西安某酒店空調(diào)系統(tǒng)設(shè)

王 雷

北京中環(huán)世紀(jì)工程設(shè)計有限責(zé)任公司

西安某酒店空調(diào)系統(tǒng)設(shè)

王 雷

北京中環(huán)世紀(jì)工程設(shè)計有限責(zé)任公司

本文介紹了西安某酒店空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，主要闡述了空調(diào)冷熱源系統(tǒng)、4管制水系統(tǒng)、主要區(qū)域空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計，并總結(jié)了此空調(diào)設(shè)計中對節(jié)能、環(huán)保措施的具體運(yùn)用，包括空調(diào)冷熱負(fù)荷計算、冬季內(nèi)區(qū)空調(diào)用冷、制冷機(jī)組選用、排風(fēng)熱回收系統(tǒng)、噪音控制等方面。

空調(diào)系統(tǒng) 冷熱源 變流量 四管制 排風(fēng)熱回收

1 項目概況

本項目地塊位于西安市曲江新區(qū)，項目總占地面積4.4萬m2，包括辦公樓和酒店兩部分，其中酒店總建筑面積約8.6萬m2，酒店部分地上建筑面積約5.7萬m2，酒店部分地下建筑面積約2.9萬m2。酒店部分為22層塔樓，建筑高度90.7m；地下共3層，地上裙房共3層，4～22層為客房。酒店共有客房384間，其中標(biāo)準(zhǔn)間333間，套房51間。設(shè)有2個設(shè)備夾層分別位于裙房3層與塔樓之間、塔樓頂層。冷、熱源機(jī)房位于地下二層，鍋爐房單建在地下一層貼臨酒店主體。

本酒店按5星級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計建設(shè)，建成后由凱賓斯基酒店管理集團(tuán)（Kempinski）運(yùn)行管理，根據(jù)管理集團(tuán)提供的機(jī)電設(shè)計和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求，作者所在單位完善了酒店施工圖的暖通空調(diào)設(shè)計。

2 空調(diào)設(shè)計方案

2.1 主要房間室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

表1為主要房間室內(nèi)設(shè)計參數(shù)[1]。

表1 主要房間室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

2.2 冷熱源

2.2.1 集中冷源

酒店夏季空調(diào)冷負(fù)荷為11435kW，采用電制冷冷水機(jī)組作為酒店集中冷源。制冷機(jī)房設(shè)于地下二層，設(shè)置3臺3516kW（1000RT）離心式冷水機(jī)組及1臺1055kW（300RT）螺桿式冷水機(jī)組，滿足部分負(fù)荷及極低負(fù)荷時的運(yùn)行需要。冷水機(jī)組的冷凍水供/回水溫度設(shè)計為 7/12℃，冷卻水供 /回水溫度設(shè)計為32/37℃。

冷卻塔采用開式橫流冷卻塔，設(shè)計3大1小共4組與離心式和螺桿式冷水機(jī)組相匹配，位于宴會廳前廳的屋頂。冷卻水供回水溫度為32/37℃。

在冬季利用冷卻塔將作為“免費(fèi)冷源”，與低溫新風(fēng)（加熱至12℃）共擔(dān)內(nèi)區(qū)冷負(fù)荷。當(dāng)室外濕球溫度低于5℃時啟動系統(tǒng)。

圖1為冷源系統(tǒng)原理圖。

圖1 冷源系統(tǒng)原理圖

2.2.2 集中熱源

冬季供暖熱負(fù)荷計算為11600kW?？照{(diào)熱源由市政熱力管網(wǎng)提供，供回水溫度為100℃/70℃。設(shè)置水-水板式換熱器為不同供暖系統(tǒng)提供換熱（3臺板換供空調(diào)系統(tǒng)、2臺板換供地板輻射供暖系統(tǒng)），空調(diào)熱水系統(tǒng)供回水溫度為60/50℃，地板輻射采暖系統(tǒng)供回水溫度為45/35℃。

過渡季供暖熱負(fù)荷為6860kW，設(shè)置2臺3.5MW熱水鍋爐以滿足過渡季供暖、生活熱水及泳池?zé)崴嵝枰?。鍋爐供回水溫度為95/70℃。鍋爐出水與市政熱力合用換熱器以滿足過渡季供暖及生活熱水供熱需要。

本項目設(shè)置2臺2t/h的燃?xì)?、燃油兩用蒸汽鍋爐為洗衣房、廚房等蒸汽用戶供給蒸汽。

2.3 空調(diào)水系統(tǒng)

根據(jù)要求，酒店的空調(diào)水系統(tǒng)全部采用4管制系統(tǒng)。按使用功能，酒店客房區(qū)與裙房的水系統(tǒng)分開設(shè)置?？头匡L(fēng)機(jī)盤管水系統(tǒng)豎直同程式布置，裙房水系統(tǒng)則采用異程式系統(tǒng)。因冷水機(jī)組蒸發(fā)器側(cè)的工作壓力為1.6MPa，因此酒店的空調(diào)水系統(tǒng)可為一個區(qū)[2]。

1）空調(diào)冷凍水系統(tǒng)：冷凍水系統(tǒng)采用二次泵變流量系統(tǒng)，包括6臺一次冷凍水定頻循環(huán)泵，配合離心機(jī)組3用1備及螺桿機(jī)組1用1備；6臺二次變頻循環(huán)泵，配合離心機(jī)組3用1備及螺桿機(jī)組1用1備，根據(jù)末端負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速。冷機(jī)通過監(jiān)測負(fù)荷變化或供回水溫度控制加減機(jī)，系統(tǒng)內(nèi)的冷卻水泵和冷卻塔與冷機(jī)對應(yīng)啟停。一次定頻水泵、二次變頻水泵均設(shè)置在制冷機(jī)房內(nèi)。圖2和圖3分別為酒店裙房和酒店客房塔樓空調(diào)水系統(tǒng)原理圖。

圖2 酒店裙房空調(diào)水系統(tǒng)原理圖

圖3 酒店客房塔樓空調(diào)水系統(tǒng)原理圖

2）空調(diào)冷卻水系統(tǒng)：空調(diào)冷卻水系統(tǒng)采用定流量系統(tǒng)，設(shè)置6臺循環(huán)水泵，配合離心機(jī)組3用1備及螺桿機(jī)組1用1備。根據(jù)冷卻塔回水溫度調(diào)節(jié)冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

3）空調(diào)供暖水系統(tǒng)：空調(diào)供暖水系統(tǒng)采用一次泵變流量系統(tǒng)[2]，供回水溫度60/50℃，供給風(fēng)機(jī)盤管、新風(fēng)機(jī)組、空調(diào)機(jī)組、熱回收機(jī)組等空調(diào)末端。在市政供暖季，空調(diào)供暖水由市政熱力換熱機(jī)房供給，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有3臺水-水板換熱器及4臺供暖循環(huán)水泵（3用1備）。在過渡季，空調(diào)供暖水由鍋爐熱水經(jīng)換熱后供給，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有3臺供暖循環(huán)水泵（2用1備），板式換熱器與市政熱力合用。地板輻射供暖水系統(tǒng)采用一次泵變流量系統(tǒng)，供回水溫度50/40℃，供給入口大堂、泳池休息區(qū)、洗浴中心等區(qū)域的地暖系統(tǒng)。在市政供暖季，地板輻射供暖水由市政熱力換熱機(jī)房供給，設(shè)有2臺水-水板換熱器及3臺供暖循環(huán)水泵（2用1備，變頻）。在過渡季，地板輻射供暖水由鍋爐熱水經(jīng)換熱后供給，板式換熱器與市政熱力合用。

2.4 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

根據(jù)酒店不同區(qū)域的負(fù)荷及運(yùn)營特點(diǎn)，酒店主要功能房間采用如下的暖通空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)及末端形式：

1）客房區(qū)

客房區(qū)供暖4管制風(fēng)機(jī)盤管加集中新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)設(shè)置全熱回收組合式空氣處理機(jī)組，利用客房衛(wèi)生間集中收集的排風(fēng)余熱回收，對新風(fēng)進(jìn)行熱交換，以降低室外新風(fēng)的溫濕度[3]。

客房新風(fēng)系統(tǒng)分為4個系統(tǒng)，即為4～13層低區(qū)西、4～13層低區(qū)東、14～22層高區(qū)西、14～22層高區(qū)東。其中低區(qū)的西、東2組全熱回收組合式空氣處理機(jī)組設(shè)置在3層設(shè)備夾層內(nèi)的空調(diào)機(jī)房內(nèi)；高區(qū)西、東2臺全熱熱回收組合式空氣處理機(jī)組設(shè)置在屋頂設(shè)備層的空調(diào)機(jī)房內(nèi)。

上述新風(fēng)處理機(jī)另設(shè)電動旁通新風(fēng)閥，在室外新風(fēng)溫度下降（或冬季溫度上升）到熱回收裝置無節(jié)能作用時，由酒店自控系統(tǒng)（BAS）控制關(guān)閉熱回收裝置的新風(fēng)電動閥，開啟新風(fēng)處理機(jī)上的電動旁通新風(fēng)閥，直接從室外取風(fēng)，以省去熱回收裝置的能耗。

2）酒店公共部分的用餐區(qū)及會議區(qū)

大空間餐區(qū)（包括地下一層普拉那餐廳、地下一層西餐廳、一層全日餐廳、二層中餐廳等）、一層至三層宴會廳/多功能廳采用全空氣系統(tǒng)，根據(jù)功能分區(qū)劃分，每區(qū)設(shè)一臺組合式空調(diào)機(jī)組（共7臺機(jī)組），機(jī)組分別設(shè)置在餐廳本層及宴會廳屋面上的空調(diào)排風(fēng)機(jī)房[1]；風(fēng)機(jī)變頻控制，機(jī)組及管道設(shè)計為過渡季可全新風(fēng)運(yùn)行。且餐廳排風(fēng)引至后廚作排油煙補(bǔ)風(fēng)用。

會議室采用4管制風(fēng)機(jī)盤管加集中新風(fēng)系統(tǒng)，集中新風(fēng)機(jī)組設(shè)變頻控制。每個會議室新風(fēng)支管設(shè)電動風(fēng)量調(diào)節(jié)閥。新風(fēng)機(jī)組設(shè)置在三層設(shè)備夾層空調(diào)機(jī)房內(nèi)。

3）地下一層康樂中心

游泳池采用全空氣除濕熱泵系統(tǒng)，泳池周邊的休息區(qū)設(shè)熱水型地板輻射供暖系統(tǒng)。

美容、桑拿、洗浴區(qū)、棋牌室等獨(dú)立房間采用4管制風(fēng)機(jī)盤管加集中新風(fēng)系統(tǒng)。洗浴區(qū)設(shè)置熱水型地板輻射供暖系統(tǒng)。

健身房采用全空氣系統(tǒng)，機(jī)組及管道設(shè)計為過渡季可全新風(fēng)運(yùn)行。

更衣室采用帶熱回收的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，補(bǔ)風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷及預(yù)熱。

3 本項目的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計對節(jié)能、環(huán)保技術(shù)的運(yùn)用

3.1 節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用

1）冷熱負(fù)荷計算。冷熱負(fù)荷是空調(diào)工程設(shè)計中最重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，酒店空調(diào)設(shè)計在初步設(shè)計階段，空調(diào)冷、熱負(fù)荷計算是用軟件Virtual Environment建立了酒店的三維計算模型，作為初設(shè)、施工圖階段空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備選型、管道尺寸的設(shè)計依據(jù)之一，使空調(diào)設(shè)計更符合實(shí)際節(jié)能運(yùn)行的需要。

2）選用超高效冷水機(jī)組，機(jī)組的COP值符合《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2005）要求，即≥5.1，并且所選用的離心冷機(jī)選用變頻冷機(jī)[3]。選用3臺離心式冷水機(jī)組及1臺螺桿式冷水機(jī)組，機(jī)組都配置了先進(jìn)的微電腦前瞻式自動控制裝置，可承受每分鐘30%的流量變化速度。在運(yùn)行上冷機(jī)的配置可以保證當(dāng)其中任何1臺離心式機(jī)組發(fā)生故障時，其余3臺冷機(jī)仍能負(fù)擔(dān)約71%的最大冷負(fù)荷。

3）空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)中，多數(shù)運(yùn)用排風(fēng)熱回收技術(shù)。集中收集多處排風(fēng)，進(jìn)行排風(fēng)熱回收，預(yù)熱、預(yù)冷新風(fēng)[3]。比如：客房區(qū)衛(wèi)生間集中排風(fēng)熱回收裝置的新風(fēng)系統(tǒng)，宴會廳等公共區(qū)域的全空氣系統(tǒng)等。

4）空調(diào)系統(tǒng)等設(shè)有自控裝置，利于節(jié)能：新風(fēng)機(jī)組、組合式空調(diào)集中采用變頻控制，關(guān)聯(lián)CO2濃度或者客房監(jiān)控系統(tǒng)，使客房區(qū)及裙房公共區(qū)在低使用率的時間短，減少新風(fēng)輸送量，進(jìn)而減少新風(fēng)的處理能耗。

5）宴會廳、健身房等全空氣系統(tǒng)設(shè)計過渡季全新風(fēng)條件，節(jié)省冷機(jī)能耗。

6）冬季利用冷卻水提供內(nèi)區(qū)空調(diào)用冷。在冬季，冷卻塔將作為“免費(fèi)冷源”，與低溫新風(fēng)（加熱至12℃）共同承擔(dān)內(nèi)區(qū)的冷負(fù)荷。當(dāng)室外濕球溫度低于5℃時啟動系統(tǒng)。選用2臺不銹鋼板式換熱器，一次側(cè)（即冷卻塔部分）供/回水溫差根據(jù)室外氣候變化，取2～5℃，控制供水最高溫度不高于8.5℃；二次側(cè)/供回水溫度控制在10～15℃。直接用冷卻塔制出系統(tǒng)所需的冷凍水，節(jié)省冷機(jī)的能耗。

7）服務(wù)于人員密集區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)CO2探測器與新風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動，根據(jù)室內(nèi)實(shí)際人員情況輸送新風(fēng)，在滿足室內(nèi)空氣質(zhì)量的同時節(jié)省新風(fēng)處理能耗。

3.2 環(huán)保技術(shù)的運(yùn)用

1）環(huán)保冷劑：選用的制冷機(jī)組均采用HFC-134a環(huán)保制冷劑，需具有低毒性、不可燃、臭氧層破壞潛值低的特點(diǎn)。

2）水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備采用低噪聲型，并做減震、隔聲處理。空調(diào)、通風(fēng)管道設(shè)消聲器，滿足室內(nèi)外環(huán)境對噪聲的要求。

3）冷卻塔設(shè)于裙房屋頂，采用超低噪音型。冷卻塔區(qū)域臨近5星級酒店客房和周邊高檔住宅，在設(shè)計中采用低噪音型塔，風(fēng)機(jī)采用變頻控制以降低夜間低負(fù)荷時的運(yùn)行噪音，從而降低對周邊居住環(huán)境的影響。

4 總結(jié)

本項目為5星級酒店，其功能復(fù)雜，技術(shù)要求高，暖通空調(diào)設(shè)計具有相當(dāng)?shù)碾y度。本次設(shè)計上也有一些遺憾：1）在空調(diào)加濕系統(tǒng)采用的濕膜加濕，并未利用蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽加濕，主要因?yàn)檎羝坎蛔?、管線復(fù)雜所至；2）有些通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)口部設(shè)置位置不太理想，例如地下二層柴油發(fā)電機(jī)房的進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)口通過窗井直接排至首層室外，消聲設(shè)施安裝有難度，如處理不當(dāng)使用時可能產(chǎn)生噪聲污染。

作為新建5星級酒店，在滿足5星級酒店運(yùn)行、管理所要求較高的設(shè)計參數(shù)的前提，節(jié)能、綠色環(huán)保、實(shí)用是此項目的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。為此筆者所在設(shè)計院對此項目的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了精心設(shè)計，在業(yè)主和相關(guān)單位的配合下對酒店的空調(diào)方案進(jìn)行了反復(fù)討論，優(yōu)化了冷源方案，根據(jù)建筑物內(nèi)各房間功能、使用性質(zhì)采用節(jié)能、環(huán)保效果理想的末端空調(diào)形式，并將多種有效的節(jié)能措施整合到項目中，以達(dá)到降低5星級酒店空調(diào)系統(tǒng)能耗的目的。

此項目2013年1月完成初步設(shè)計，2013年8月完成施工圖設(shè)計，目前處于施工階段。

[1] 中國建筑科學(xué)研究院.民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范(GB50736-2012)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012

[2] 陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計手冊(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009

[3] 中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院,建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)督與行業(yè)發(fā)展司.全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施節(jié)能專篇-暖通空調(diào)動力-2007[M].北京:中國計劃出版社,2007

The Design of Air Conditioning System for a Hotel in Xi’an

WANG Lei
China-Union Design and Supervision Co.,Ltd.

The design of the central air-conditioning system for a hotel in Xi’an was presented,mainly on the heating/cooling sources,4-pipes water system,the duct system of the,the main area.Subsequently,specific applications of energy-saving and environmental protection measures were summarized,including heating/cooling load calculation, inner zone cooling in winter,model selection of refrigeration units,exhaust heat recovery system,noise control and so on.

cold and heat sources,variable volume,four-pipe mode,exhaust air heat recovery

1003-0344（2015）04-090-4

2014-5-18

王雷（1976～），女，本科，工程師；北京市朝陽區(qū)安翔里42號樓5門（100101）；E-mail:lei618@outlook.com