徐智峰

（上海中房建筑設計有限公司，上海200011）

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上海龍盛國際商業(yè)廣場酒店空調(diào)系統(tǒng)設計

徐智峰

（上海中房建筑設計有限公司，上海200011）

摘要：簡要介紹了酒店空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源、水系統(tǒng)、風系統(tǒng)設計。著重介紹酒店空調(diào)系統(tǒng)冷水機組的選型、采用的自控系統(tǒng)及節(jié)能措施。

關鍵詞：酒店； 冷熱源； 自控系統(tǒng)； 新風比； 熱回收； 冷卻塔供冷

0　引言

上海龍盛國際商業(yè)廣場位于上海市閔行區(qū)都市路、京都路，總建筑面積約為15萬m2，主要包含1棟五星級酒店（以下簡稱“酒店”）和2棟酒店式公寓（其裙房為購物休閑用商業(yè)場所），建筑效果圖如圖1所示。

酒店建筑面積約為2.5萬m2，地上20層，建筑高度為99m，酒店裙房部分（1~5層）的主要功能為酒店大堂、餐飲、會議、室內(nèi)游泳池、健身、spa等酒店輔助區(qū)域，塔樓6~19層為客房區(qū)，20層為酒店后勤辦公活動場所，5層與6層之間設有夾層，用于設備管線轉(zhuǎn)換。本文著重介紹酒店的空調(diào)系統(tǒng)設計，其他區(qū)域在此不再贅述。

1　主要設計參數(shù)

1.1室外設計參數(shù)參照上海地區(qū)的室外氣象資料。

1.2室內(nèi)設計參數(shù)見表1。

表1　室內(nèi)設計參數(shù)

2　空調(diào)冷熱源及水系統(tǒng)

經(jīng)詳細計算，酒店的空調(diào)冷負荷為2969kW，空調(diào)熱負荷為1754kW，給排水專業(yè)生活熱水所需熱量為1800kW，考慮五星級酒店、裙房商業(yè)空調(diào)系統(tǒng)的運行特點，并結(jié)合酒店、商業(yè)運營管理團隊和業(yè)主的建議，酒店與商業(yè)的空調(diào)系統(tǒng)分別獨立設置。

通過對酒店空調(diào)系統(tǒng)冷負荷的分布區(qū)間進行統(tǒng)計，如下圖2，冷負荷在0~1576kW之間約占總運行時間的84.4%（其中630~1576kW之間約占47.6%），冷負荷大于1576kW僅占15.6%。

由于離心式壓縮機結(jié)構簡單、工作可靠、高能效比及外形尺寸較小等特點，酒店優(yōu)先選用離心冷水機組。經(jīng)對各離心冷水機組廠家樣本進行統(tǒng)計，通常隨著負荷率的變化，冷水機組的能耗都會發(fā)生變化，其COP也相應變化。當負荷率在90%～40%時，每產(chǎn)生1kW冷量的耗電比額定負荷時少；而負荷率在10%～40%時，每產(chǎn)生1kW冷量的耗電均比額定負荷時多，且負荷率越低越耗電，因此，負荷率不應低于40%。當負荷率在60%時，每產(chǎn)生1kW冷量的耗電最少，此時冷水機組COP最高。結(jié)合酒店空調(diào)的負荷頻率及離心冷水機組的能耗特性，選用水冷離心式冷水機組（1臺，單臺制冷量450RT）和水冷螺桿冷水機組（2臺，單臺制冷量均為200RT）的組合作為空調(diào)系統(tǒng)冷源，并選用相應容量的方形橫流冷卻塔（3臺）置于酒店塔樓屋頂。在滿足空調(diào)系統(tǒng)總?cè)萘康那闆r下，保證了各冷水機組能長時間處于高效率下運轉(zhuǎn)，同時在絕大部分時間內(nèi)可以滿足機組間的互為備用。

空調(diào)冷水供回水溫度為7/12℃，冷卻水進出水溫度為37/32℃。圖3為酒店空調(diào)制冷系統(tǒng)流程圖。選用燃氣熱水鍋爐（3臺，單臺制熱量均為1200kW）作為空調(diào)系統(tǒng)和生活熱水系統(tǒng)的熱源，熱水鍋爐一次供回水水溫為95/70℃，一路直接供給生活熱水系統(tǒng)，另一路經(jīng)板式換熱器（3臺，單臺換熱量為700kW）換熱后提供空調(diào)熱水，供回水溫度為55/45℃。

酒店空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源設于地下一層的制冷機房和鍋爐房內(nèi)，空調(diào)水系統(tǒng)服務區(qū)域為地下二層到地上二十層，豎向高度約100m，系統(tǒng)靜水壓力約1.0MPa，故豎向未分區(qū)?？照{(diào)水系統(tǒng)采用一次泵變流量系統(tǒng)，夏季及過渡季節(jié)冷水機組、水泵供冷工況控制說明：

（1）冷水機組監(jiān)測及臺數(shù)控制1）根據(jù)實測的供回水溫差及冷水流量計算出當前冷負荷，結(jié)合各冷水機組的特性，當計算冷負荷不大于210RT時，運行1臺螺桿機；當計算冷負荷位于180~450RT時，運行1臺離心冷水機機；當計算冷負荷位于420~650RT時，運行1臺離心冷水機機及1臺螺桿機；當計算冷負荷大于620RT時，3臺冷水機組同時開啟。各計算冷負荷間有一段交叉范圍，每次增減運行臺數(shù)指令之間須經(jīng)過一定的等待時間，以避免冷水機組的頻繁啟停；

2）部分負荷時，運行螺桿式冷水機組進行調(diào)節(jié)；

3）對螺桿式冷水機組，優(yōu)先啟動累計運行時間短的，優(yōu)先停止累計運行時間長的。

（2）水泵運行臺數(shù)及頻率控制

1）空調(diào)冷水泵、冷卻水泵與冷水機組一一對應，根據(jù)冷水機組運行臺數(shù)控制運行其對應的水泵；

2）結(jié)合圖2的空調(diào)負荷頻率分布圖，空調(diào)系統(tǒng)長時間處于部分負荷運行，為提高水泵運行效率，節(jié)約用電量。空調(diào)冷水泵、冷卻水泵設手動變頻器，在水系統(tǒng)調(diào)試時按達到相應的設計流量為前提確定低頻、中頻、工頻三擋。僅離心冷水機組或一臺螺桿冷水機組開時對應的水泵為低頻率；離心冷水機組和一臺螺桿冷水機組同時開時中頻率；三臺冷水機組同時開時各水泵工頻運行，BA系統(tǒng)根據(jù)水泵運行臺數(shù)自動控制水泵運行設定的頻率。

（3）一次泵定差壓控制

根據(jù)冷源一次側(cè)分水器和集水器之間設定壓差控制壓差控制旁通閥的開度，調(diào)節(jié)旁通水量，維持供水分水器和回水集水器之間的壓差恒定。

（4）冷水機組與空調(diào)冷水泵、冷卻水泵、冷卻水塔實施聯(lián)鎖控制。具體可參見文獻[1]。

（5）根據(jù)冷水機組冷卻水溫低限，控制冷卻水旁通水閥開度。冬季若冷卻塔運行使用電加熱器防凍。

（6）空調(diào)水泵自動輪流工作控制

1）優(yōu)先啟動累計運行時間短的水泵，優(yōu)先停止累計運行時間長的水泵。

2）在BA系統(tǒng)監(jiān)測到水泵故障信號后，自動將相應備用泵投入運行。

空調(diào)冷水系統(tǒng)采用放置在屋頂高位膨脹水箱進行定壓、膨脹、補水；熱水系統(tǒng)的定壓采用補水泵和氣壓罐。酒店各功能區(qū)域采用垂直異程式、水平同程式四管制系統(tǒng)，各樓層空調(diào)回水接入管井立管的干管上設有動態(tài)平衡閥。

3　空調(diào)風系統(tǒng)

（1）大空間區(qū)域如酒店大堂、餐廳采用一次回風全空氣系統(tǒng)；

（2）包廂、辦公、客房等采用四管制風機盤管加新風系統(tǒng)，空調(diào)箱均配置中效過濾器；

（3）賓館室內(nèi)游泳池采用的除濕空調(diào)機組可以在夏季進行空調(diào)、冬季供暖；機組具備抽濕功能，保持室內(nèi)游泳池合適的濕度，機組外接酒店冷熱源系統(tǒng)。

4　空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施

（1）結(jié)合文獻[2]，對采用一次回風全空氣空調(diào)系統(tǒng)，通過新風與室內(nèi)焓值的比較，調(diào)節(jié)空調(diào)箱回風口及新風口閥門開度來實現(xiàn)變新風量運行。新風閥設有最小開度?？杀ＷC空調(diào)區(qū)內(nèi)空氣的品質(zhì)，大量節(jié)省空氣處理所消耗的能量。同時為確保風量平衡，在該區(qū)域設置一臺變頻排風機。

1）如果室外焓值大于室內(nèi)且控制系統(tǒng)處于供熱工況，根據(jù)溫度PID計算，輸出控制新風閥開度（回風閥相應反之動作）。當新風閥開滿后，逐步加大熱水閥開度；

2）如果室外焓值小于室內(nèi)且控制系統(tǒng)處于供熱工況，新風閥最小開度。溫度控制回路控制熱水閥；

3）如果室外焓值小于室內(nèi)且控制系統(tǒng)處于供冷工況，根據(jù)溫度PID計算，輸出控制新風閥開度（回風閥相應反之動作）。當新風閥開滿后，逐步加大冷水閥開度；

4）如果室外焓值大于室內(nèi)且控制系統(tǒng)處于制冷工況，新風閥最小開度。溫度控制回路控制冷水閥；

（2）客房區(qū)采用垂直新風輸送系統(tǒng)，根據(jù)東西方向平面分為兩個區(qū)，兩個區(qū)各設一臺排風熱回收型新風處理機組，機組設于屋頂空調(diào)機房內(nèi)。經(jīng)處理后的新風沿豎井集中送向每層，再由每層的水平支管送入各客房，客房的衛(wèi)生間設有連接豎向井道內(nèi)的排風管排風口，各排風管在19樓通過水平管道分兩個區(qū)匯合進入熱回收型新風處理機組，對新風進行預處理后排出室外。

（3）由于酒店存在大面積內(nèi)區(qū)空調(diào)區(qū)域，且在冬季有穩(wěn)定的內(nèi)部發(fā)熱量，故此區(qū)域需要進行局部供冷。酒店采用四管制空調(diào)水系統(tǒng)，結(jié)合文獻[2]可采用冷卻塔提供冷水。按文獻[3]推薦的設計方法，根據(jù)酒店所在地（上海地區(qū)）的室外空氣濕球溫度年度頻率統(tǒng)計表[4]：空氣濕球溫度≤7℃的時間為2379h，空氣濕球溫度≤6℃的時間為2080h；結(jié)合酒店實際運營管理，在室外濕球溫度5℃以下時，關閉制冷機，利用1臺原制冷系統(tǒng)中與200RT水冷螺桿機組對應的橫流塔作為冷源，設計循環(huán)水量為160t/h，在制冷機房增設一臺換熱量為440kW的板式換熱器為空調(diào)系統(tǒng)提供冷水，設計冷卻水供、回水溫度為9/11.7℃；空調(diào)冷水供、回水溫度為10/15℃。冷卻水泵、冷水泵分別利用夏季工況200RT水冷螺桿機組水泵。

由于酒店建筑全年都存在大量的生活熱水需求，方案階段本專業(yè)設置了一臺熱回收型螺桿式冷水機組，在夏季及過渡季節(jié)回收空調(diào)廢熱，為生活熱水提供初始加熱熱源，大量節(jié)約加熱熱水費用，后期由于甲方從初投資方面考慮取消了該系統(tǒng)，在以后的設計中，力爭將此節(jié)能措施運用到項目中。

5　結(jié)語

上海龍盛國際商業(yè)廣場酒店目前已完成土建施工，下一步將進入機電安裝階段，設計方應與甲方、施工方、運營方密切配合，在保證空調(diào)系統(tǒng)順利安裝的同事，將各節(jié)能設計理念落到實處。

參考文獻：

[1]陸耀慶.實用供熱空調(diào)設計手冊[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[2]中國建筑科學研究院，中國建筑業(yè)協(xié)會建筑節(jié)能專業(yè)委員會. GB5089-2005，公共建筑節(jié)能設計標準[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[3]王翔.冷卻塔供冷系統(tǒng)設計方法[J].暖通空調(diào)，2009，39（7）：99~104.

[4]陳沛霖，岳曉芳.空調(diào)與制冷技術手冊[M].2版.上海：同濟大學出版社，1999.

修回日期：2016-04-18

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.02.021

中圖分類號：TU831

文獻標識碼：B

文章編號：2095-3429（2016）02-0091-04

作者簡介：徐智峰（1983-），男，江蘇高郵人，學士，工程師，從事暖通設計工作。

收稿日期：2016-03-07

Air Conditioning System Design for the Hotel of Shanghai Longsheng International Commercial Plaza

XU Zhi-feng
（Shanghai ZF Architectural Design Co.，Ltd，Shanghai 200011，China）

Abstract：This paper briefly introduces the design of cold and heat sources，water system，air system of hotel air conditioning system.emphasizes the automatic control system and energy conservation measures for the air conditioning system.

Key words：hotel； cold and heat source； automatic control system； fresh air ratio； heat recycle；cooling by cooling tower