn)行了分別監(jiān)控，得出鍋爐用氣基本占總天然氣消耗量的90%以上，則2018年鍋爐房用氣量約為：1030533*90%=927480m3。

鍋爐蒸汽主要用于夏季溴化鋰機(jī)組供冷、冬季采暖、生活熱水及洗衣房用氣。根據(jù)業(yè)主反饋其中洗衣房蒸汽用量占比10%左右，約為927480*10%=92748m3。

據(jù)上述計算，酒店溴化鋰機(jī)組理論年耗氣量為395731.62m3，鍋爐蒸汽采暖理論耗氣量210096.67m3，洗衣房理論年耗氣量為927480m3;鍋爐總耗氣量為918127.9m3，占總耗氣量89%。與實際情況接近，因此上述負(fù)荷計算可作為分析的依據(jù)。

4 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造-主機(jī)替換

4.1 目前存在的問題

通過現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，酒店空調(diào)系統(tǒng)2臺冷水主機(jī)性能衰退嚴(yán)重，影響夏季制冷使用，建議對其中一臺機(jī)組進(jìn)行更換。酒店空調(diào)系統(tǒng)的冷水主機(jī)雖可正常使用，但在使用過程中存在如下主要問題：主機(jī)運行過程中，空調(diào)主機(jī)出水溫度值一般由人工根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定，較少變化?？照{(diào)主機(jī)雖能按溫度關(guān)系自動控制動態(tài)調(diào)節(jié)主機(jī)內(nèi)的工作過程，使得水系統(tǒng)滿足該溫度值，但無法按照實際需求動態(tài)調(diào)節(jié)主機(jī)的出水溫度。無法使主機(jī)設(shè)備的產(chǎn)冷與需求的冷量匹配一致，造成主機(jī)能耗的浪費。

4.2 改造方案

建議使用離心式水冷冷水機(jī)組對其中一臺溴化鋰機(jī)組進(jìn)行替換。離心式水冷冷水機(jī)具有以下特點：

單級壓縮機(jī)，先進(jìn)可靠：單級壓縮機(jī)運動部件較少，設(shè)計簡潔高效，工作壽命長，卸載平穩(wěn)。

開式電機(jī)，安全可靠：避免電機(jī)燒毀后對冷水機(jī)組造成災(zāi)難性的破壞或其他污染，保險費用大大降低。

充分利用低溫冷卻水，顯著性能：符合實際工況下的節(jié)能要求，機(jī)組能充分利用低達(dá)12.8℃的冷卻水，獲得明顯的節(jié)能效果。

高效換熱，表現(xiàn)卓越：熱交換器采用了最新的高效換熱銅管，提高效率;水側(cè)和制冷劑側(cè)強(qiáng)化換熱，減少機(jī)組能耗和管道結(jié)垢。

結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便：機(jī)組設(shè)計精密緊湊，大大減少機(jī)房占地面積;安裝時只需少量的接管和布線，節(jié)約安裝費用。

環(huán)保冷媒，造福人類：經(jīng)ARI認(rèn)證，符合最新ARI 550/590標(biāo)準(zhǔn);采用HFC-134a冷媒，對臭氧層沒有損害。

優(yōu)化匹配，性能最佳：每臺冷水機(jī)組的選擇都需滿足建筑的負(fù)荷及節(jié)能要求，標(biāo)準(zhǔn)換熱器和流程布置是最佳的匹配。

優(yōu)越的部分負(fù)荷性能，顯著降低運行成本：不僅滿足滿負(fù)荷的設(shè)計要求，并且在較低負(fù)荷以及冷卻塔低水溫時還能有效地運行，降低運行費用。

4.3 節(jié)能量

根據(jù)溴化鋰機(jī)組使用年限，天然氣單價3.28元/m3，估算溴化鋰機(jī)組單位制冷費約為0.43元/kWh;冷水機(jī)組單位制冷量能耗費0.174元/kWh。

（注：單位制冷量能耗費=電費單價/COP，電費單價0.87元/kWh，COP=5.00）

根據(jù)改造前溴化鋰機(jī)組耗氣費用=日耗冷量*溴化鋰機(jī)組單位制冷費用

改造后日冷水機(jī)組費用=日耗冷量*單位制冷量能耗費

總能耗費用=日溴化鋰機(jī)組（或冷水機(jī)組）費用*天數(shù)

計算得出原設(shè)計方案溴化鋰機(jī)組總能耗費用1297999.7元，改造方案冷水機(jī)組總能耗費用519358.1元，改造后可節(jié)省77.86萬元。

5 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造-空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)

5.1 運行現(xiàn)狀

冷水機(jī)組在人工操作狀態(tài)下，由于出水設(shè)定水溫限制了供冷目標(biāo)值，而建筑需求供冷目標(biāo)值是變動的，因此，實際產(chǎn)冷量過大。此外，負(fù)載率在50%低效工況區(qū)情況不少，也出現(xiàn)由于調(diào)節(jié)不完善出現(xiàn)與COP不一致的情況，能效比下降較大。冷水機(jī)組、水泵并未采用聯(lián)合控制，無法根據(jù)負(fù)荷情況自動調(diào)節(jié)主機(jī)開啟臺數(shù)及設(shè)定回水溫度。

同時，原水泵僅僅做了變頻改造，未與主機(jī)實行聯(lián)合控制;且水泵變頻系統(tǒng)處于手動模式狀態(tài)下，制冷系統(tǒng)尚未處于最優(yōu)節(jié)能狀態(tài)。

5.2 改造方案

中央空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化控制的目標(biāo)是在滿足用戶需求，設(shè)備安全運行的前提下，使全系統(tǒng)設(shè)備全時段運行費用最少。一般離線優(yōu)化軟件將冷源系統(tǒng)優(yōu)化問題大大簡化，只考慮主機(jī)設(shè)備的運行規(guī)劃，所有水泵和冷卻塔均未納入優(yōu)化范圍。而智能控制系統(tǒng)內(nèi)置自主研發(fā)的在線動態(tài)規(guī)劃引擎，將空調(diào)系統(tǒng)全部設(shè)備的運行規(guī)劃考慮在內(nèi)，大大提高了優(yōu)化的范圍和全系統(tǒng)的能源效率。規(guī)劃引擎通過求解以下最小化問題獲得全系統(tǒng)設(shè)備切換的最佳時間以及各設(shè)備在每個時間段內(nèi)的最佳設(shè)定點（以能耗費用計）。

控制系統(tǒng)將對上述冷水機(jī)組參數(shù)和狀態(tài)全部進(jìn)行監(jiān)測，并及時的向用戶提供機(jī)組當(dāng)前的最新狀況。當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)將顯示故障的具體位置和具體原因，幫助用戶盡快解決問題。

冷機(jī)控制系統(tǒng)的工作站操作界面可以自行定義，便于調(diào)度人員的日?？刂?、監(jiān)視和調(diào)度管理工作，采集數(shù)據(jù)的歸檔、統(tǒng)計、報表管理等。也可根據(jù)業(yè)主的要求定制。

除了實時控制外，群控系統(tǒng)還可以記錄機(jī)組運行數(shù)據(jù)，生成報表，供記錄和維修使用。通用數(shù)字控制器內(nèi)部固化了控制程序，當(dāng)工作站出現(xiàn)故障或關(guān)機(jī)時，控制器仍然能夠獨立工作。除了實時控制外，系統(tǒng)還可以記錄機(jī)組運行數(shù)據(jù)，生成報表，供記錄和維修使用。

5.3 節(jié)能量

酒店主機(jī)空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)對冷水機(jī)組、水泵采用聯(lián)合控制，根據(jù)負(fù)荷自動調(diào)節(jié)水泵開啟臺數(shù);同時，系統(tǒng)可調(diào)節(jié)部分負(fù)荷下水泵流量，以提高冷機(jī)部分負(fù)荷下水泵輸出系數(shù)，降低水泵能耗。預(yù)計整體可節(jié)約空調(diào)能耗5%，節(jié)約電費約3.44萬元。

6 結(jié)束語

通過以上分析，空調(diào)系統(tǒng)改造包括空調(diào)主機(jī)替換改造及空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)，空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)對冷水機(jī)組系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制，原制冷系統(tǒng)為溴化鋰系統(tǒng)，消耗蒸汽;增加空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)節(jié)電量不是很顯著，但能指導(dǎo)整個空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運行，同時為物業(yè)人員提供便捷化管理。上述空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造措施預(yù)計每年可節(jié)約81.3萬元，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤347.24T。

同時以上節(jié)能改造不僅能夠獲得直接的經(jīng)濟(jì)效益，也能夠創(chuàng)造可觀的節(jié)能減排的環(huán)境、社會效益，助力酒店打造節(jié)能綠色品牌。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉蕾，焦健，戴彥德.酒店行業(yè)節(jié)能調(diào)查與分析[J].中國能源，2012（11）.

[2]張穎.建筑節(jié)能在酒店設(shè)計中的應(yīng)用實踐[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2011（19）.

[3]余曉平，黃大勇，陳三得，等.重慶某酒店中央空調(diào)系統(tǒng)運行管理現(xiàn)狀及能耗分析[J].建筑節(jié)能，2007（03）.