檯殔 暖通空调 犎犞牔犃犆 ２０１２年第４２卷第６期 １ 檯檯檯檯檯檯檯檯殔 广州市设计院 ６０周年院庆 檯檯殔 栏 首 语 檯檯檯檯檯檯檯殔 广州市设计院成立于１９５２年 随着经济的发展 我院暖通专业也不断发展壮大 打造了一 批质量高 影响深远的建筑精品 如当时在华南地区第一个采用集中空调的剧院 友谊剧院 全国第一家五星级宾馆 白天鹅宾馆等 改革开放以来 我院暖通专业技术人员坚持技术创 新 锐意进取 率先将干盘管 大温差 冷辐射空调系统 下送风空调系统 环保活动遮阳板 呼吸 幕墙 能源综合利用等多项技术成功应用在 零能耗 建筑 珠江城 国内最具规模的报业印务 中心 广州日报印务中心和羊城晚报印务中心 国内最高塔 广州塔 广州琶洲保利大厦 广州发展中心大厦 广州大学城国家实验室和广州体育馆等众多大型建筑中 目前 我院暖通专业拥有教授级高级工程师２名 其他各类中高级工程师４ ０余名 拥有实用新 型专利１ 另外多个发明专利也在申请之中 院内设有建筑环境与 ３项 ３项发明专利进入实质审查 节能研究所 进行暖通空调关键技术的研究 多个科研项目获得政府资金支持 同时我院暖通专业 与广州大学建立节能技术研发中心 与生产企业合作进行产品研发 积极开展产学研合作 本期 暖通空调 广州市设计院６０周年院庆专栏集中刊登了近期我院暖通专业在工程设计 实例和设备研发及技术应用等方面的论文 希望能给读者带来启示 也欢迎业内人士批评指正 ２０１２年是广州市设计院成立６０ 周年 谨将此专栏献给我院 祝广州市设计院生日快乐 再 续辉煌 广州市设计院 屈国伦 南方地区星级酒店空调通风系统 节能改造适用型技术研究与应用集成 广州白天鹅宾馆空调通风系统节能改造项目实施方案 广州市设计院 屈国伦 谭海阳 黄 伟 陈少玲 白天鹅酒店集团 李 晖 陈志强 邓文岳 摘要 江慧妍 以广州白天鹅宾馆为例 以现有能耗数据为基础 分析了南方地区既有星级酒店的 用能特点 发现该酒店通风空调系统能耗最大 占常规能耗的 ６６ ９ 其中空调主机能耗所占 空调通风系统总能耗的比例最大 为４９ ６６ 其次为空调末端 空气处理机 新风处理机 风机 盘管 能耗 为２５ ５４ 第３位为水泵能耗 为１４ ３９ 为此 有针对性地提出节能改造对策 采用高效制冷机 冷水大温差 ８ 冷水泵 冷却水泵变频 直流无刷风机盘管变风量控制 高 效节能风机 空气处理机组 双工况高效水 水热泵热回收热水系统等措施和技术 逐一论证了 其实现的可行性及节能效果 通过分析酒店空调通风系统各部分节能效益 获得了空调通风 系统节能改造的节能目标 关键词 热回收 南方地区 自动控制 方案 星级酒店 能耗分析 适用型节能技术 大温差供冷 变频控制
2 暖通空调犎犞牔犃犆 2012 年第 42 卷第 6 期 犚犲狊犲犪狉犮犺犪狀犱犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀犻狀狋犲犵狉犪狋犻狅狀狅犳犪狆狆犾犻犮犪犫犾犲狋犲犮犺狀狅犾狅犵狔犳狅狉犲狀犲狉犵狔犲犳犻犮犻犲狀犮狔狉犲犳狅狉犿犪狋犻狅狀狅犳犪犻狉 犮狅狀犱犻狋犻狅狀犻狀犵狊狔狊狋犲犿犻狀狊狋犪狉犺狅狋犲犾狊犻狀狊狅狌狋犺犆犺犻狀犪 犈狀犲狉犵狔犲犳犻犮犻犲狀犮狔狉犲犳狅狉犿犪狋犻狅狀狊犮犺犲犿犲狅犳犪犻狉犮狅狀犱犻狋犻狅狀犻狀犵犪狀犱狏犲狀狋犻犾犪狋犻狅狀狊狔狊狋犲犿犻狀犌狌犪狀犵狕犺狅狌犠犺犻狋犲犛狑犪狀犎狅狋犲犾 犅狔犙狌犌狌狅犾狌狀, 犜犪狀犎犪犻狔犪狀犵, 犎狌犪狀犵犠犲犻, 犆犺犲狀犛犺犪狅犾犻狀犵, 犑犻犪狀犵犎狌犻狔犪狀, 犔犻犎狌犻, 犆犺犲狀犣犺犻狇犻犪狀犵犪狀犱犇犲狀犵犠犲狀狔狌犲 犃犫狊狋狉犪犮狋犜犪犽犻狀犵狋犺犲犺狅狋犲犾犪狊犪狀犲狓犪犿狆犾犲, 犪狀犪犾狔狊犲狊狋犺犲犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳犲狀犲狉犵狔犮狅狀狊狌犿狆狋犻狅狀犻狀犲狓犻狊狋犻狀犵狊狋犪狉犺狅狋犲犾狊犻狀狊狅狌狋犺犆犺犻狀犪犫犪狊犲犱狅狀狋犺犲犲狓犻狊狋犻狀犵犲狀犲狉犵狔犮狅狀狊狌犿狆狋犻狅狀犱犪狋犪. 犉犻狀犱狊狋犺犪狋狋犺犲犲狀犲狉犵狔犮狅狀狊狌犿狆狋犻狅狀狅犳犎犞犃犆狊狔狊狋犲犿犻狊狋犺犲犾犪狉犵犲狊狋狆犪狉狋, 犪犮犮狅狌狀狋犻狀犵犳狅狉犪犫狅狌狋 66.9% 狅犳狋犺犲狋狅狋犪犾狉狅狌狋犻狀犲犲狀犲狉犵狔, 犻狀狑犺犻犮犺狋犺犲犲狀犲狉犵狔犮狅狀狊狌犿犲犱犫狔狋犺犲犮犺犻犾犲狉狊犻狊狋犺犲犾犪狉犵犲狊狋狆犪狉狋, 犪犮犮狅狌狀狋犻狀犵犳狅狉 49.66%, 犪狀犱犳狅犾狅狑犲犱犫狔狋犺犲犪犻狉 犮狅狀犱犻狋犻狅狀犻狀犵狋犲狉犿犻狀犪犾犱犲狏犻犮犲狊 ( 犃犎犝, 犘犃犝, 犉犆犝 ),25.54% 犪狀犱狋犺犲狑犪狋犲狉狆狌犿狆狊,14.39%. 犘狌狋狊犳狅狉狑犪狉犱狊狅犿犲犮狅狌狀狋犲狉犿犲犪狊狌狉犲狊犳狅狉犲狀犲狉犵狔犲犳犻犮犻犲狀犮狔狉犲犳狅狉犿犪狋犻狅狀犪狆狆狉狅狆狉犻犪狋犲犾狔, 犻狀犮犾狌犱犻狀犵犪狆狆犾狔犻狀犵犺犻犵犺犲狉 犲犳犻犮犻犲狀犮狔犮犺犻犾犲狉狊, 犾犪狉犵犲犮犺犻犾犲犱狑犪狋犲狉狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犱犻犳犲狉犲狀犮犲 (8 ), 犳狉犲狇狌犲狀犮狔犮狅狀狋狉狅犾犳狅狉犮犺犻犾犲犱狑犪狋犲狉犪狀犱犮狅狅犾犻狀犵狑犪狋犲狉狆狌犿狆狊, 狏犪狉犻犪犫犾犲犪犻狉狏狅犾狌犿犲犮狅狀狋狉狅犾犳狅狉犳犪狀犮狅犻犾狌狀犻狋狊狑犻狋犺犫狉狌狊犺犾犲狊犇犆犿狅狋狅狉狊, 犺犻犵犺犲狉 犲犳犻犮犻犲狀犮狔犳犪狀狊犪狀犱犪犻狉犺犪狀犱犾犻狀犵狌狀犻狋狊, 犪狀犱犺犻犵犺犲狉 犲犳犻犮犻犲狀犮狔犪狀犱犱狅狌犫犾犲狅狆犲狉犪狋犻狀犵犿狅犱犲狑犪狋犲狉 狑犪狋犲狉犺犲犪狋狆狌犿狆犺犲犪狋狉犲犮狅狏犲狉狔犺狅狋狑犪狋犲狉狊狔狊狋犲犿. 犇犻狊犮狌狊犲狊犳犲犪狊犻犫犻犾犻狋狔犪狀犱犲犳犲犮狋狊狅犳狋犺犲狊犲犮狅狌狀狋犲狉犿犲犪狊狌狉犲狊狅狀犲犫狔狅狀犲. 犃狀犱狅犫狋犪犻狀狊狋犺犲犲狀犲狉犵狔狊犪狏犻狀犵犵狅犪犾狅犳犎犞犃犆狊狔狊狋犲犿狉犲犳狅狉犿犪狋犻狅狀犪犳狋犲狉犪狀犪犾狔狊犻狀犵犲狀犲狉犵狔 狊犪狏犻狀犵犲犳犲犮狋狊狅犳犲犪犮犺狆犪狉狋犻狀犎犞犃犆狊狔狊狋犲犿. 犓犲狔狑狅狉犱狊狊狅狌狋犺犆犺犻狀犪犪狉犲犪, 狊狋犪狉犺狅狋犲犾, 犲狀犲狉犵狔犮狅狀狊狌犿狆狋犻狅狀犪狀犪犾狔狊犻狊, 犪狆狆犾犻犮犪犫犾犲犲狀犲狉犵狔 狊犪狏犻狀犵狋犲犮犺狀狅犾狅犵狔, 犾犪狉犵犲狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犱犻犳犲狉犲狀犮犲犮狅狅犾犻狀犵, 犳狉犲狇狌犲狀犮狔犮狅狀狋狉狅犾, 犺犲犪狋狉犲犮狅狏犲狉狔, 犪狌狋狅犿犪狋犻犮犮狅狀狋狉狅犾, 狊犮犺犲犿犲 犌狌犪狀犵狕犺狅狌犇犲狊犻犵狀犐狀狊狋犻狋狌狋犲, 犌狌犪狀犵狕犺狅狌, 犆犺犻狀犪 1 1 南方地区既有星级酒店建筑特点分析不同的建筑具有不同的外围环境 不同的服务水平 不同的室内状态和不同的使用功能, 因此建筑节能途径有所不同 只有结合建筑特点, 因地制宜地进行设计改造, 才能最大限度地降低运行能耗 南方地区既有星级酒店及其空调系统具有如下特点 : 1) 南方地区气候四季变化不明显, 全年大部分时间需要空调, 冬季供暖期较短 星级酒店在供暖期内也有部分房间 ( 餐厅 宴会厅 ) 需供冷 2) 生活热水需求量较大, 考虑到南方地区居住者生活习惯, 冬夏季宾馆都需要提供大量生活热水 3) 在南方地区提高围护结构的保温性能对建筑全年空调能耗降低贡献率不大, 甚至建筑能耗有增加的可能 ; 为了降低能耗, 可以充分利用遮阳及自然通风 4) 既有星级酒店由于其建筑空间布局已定, 可调整的余地较小, 而空调系统占用建筑空间相对 广州市城乡建设委员会节能专项资金项目 ( 编号 :J 2011 17) 较大, 特别是在改造时若采用高效设备如通风机 空调器等以降低风 水系统输送能耗时, 需要增加设备的占地面积, 这点在改造时需充分考虑 5) 星级酒店房间功能多, 空调系统需同时满足不同房间的冷热负荷 设计参数等的要求 6) 涉外星级酒店室内设计参数要求较高 7) 高级涉外星级酒店室内装修一般都比较高档, 为保证室内高档装饰物品的寿命, 要求室内全年都保持一定的温湿度参数 2 广州白天鹅宾馆建筑能耗概述分析白天鹅宾馆是我国首家中外合资五星级宾馆, 总建筑面积约 100838.2m 2, 空调系统自 1983 年开始投入使用 根据业主提供的资料, 笔者对白天 屈国伦, 男,1961 年 3 月生, 大学, 教授级高级工程师, 副总工程师 510620 广东省广州市天河区体育东路体育东横街 3 号设计大厦 5 楼 (020)87513218 E mail:quguolun@163.com 收稿日期 :2012 02 21 修回日期 :2012 03 27 1
2012(6) 屈国伦, 等 : 南方地区星级酒店空调通风系统节能改造适用型技术研究与应用集成 3 鹅宾馆建筑能耗分析如下 2.1 总能耗分析表 1 为该酒店近 3 年来的用电能耗数据 可以看出,2008 2010 年, 建筑总用电能耗在 2000 万 kw h 以上, 但逐年降低 ; 单位面积用电能耗从 230kW h/(m 2 a) 降低至 207kW h/(m 2 a), 降低了 10% 表 1 2008 2010 年酒店总耗电量 年份 2008 2009 2010 建筑总耗电量 /(kw h) 23206420 21772800 20895770 单位面积建筑耗电量 / (kw h/(m 2 a)) 230 216 207 通过现场调研发现, 自 2008 年以来, 白天鹅宾馆开始加强节能管理 一是对空调系统冷水泵进行了变频改造, 并根据气候变化调整冷水出水温度 ; 二是当房间无人或者人少时, 适当提高室内温度 ; 三是采用 LED 灯替换 24h 开启的常用照明灯 这些节能措施使建筑能耗降低了 10%, 但是节能范围局限, 节能方式相对单一, 如果综合其他节能措施 实施更大范围的节能, 则能达到更高的建筑节能率 2.2 分项能耗分析为找到能源消耗的主要用户, 对建筑物能耗进行了分类分项分析, 结果见表 2 酒店 2010 年总能耗折合成标准煤为 5580t( 按照等量热值换算 ), 常规能耗 特殊能耗及其他能耗分别占 46%,39.9% 和 14.1% 其中通风空调系统的能耗最大, 占总能耗的 30.8%; 其次为厨房能耗, 占 24.6% 表 2 酒店 2010 年能耗结构 系统分类 能耗 ( 折合成标准煤 )/t 比例 /% 小计 /% 常规能耗 通风空调系统 1718.05 30.8 46.0 照明系统 242.10 4.3 动力设备 178.61 3.2 室内设备 23.82 0.4 热水 406.93 7.3 特殊能耗 厨房 1371.58 24.6 39.9 洗衣房 853.35 15.3 其他能耗 785.54 14.1 14.1 合计 5579.98 100 100 厨房 洗衣房等场所能耗虽然占总建筑能耗比 例大, 但是由于其为满足功能要求确实耗能, 节能 潜力不大, 因此本文只重点分析建筑总能耗中的常 规能耗, 并找出各分项能耗的特点 其中, 通风空调系统能耗最大, 占常规能耗的 66.9%, 其次为热水能耗, 占 15.8% 左右, 照明能耗占 9.4%, 动力设备能耗占 7%, 室内设备能耗占 0.9% 2.3 酒店集中空调能耗分析根据酒店 2010 年能源审计报告, 其通风空调系统总能耗为 13979270kW h, 单位面积通风空调能耗为 138.63kW h/(m 2 a), 与新建节能宾馆饭店空调供暖系统能耗指标参考值 78kW h/(m 2 a) [1] 相比, 能耗较高 通风空调系统各组成部分用能情况见表 3 表 3 酒店 2010 年通风空调系统能耗统计 用电量 /(kw h) 所占比例 /% 冷水机组 6942447 49.66 水泵冷水泵 1123455 8.04 冷却水泵 887807 6.35 冷却塔 125693 0.90 末端空气处理机 2454881 17.56 新风处理机 199360 1.43 风机盘管 915384 6.55 分体空调 229950 1.64 通风机 1100293 7.87 合计 13979270 100 由表 3 可以看出, 空调主机能耗占通风空调系统总能耗的比例最大, 为 49.66%; 其次为空调末端 ( 空气处理机 新风处理机 风机盘管 ) 能耗, 为 25.54%; 第 3 位为水泵能耗, 为 14.39%, 这三者能耗占空调总能耗的 89.59% 因此, 降低冷源系统 空调末端及水泵输送能耗是整个空调系统节能改造的主导方向和主要工作 3 节能改造技术及措施介绍和节能效果分析根据白天鹅宾馆的实际建筑特点, 以及上述分析得出的白天鹅宾馆建筑的使用需求和能耗特点, 针对建筑物内各高能耗用户, 提出以下节能改造措施, 并分析各个节能技术措施预期的节能效果 3.1 冷水机组节能改造目前酒店的装机总冷量约为 13365 kw (3800rt), 经现场查看, 原有冷水机组的能效比为 4.16, 本次改造拟采用能效比达到 6.1( 即国家标准规定的一级能效比 ) 的高效主机 因此, 简化仅以主机额定能效比这一参数进行比较, 采用高效主机后节能率为 31.8%, 根据冷水机组能耗占空调系统总能耗的比例, 折合到空调系统总节能率, 则预计其对整个通风空调系统节能贡献率为 15.80% 左右 此外, 在白天鹅宾馆副楼空调系统中拟采用与企业合作研发的蒸发式冷凝供冷 供热 供生活热
4 暖通空调犎犞牔犃犆 2012 年第 42 卷第 6 期 水的空调主机, 夏季供冷, 提供免费生活热水 ( 供水温度 60 ); 冬季则同时提供空调热水 ( 供回水温度 35 /30 ) 和生活热水 ( 供水温度 60 ), 在节能的同时还可以提供部分免费生活热水, 降低生活热水热源能耗 3.2 水输送系统节能改造 3.2.1 冷水大温差由于建筑空间的原因, 本次改造所有水管均重新设计, 计划采用冷水供回水大温差设计, 由原来的 7 /12 改变为 7 /15 8 温差水系统与常规的 5 温差水系统相比, 暂以相同水泵扬程进行比较, 相同冷量情况下, 冷水泵的流量降低 37.5%, 则冷水的输送能耗可降低 37.5% 3.2.2 冷水 冷却水一次泵变频技术冷水 冷却水系统采用一次泵变频技术 据有关研究表明, 水泵变频后耗电量将降低 23.6% 左 [2] 右 由于白天鹅宾馆已经进行了冷水泵变频改造, 故不再分析此次改造采用冷水泵变频带来的节能效果 综上, 冷水系统节能改造后预计的节能率为 37.5%, 根据冷水泵能耗占空调系统总能耗的比例, 折合到空调系统总节能率, 则其对整个通风空调系统节能贡献率为 3.02% 左右 冷却水系统采用水泵变频技术, 预计的节能率为 23.6%, 根据冷却水泵能耗占空调系统总能耗的比例, 折合到空调系统总节能率, 则其对整个通风空调系统节能贡献率为 1.50% 左右 此外, 冷水系统采用全面水力平衡措施 ( 动态压差平衡阀 + 电动调节阀 + 静态平衡阀的组合使用 ), 与冷水大温差控制技术 冷水泵变频技术等相结合, 不仅可有效解决冷水过量输配带来的能源浪费问题, 还可以优化冷水和冷却水管网的设计, 降低冷水和冷却水系统的输送能耗 3.3 冷水环路分区设计改造星级酒店房间众多且功能复杂, 空调系统需同时满足不同房间的冷热负荷 设计参数等的要求 不同房间在同一时间内存在不同的冷热需求, 为了防止水系统内的冷热抵消及便于系统控制, 本项目拟在塔楼客房部分采用冷热水四管制, 而裙楼部分则根据房间不同的需冷 需热时间段, 采用分区两管制 通过将冷热负荷需求规律相似的房间划分在同 一水环路系统内, 进而为节能管理提供硬件支持 3.4 空气输送系统改造据表 3 得知, 白天鹅宾馆空调系统中空气输送能耗占其总能耗的 25.54%, 比例较高, 节能潜力较大 3.4.1 采用直流无刷风机盘管变风量控制技术改造后所有客房均将采用直流无刷风机盘管, 在降低设备噪声 提高房间热舒适性的同时, 能降低风机盘管能耗 此外采用优先变风量控制策略, 能减少风机盘管的空气输送能耗 相关资料表明, 采用此技术可使风机盘管能耗降低 50% 左右 根据风机盘管能耗占整个空调系统能耗比例, 预计风机盘管系统改造对整个通风空调系统节能贡献率为 3.28% 3.4.2 采用高效节能风机及空气处理机组本次改造风机将采用后倾机翼型风机, 效率提高, 这种风机较改造前的前弯式风机可节能 15%~ 35% 空气处理机组则将采用与企业合作研发的节能空气处理机组, 该机组所需占地面积与常规机组相近, 出口风速较低, 风机静压比高, 噪声低, 还可降低空调风系统阻力损失, 从而可以降低风机的耗功率, 实现节能目的 高效风机 空气处理机组的使用可以节能 50% 左右 3.4.3 全空气系统变频 需求化新风供应及全新风运行技术全空气系统变频技术是采用变频自动调节风机转速, 使风机转速自动适应变化, 降低风机能耗 通过变频控制, 风机能耗约为定风量风机能耗的 50%~60% [2] 需求化新风供应模式为系统根据室内二氧化碳浓度实现变新风量运行, 即需求化新风供应的控制模式 采用需求化新风供应可降低新风负荷, 减少新风处理能耗 全新风运行是指在过渡季节, 当室外空气比焓低于室内设计状态点比焓时全新风运行, 在不开启冷水机组 水泵的情况下, 实现自然冷却效果, 从而达到节能目的 综合考虑节能空气处理机组, 并应用风机变频技术, 预计整个通风空调系统可节能 14.2% 3.5 通风系统优化 3.5.1 自然通风技术
2012(6) 屈国伦, 等 : 南方地区星级酒店空调通风系统节能改造适用型技术研究与应用集成 5 合理应用自然通风技术, 不仅节能, 而且可以改善建筑风环境, 提高室内空气品质和热舒适性 白天鹅宾馆大堂面对珠江, 结合因地制宜设计理念, 在过渡季节可以利用自然通风, 实现大堂的室内热舒适性要求, 从而可以减少空调开启时间, 降低空调能耗 3.5.2 客房排风系统酒店客房排风可通过在每个客房内设置定风量阀, 在屋面设置变频总排风机, 从而取消卫生间排气扇 根据 2010 年白天鹅宾馆能源审计报告数据, 取消客房卫生间排气扇每年可节电 292000kW h, 其节能率为 26.54%, 根据通风设备能耗占空调通风系统总能耗的比例, 折合到空调系统总节能率, 预计对整个通风空调系统节能贡献率为 2.09% 3.6 中庭降温水幕空调系统白天鹅宾馆 1 层中庭内有观赏鱼池, 其循环水来自 2 层假山, 自上而下呈瀑布状流入 1 层水池 为了实现最大的节能率, 可以利用人造瀑布形成的水池来改善室内热环境舒适性, 利用水池内的低温水冷辐射及蒸发作用, 并通过增设风机加强水面气流扰动, 可以在一定时间内减少空调送风量或提高空调送风温度, 达到一定的节能效果 笔者利用 CFD 软件模拟室内温度场, 结果见图 1 图 1 1 层平面人行高度处温度分布 经过计算分析, 夏季设计工况下, 当水温为 10 时, 整个中庭区域可以减少空调送风量 65000 m 3 /h, 中庭在整个供冷季可以节省空调机组风机运行电量 13000kW h 减少空调送风量带来的节能效果虽然较小, 但是由于池水水面存在冷辐射, 使得水池周边空间温度可以提高 1~2 而不 [4] 会影响其热舒适性, 由此可以带来冷负荷的减少以及空调系统能耗的降低 3.7 围护结构节能改造 白天鹅宾馆建于 20 世纪 80 年代, 建筑围护结构热工参数已不能满足现行国家节能规范要求, 本次改造将对围护结构进行节能改造, 如将原有窗玻璃改为 Low e 玻璃等, 可使围护结构热工参数满足要求 同时通过设置电动窗帘, 在房间无人及室外气候炎热时段关上窗帘, 降低室内峰值冷负荷, 也可减少一部分室内得热 根据我国建筑节能 50% 目标分析, 从北方至南方围护结构分担的节能率为 25%~13% [3], 该节能率即为空调供暖系统及照明设备的节能率, 考虑到本项目为既有建筑改造, 确定围护结构改造对空调系统节能率目标为 8% 3.8 双工况高效水水热泵热回收热水系统根据星级酒店具有冷 热负荷及生活热水需求的特点, 回收制冷主机的排热, 为生活热水系统提供免费热量, 可减少生活热水热源能源消耗 改造中将采 用与企业合作研发的双工况高效水水热泵热回收热水系统, 用于制备酒店生活热水, 在满足热回收热水 60 出水温度的同时, 机组能效比并未下降 双工况高效水水热泵热回收热水系统由双工 况高效水水热泵热回收机组 双工况变频热回收水泵 蓄热水罐 生活热水自控系统等组成 夏季时, 系统设定为制冷热回收工况, 通过回收冷凝热直接提供免费的 满足卫生要求的生活热水 (60 ); 冬季生活热水需求量大时, 系统转换为热泵工况, 热回收换热器转变为热泵环路中的冷凝器, 通过与生活热水系统换热, 快速提供热量, 并储存在蓄热水罐中, 而蒸发器提供的冷量则送至建筑物内需要供冷的房间 经分析计算, 采用双工况高效水水热泵热回收热水系统, 预计生活热水热源可降低 80% 左右的能耗 根据生活热水能耗占整个建筑能耗的 7.3% 计算, 则采用该热回收系统可以减少整个建筑能耗的 5.84% 3.9 节能自控空调系统除了需要合理设计外, 还需良好的自动控制系统来保证空调系统节能运行, 空调节能自动控制与监测系统的设计原则为安全可靠 节能高效, 杜绝人为浪费, 从科学管理上实现节能 目前白天鹅宾馆的自动控制系统尚不完善, 通过与自控专业及企业合作研发, 改造中空调自控系统将作为 BAS 楼宇自控系统的独立子系统, 由冷
6 暖通空调犎犞牔犃犆 2012 年第 42 卷第 6 期 ( 热 ) 源群控自控子系统 风机盘管自控子系统 空气处理机自控子系统 通风设备自控子系统等系统组成 其中, 冷水机组 双工况高效水水热泵热回收机组 水泵 冷却塔 空气处理机 新风处理机 送 / 排风机 各种电动阀门等设备均接入自控系统中 空调节能自控系统应具备以下主要功能 : 1) 自动控制与监测 可在中央空调控制室实现对上述设备的主要参数检测 参数与动力设备状态显示 自动调节与控制 工况自动转换 设备联锁与自动保护以及中央监控和管理等 2) 能源管理 通过采用与生产企业合作研发的能源管理控制系统, 可实现冷 ( 热 ) 源系统 空调末端设备的节能运行, 节省运营成本 如可根据气候变化, 分级控制冷却塔风机转速及冷却水温度, 适当提高冷水出水温度, 提高主机能效比等 3) 直流无刷风机盘管采用与生产企业合作研发的自适应变参量风机盘管控制器, 可以根据室内温度自动调节风量 水量, 以达到最舒适 最节能效果 自适应变参量风机盘管控制器还可实现无人侦察 开窗控制 分时段控制 远程控制等功能, 减少不合理使用习惯造成的能源浪费 4) 与酒店客服管理系统联网 空调节能自控系统可通过网关等方式与酒店客服管理系统联网 酒店客服管理系统根据客人的入住登记 入住 退房登记等信息, 通过自动控制酒店客房的空调末端控制器至不同工况的运行模式, 如 : 入住 ( 无人 ) 模式 未售模式 欢迎模式 正常运行模式等, 实现从管理上节能的目的 5) 空气处理机组控制编程 根据房间使用时间, 为相应的空气处理机组设定各种运行模式, 如餐厅 宴会厅在用餐时间运行, 非用餐时间则关闭新风, 只对室内空气处理以保证房间装修要求的温湿度 对于酒店大堂, 在 00:00 以后适当提高室内设定温度等等 此外在空气处理机组运行时, 还可以利用与生产企业合作研发的自适应变参量空气处理机组控制器自动调节风量或者水量, 以实现节能 6) 通风系统控制编程 可根据使用时间 ( 如厨房通风系统等 ), 或者根据二氧化碳浓度 ( 如车库通风系统 ) 控制风机启停 如果空调节能自动控制与监测系统成功实施, 实现从管理上节能, 预计可减少约 10% 的通风空调系统能耗 3.10 小结采用以上节能措施或节能设备后, 空调系统预期的节能率见表 4 表 4 空调系统分项节能率 空调设备或节能措施 节能率 /% 冷水机组 15.80 冷水泵 3.02 冷却水泵 1.50 风机盘管 3.28 空气处理机 14.20 通风机 2.09 围护结构节能改造 8.00 合计 47.89 若考虑自动控制系统对通风空调系统 10% 的 节能贡献率, 则综合节能率将达到 53.1%, 节能效 果明显 4 结论 4.1 既有星级酒店节能改造前能耗较高, 节能潜力较高, 节能意义重大 4.2 既有建筑的节能改造需根据建筑物特点, 从能耗突出的用户入手, 因势利导 因地制宜地采用适用技术, 最大限度地降低实际用能数据, 实现低成本高效益的节能改造目的 4.3 既有建筑的节能改造是系统工程, 需进行分类分项的能耗分析, 确定主要能耗对象 星级酒店内冷水机组及风 水输送系统能耗为空调系统能耗的主要部分, 通过对冷水机组和输送系统的节能改造, 可以获得明显的节能效果 4.4 通过综合应用各项节能技术, 白天鹅宾馆空调系统节能改造预期节能率可以达到 53.1%, 节能效果明显 目前白天鹅宾馆正在进行节能改造, 受不确定因素影响, 本文提出的节能措施和节能产品可能不会完全实施或被采用, 笔者将跟踪节能实施情况并总结节能设计经验 参考文献 : [1] 清华大学建筑节能研究中心. 中国建筑节能年度发展研究报告 2009[M]. 北京 : 中国建筑工业出版社, 2009 [2] 宋应乾, 曾艺, 龙惟定. 建筑能耗模拟在能源审计中的应用 [J]. 暖通空调,2011,41(3):137 142 [3] 公共建筑节能设计标准编委会. 公共建筑节能设计标准宣贯辅导教材 [M]. 北京 : 中国建筑工业出版社,2005 [4] 陆耀庆. 实用供热空调设计手册 [M].2 版. 北京 : 中国建筑工业出版社,2008