王 松 趙 歡

上海地區(qū)多家酒店建筑能耗調查與節(jié)能審計

王 松1趙 歡2

（1.河南建筑職業(yè)技術學院設備工程系 鄭州 450000；2.予哲機電工程咨詢（上海）有限公司 上海 200092）

對上海地區(qū)多家酒店建筑用能情況進行了實地調查。通過調查，掌握了上海地區(qū)酒店建筑實際運行中的能耗情況。根據(jù)調查結果和相關審計標準，對上述建筑能耗情況進行審計并給出建議的節(jié)能改造措施，這些對于其它省市酒店建筑具有一定的參考價值。

酒店建筑；能耗調查；節(jié)能審計

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，酒店建筑規(guī)模迅速擴大。2000年到2012年間，我國星級酒店客房總量快速增長，年均復合增長率超過10%，其中五星級酒店客房總量年均復合增長率達到20%[1]。在公共建筑中，酒店建筑能耗水平一直較高。其能耗水平較高主要有兩個原因：一是酒店建筑全年全天無休運營，二是酒店建筑對室內溫濕度、照度等環(huán)境要求較高。酒店建筑較高的能耗水平已經(jīng)成為影響其經(jīng)營利潤的重要因素。

本文通過上海地區(qū)多家酒店建筑的用能情況進行實地調查，掌握了上述酒店建筑運營階段的實際能耗情況，并參照《公共建筑能源審計標準》（DG/TJ 08-2114-2012），對所調查的酒店的能耗情況進行審計。通過調查和審計，針對不同的酒店，給出了具體的節(jié)能建議和改造措施。

1 酒店建筑能耗水平現(xiàn)狀

文獻[2]對重慶12家酒店的調查結果顯示，酒店建筑最高能耗為123.2kgce/(m2·a)，最低為42.8kgce/(m2·a)，平均值為90kgce/(m2·a)。文獻[3]對西安市12家具有代表性的酒店建筑進行了能耗調查，能耗最高為132kgce/(m2·a)，最低為30.5kgce/(m2·a)，平均值為71kgce/(m2·a)。有調查顯示，北京地區(qū)星級酒店全年能耗為38.4～80kgce/(m2·a)[4]。陳偉青等人對廣州市某酒店建筑能耗調查顯示，其全年能耗為39.8kgce/(m2·a)[5]。文獻[6]通過分析夏熱冬冷、夏熱冬暖和寒冷三個氣候區(qū)256家酒店建筑的能耗情況，歸納和整理了我國酒店建筑的能耗現(xiàn)狀及用能特征。通過分析發(fā)現(xiàn)，酒店建筑的能耗以電耗和燃料消耗為主，不同氣候區(qū)平均能耗為36.8～91.2kgce/(m2·a)。

《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》[7]（[2012]40號）中對公共建筑能耗設定目標為21kgce/(m2·a)。從酒店建筑能耗水平上看，其能耗水平為規(guī)劃中公共建筑能耗水平設定值的1.7～4.3倍。通過上述文獻不難發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)酒店建筑能耗水平差異較大，主要與其自身建筑特點、用能形式以及管理水平有關。從總體能耗水平看，酒店建筑能耗較大，考慮到酒店建筑的使用特點，不要求其能耗降低至公共建筑能耗的平均水平，但通過對其進行節(jié)能審計，降低酒店建筑的能耗水平，具有十分重要的經(jīng)濟價值和社會價值。

2 調查內容概述

2.1 調查的范圍和內容

本次調查的對象為上海地區(qū)共計7家酒店建筑，各建筑的規(guī)模及主要用能形式如表1所示。

表1 調查的酒店建筑主要用能形式

參照《公共建筑能源審計標準》DG/TJ 08-2114- 2012，本次調查內容如下：

（1）對建筑內不同功能的房間或區(qū)域至少三處開展正常使用情況下的室內基本環(huán)境狀況檢測，檢測內容包括室內溫度、相對濕度、CO2濃度、照度等，并評判所檢測的區(qū)域室內基本環(huán)境是否符合相應國家現(xiàn)行標準的規(guī)定。

（2）建筑主要用能系統(tǒng)的性能檢測范圍主要包括以下幾個方面：

①空調制冷機組性能檢測的參數(shù)應包括：制冷機組能效比（EER）、制冷機組耗電功率、冷凍水供回水溫度和流量、冷卻水供回水溫度和流量等。

②制熱機組性能檢測的參數(shù)應包括：制熱機組性能系數(shù)（COP）、制熱機組耗電功率、熱水供回水溫度和流量等。

③鍋爐性能檢測的參數(shù)應包括：鍋爐效率、鍋爐耗電功率、熱水供回水溫度和流量等。

④燃氣、燃油、燃煤鍋爐性能檢測的參數(shù)應包括：鍋爐效率、鍋爐耗氣量、耗油量、耗煤量、熱水供回水溫度和流量等。

⑤水泵性能檢測的參數(shù)應包括：水泵效率、水泵電功率、水泵流量、水泵進出口壓力、水泵出口水溫等。

⑥空調箱性能檢測的參數(shù)應包括：空調箱風量、空調箱風機輸入功率、空調箱風機單位風量耗功率、空調箱送回風溫度、空調箱進出水溫度和流量等。

⑦照明系統(tǒng)性能檢測的參數(shù)應包括：照度、照明功率密度等。

（3）用能系統(tǒng)選型及布局合理性分析。

用能系統(tǒng)形式分析、用能系統(tǒng)布局分析、用能設備選型分析、用能系統(tǒng)運行狀態(tài)分析。

2.2 調查中的測試方法

（1）水溫測量

拆除管道保溫，打磨管壁，涂抹導熱硅膠；將T型熱電偶測溫探頭貼在管壁。并進行固定，穩(wěn)定后讀取數(shù)據(jù)。熱電偶使用前均采用二等水銀溫度計水浴標定。

（2）管道流量測量

在被測管道上安裝超聲波流量計以測量管道內水流量。超聲波流量計分為V法安裝和Z法安裝，本次調查均采用Z法安裝。為保證流量測量精度，超聲波流量計安裝位置前應有不小于10倍管徑的直管段，后應有不小于5倍管徑的直管段。流量計測量精度為±1%（流速12～0.3m/s）、±0.003m/s（流速＜0.3m/s）。

（3）電參數(shù)測量

采用鉗型功率計直接測量，或者測量電機的電流和電壓，再計算電機功率。如果電柜無法在運行中打開則讀取電柜電壓表、電流表或變頻器中顯示的電流、電壓。然后根據(jù)以下公式進行計算：

（4）冷水機組性能測試：

在冷凍水進水或出水（視現(xiàn)場管道而定）安裝超聲波流量計，測量冷凍水流量。在冷凍水及冷卻水進出口安裝熱電偶探頭，測量冷水進水溫度、冷水出水溫度、冷卻水進水溫度、冷卻水出水溫度。

采用鉗型功率計直接測量，或者測量電機的電流和電壓，再計算電機功率。利用上述方法測量制冷機組功率、電流、電壓。連續(xù)記錄24小時的數(shù)據(jù)。冷水機組測量原理圖如圖1。

圖1 冷水機組測試原理圖

測量以上參數(shù)以計算冷水機組的制冷量，根據(jù)功率與制冷量計算出能效比（COP），判斷COP是否合理，如果不在正常范圍內加測冷卻水流量以判斷是否由于冷凝溫度過高而引起的能效比（COP）偏低。冷水機組制冷量計算公式如下：

冷水機組能效比（COP）計算公式如下：

（5）水泵性能測試：

在水泵進水或出水（視現(xiàn)場管道而定）安裝超聲波流量計，測量水泵流量。在水泵進口和出口測試或者讀取壓力表的壓力，測得水泵揚程。通過測量水泵電流、電壓計算水泵功率。水泵效率計算公式如下：

（6）鍋爐性能測試：

鍋爐熱效率計算公式如下：

3 酒店建筑能耗調查結果與節(jié)能審計

3.1 酒店建筑能耗調查結果

上述7家酒店建筑能耗調查結果如表2所示。

表2 酒店建筑能耗調查結果

各酒店建筑能耗按照建筑面積加權平均后能耗指標為63.3kgce/(m2·a)。參考上海市《星級飯店建筑合理用能指南》（DB31/T 551-2011），五星級酒店建筑綜合能耗合理值為77kgce/(m2·a)，綜合能耗先進值為55kgce/(m2·a)，本次被調查建筑的平均能耗處于五星級酒店建筑綜合能耗理論值與先進值之間。可以看出上海地區(qū)酒店建筑能耗水平已經(jīng)處于合理范圍，但部分酒店建筑能耗較高，具有一定的節(jié)能潛力?，F(xiàn)以F酒店為例，對其各分項能耗進行分析。

3.2 F酒店制冷主機能耗調查與節(jié)能潛力分析

對F酒店制冷主機夏季工況能耗情況進行實地檢測。測試日期為2015年7月27日至7月28日，實測室外平均溫度為28.9℃。實測F酒店空調系統(tǒng)冷卻水供回水溫度、冷凍水供回水溫度全天變化如圖2、圖3所示。

圖2 夏季工況制冷主機冷卻水進出水水溫變化圖

圖3 夏季工況制冷主機冷凍水進出水水溫變化圖

由圖2中可知，24小時之中冷卻水的供回水溫度變化趨勢有很大的一致性，均呈現(xiàn)出類似正弦的波動形式。這與室外氣象參數(shù)變化相吻合。冷卻水供回水溫差保持在1～3℃之間，全部小于3℃，甚至在一天的監(jiān)測中，有95%的時間力冷卻水供回水溫差小于2℃，冷卻水處于“小溫差大流量”的運行狀態(tài)下，有很大的節(jié)能空間。

由圖3可知，24小時之中冷凍溫度波動更小，供水維持在10～11℃之間，回水維持在12.5～14℃之間，表明主機的自動調控能力和穩(wěn)定性良好。冷凍水供回水溫差在2.2～3.6℃之間，其中有60%的時間在3℃以下，小于參考值4℃（《公用建筑節(jié)能檢驗標準》），與5℃的設計溫差有較大的偏離，屬于“小溫差大流量”的運行方式，有一定的節(jié)能空間。

為掌握制冷主機的運行COP，現(xiàn)場對制冷主機的實際耗功率進行了連續(xù)測試。測試結果如圖4所示。

圖4 夏季工況制冷主機耗功率

對主機的制冷量進行計算，如圖5圖，主機最大工作制冷量為1178kW，最小工作制冷量為852kW，其工作區(qū)間在額定值的47%～67%之間，考慮到客房入住率的變化和設備配置的安全余量，主機配置基本合理，符合使用要求和節(jié)能要求。

對主機的COP進行計算，為全面表征主機性能，分別計算其24h平均COP、滿負荷COP和逐時COP。24h平均COP根據(jù)24h冷凍水進出水平均溫差和主機平均功率計算得到。逐時COP是通過每1h中，冷凍水的進出水平均溫差和主機平均功率得到，如圖5和表3所示。

表3 主機24h平均與最大負荷的COP分析表

圖5 主機制冷量及COP曲線

在檢測時間段機組的24h平均COP為4.43，逐時最大COP為5.14。根據(jù)GB 19577-2015《冷水機組能效限定值及能源效率等級》，主機的COP應不低于5.20，實測COP滿足要求，機組運行情況良好。

3.3 F酒店水泵能耗調查與節(jié)能潛力分析

調查過程中對冷凍水泵進行功率檢測，并且記錄了冷凍水流量。冷凍水泵2用1備，現(xiàn)場只開啟了1臺冷凍水泵，由于水泵與主機一一對應，因此水泵流量與測得的制冷主機冷凍水流量一致。每臺額定流量為303m3/h，額定功率為50kW，額定揚程為38m，額定效率為64.4%。

冷凍水流量數(shù)據(jù)分析如表4所示。

表4 冷凍水流量分析表

從表中可以看到冷凍水流速為1.16m/s。F酒店的冷凍水泵開啟與冷水機組一一對應，每臺冷凍水泵的額定流量為303m3/h，在檢測的過程中，其工作流量基本保持在額定流量的97%左右，水泵工作狀況穩(wěn)定良好。但通過3.2中分析得知，制冷系統(tǒng)處于“小溫差大流量”工作模式，可考慮采用水泵變頻措施，降低水泵流量，提高冷凍水供回水溫差，達到節(jié)約水泵能耗的目的。

表5 冷凍水泵現(xiàn)場檢測參數(shù)表

從表中可以看出，冷凍水泵50Hz定頻運行時功率為36.9kW，功率較額定值降低13.1kW，計算得到冷凍水泵實際運行效率為54.4%，為銘牌值的86.8%，高于標準值，即冷凍水泵實際運行效率為銘牌值的80%（《公共建筑節(jié)能改造技術規(guī)范（JGJ 176-2009）》），因此該冷凍水泵目前性能良好，滿足水系統(tǒng)需要。

3.4 F酒店鍋爐能耗調查與節(jié)能潛力分析

F酒店主要供熱系統(tǒng)熱源采用3臺2t/h（1400kW）的臥式燃氣熱水鍋爐。鍋爐夏季與冬季均開啟3臺，根據(jù)出水溫度自動起停。鍋爐一次側管路采用離心玻璃棉外包鐵皮保護層作保溫，二次側管路采用橡塑作保溫，現(xiàn)場保溫情況良好。鍋爐一次側為閉路循環(huán)，一次泵設置4臺，3用1備，額定流量為65m3/h，額定揚程為25m。三臺鍋爐并聯(lián)，出水混合經(jīng)干管通過水泵，設置分集水器，由總干管分為兩支管，分別接至生活熱水換熱站和空調熱水板式換熱器。空調熱水換熱站為板式換熱器，一次側水管一分為二，分別經(jīng)過兩個板式換熱器。二次側空調熱水泵設計為3臺，2用1備，額定流量為130m3/h，額定揚程為38m。

鍋爐熱水進、出水溫度變化如圖6。鍋爐進水與出水平均溫度、平均溫差及鍋爐輸出熱量值如表6所示。其中熱水累積流量為鍋爐干管中連續(xù)監(jiān)測2h的累積流量，平均溫度為連續(xù)檢測的平均溫度。

表6 鍋爐輸出熱量計算表

備注：鍋爐熱水的定壓比熱容按照70℃時4.18kJ/（kg·℃）進行計算。

由圖6可知，鍋爐進水溫度與出水溫度均較為穩(wěn)定，基本維持在5℃范圍內波動，尤其用戶端回水溫度，基本在72±2℃范圍內。鍋爐出水設定溫度為75℃～80℃之間，與檢測結果相符，表明鍋爐工作狀態(tài)良好。進出水溫差平均值為6.4℃，在檢測時間段內，鍋爐輸出熱量為4620.1MJ。對鍋爐用燃氣的輸入熱量及鍋爐效率進行計算，見表7所示。檢測時間段內三臺鍋爐的綜合效率為71.4%。根據(jù)JGJ 176-2009《公共建筑節(jié)能改造技術規(guī)范》，1.4MW的單臺燃氣熱水鍋爐的熱效率應不低于76%，實測3臺鍋爐的綜合熱效率略低于限值要求，可優(yōu)化運行方式，如減少低負荷情況下的開啟臺數(shù)等，使鍋爐在較高負荷和效率下運行，或在BA控制中進行適當改造。

表7 鍋爐效率計算表

3.5 審計意見及節(jié)能改造建議

通過F酒店的現(xiàn)場觀察、調研、初步測試及分析，依照上海市《公共建筑能源審計標準》（DG/TJ 08-2114-2012）的表7.2.7“建筑能源審計評價等級表”、室內空氣質量標準（GB/T 18883-2002）等有關要求，對室內熱環(huán)境、室內空氣品質、室內照度、能源管理組織機構、能源系統(tǒng)的計量、能源管理的實施及節(jié)能挖潛工作等各項進行等級評價。等級評價結果如表8所示。

表8 F酒店各項評價結果

通過對F酒店用能系統(tǒng)的綜合分析，提出酒店近期可低成本或無成本實現(xiàn)節(jié)能目標的節(jié)能運行管理措施建議，如表9所示。

表9 節(jié)能運行管理措施建議

注：建議根據(jù)綜合效益星級高低決定措施選用的先后順序。

4 結論和展望

通過對上海地區(qū)多家酒店建筑用能情況的調查，初步了解了上海地區(qū)酒店建筑的能耗情況，對于其它省市的星級酒店建筑節(jié)能具有一定的參考價值。各酒店建筑能耗按照建筑面積加權平均后能耗指標為63.3kgce/(m2·a)。本次被調查建筑的平均能耗處于五星級酒店建筑綜合能耗理論值與先進值之間。可以看出上海地區(qū)酒店建筑能耗水平已經(jīng)處于合理范圍，但仍具有部分節(jié)能潛力。同時，通過調查發(fā)現(xiàn)，上海地區(qū)酒店建筑主要能源消耗為電能和天然氣，均屬于清潔能源。

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Energy Consumption Survey and Energy Saving Audit of Several Hotels in Shanghai Area

Wang Song1Zhao Huan2

( 1.Henan Technical College of Construction, Equipment Engineering Department, Zhengzhou, 450000;2.Yu Zhe mechanical and electrical engineering consulting (Shanghai) Co., Ltd, Shanghai, 200092 )

A survey was conducted on the energy use of buildings in several hotels in Shanghai. Through investigation, the energy consumption in the actual operation of the hotel building is mastered. Audit the above building energy consumption according to the findings and relevant audit standards and give suggestions for improvement, These are of some reference value for other provinces and cities.

hotel building; energy consumption survey; energy-saving audit

TU247

A

1671-6612（2020）05-600-07

王 松（1981.8-），男，碩士，講師，E-mail：89590474@qq.com

2019-12-19