冷卻塔免費(fèi)供冷在高端酒店項(xiàng)目的應(yīng)用及探討

文_曾浩然 深圳市寶鷹建設(shè)集團(tuán)股份有限公司

中央空調(diào)已成為很多現(xiàn)代建筑尤其是高端酒店中不可或缺的重要設(shè)施之一，同時(shí)也是酒店的主要用電設(shè)施,中央空調(diào)的節(jié)能措施對(duì)降低酒店綜合能耗、提升酒店整體運(yùn)營(yíng)效益有著重要的作用和積極意義。

以國(guó)際酒店管理公司在國(guó)內(nèi)管理的高端酒店品牌項(xiàng)目為例。大部分國(guó)際酒店管理公司均要求其管理的高端酒店采用四管制中央空調(diào)水系統(tǒng)，過(guò)渡季節(jié)及冬季冷水機(jī)組與鍋爐或空氣源熱泵經(jīng)常需同時(shí)運(yùn)行，為酒店同時(shí)供冷和供暖，以滿足酒店不同區(qū)域、不同客人的體驗(yàn)感和舒適度要求。因此，這類國(guó)際高端酒店較在過(guò)渡季節(jié)期間只需供冷或供暖的商業(yè)、寫字樓及常規(guī)酒店而言，投資更高、能耗更大。本文對(duì)在過(guò)渡季節(jié)利用冷卻塔、冷卻水作為免費(fèi)冷源為國(guó)際高端酒店供冷進(jìn)行分析和探討，為國(guó)際高端酒店在滿足酒店舒適度要求的前提下降低酒店空調(diào)能耗、提升酒店經(jīng)營(yíng)效益提供參考。

1 項(xiàng)目概況

該酒店項(xiàng)目位于安徽省蚌埠市龍子湖風(fēng)景區(qū)，為某知名國(guó)際酒店管理公司旗下的五星級(jí)檔次酒店，酒店所在項(xiàng)目地塊包括酒店、公寓、辦公及商業(yè)等業(yè)態(tài)。項(xiàng)目總用地面積41533m2，總建筑面積231524m2，根據(jù)業(yè)態(tài)不同分別規(guī)劃為4棟相對(duì)獨(dú)立建筑。

酒店所在建筑高度119.9m，地上共31層。一層為酒店大堂、大堂吧、全日餐廳及廚房；二層為中餐零點(diǎn)廳及中餐包房、特色餐廳及廚房；三層為宴會(huì)廳、多功能廳、VIP接待室、會(huì)議室；四層為室內(nèi)恒溫游泳池、健身房、SPA及其附屬用房；五層至十四層為公寓式辦公；十五層為避難層；十六層至三十一層為酒店標(biāo)準(zhǔn)客房、總統(tǒng)套房、行政酒廊；地下室一層為酒店后勤配套用房、機(jī)電設(shè)備用房、機(jī)動(dòng)車停車庫(kù)。

酒店建筑面積約45000m2，其中地上建筑面積34000m2，地下室建筑面積11000m2，客房數(shù)302間套，是典型的中等規(guī)模國(guó)際五星級(jí)檔次酒店項(xiàng)目。

為便于運(yùn)營(yíng)管理，酒店設(shè)備房、設(shè)備系統(tǒng)均要求相對(duì)獨(dú)立，不可與其他非酒店區(qū)域共用。同時(shí),對(duì)室內(nèi)環(huán)境舒適性要求較高，中央空調(diào)水系統(tǒng)采用四管制。供冷主要為電制冷冷水機(jī)組，為節(jié)約能源、降低后期運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)設(shè)置了板式換熱器，用于過(guò)渡季節(jié)利用冷卻塔為酒店提供免費(fèi)冷源。

酒店供暖采用燃?xì)鉄崴仩t，末端設(shè)備空氣處理機(jī)組、空調(diào)新風(fēng)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管均采用冷熱兩組盤管。在過(guò)渡季節(jié)及冬季，可以滿足酒店各功能區(qū)域同時(shí)供冷、供暖的需要及不同客人對(duì)舒適度的需求，初始投資相對(duì)一般兩管制系統(tǒng)較高。

2 空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)及冷熱負(fù)荷

2.1 室外計(jì)算參數(shù)

2.1.1 夏季

通風(fēng)室外計(jì)算溫度31.3℃，通風(fēng)室外計(jì)算相對(duì)濕度66%，空調(diào)室外計(jì)算干球溫度35.4℃、濕球溫度28℃。

2.1.2 冬季

采暖室外計(jì)算溫度-2.6℃，通風(fēng)室外計(jì)算溫度1.8℃，空調(diào)室外計(jì)算溫度-5℃，室外計(jì)算相對(duì)濕度71%。

2.1.3 過(guò)渡季節(jié)

通風(fēng)室外計(jì)算溫度15℃，通風(fēng)室外計(jì)算相對(duì)濕度59%，空調(diào)室外計(jì)算干球溫度18.2℃、濕球溫度13.5℃。

2.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

室內(nèi)設(shè)計(jì)具體參數(shù)見表1所示。

表1 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)表

2.3 空調(diào)冷熱負(fù)荷

夏季空調(diào)總冷負(fù)荷6650kW,平均冷負(fù)荷面積指標(biāo)約為222W/m2；冬季采暖總熱負(fù)荷2137kW, 平均熱負(fù)荷面積指標(biāo)為71W/m2；過(guò)渡季節(jié)冷負(fù)荷1600kW，平均冷負(fù)荷指標(biāo)53W/m2。

3 空調(diào)冷熱源設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性測(cè)算

3.1 冷熱源設(shè)計(jì)

根據(jù)國(guó)際酒店管理公司品牌標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合項(xiàng)目酒店檔次定位，酒店空調(diào)水系統(tǒng)采用四管制、同程式、一次泵變流量水系統(tǒng)，以滿足過(guò)渡季節(jié)及冬季同時(shí)供冷、供暖的需要?？照{(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為三個(gè)環(huán)路，即裙房、塔樓標(biāo)準(zhǔn)層、地下室后勤區(qū)分別為一個(gè)環(huán)路。

在過(guò)渡季節(jié)及冬季供暖由鍋爐熱水提供，供冷則不需要開啟冷水機(jī)組，直接通過(guò)冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵與板式換熱器換熱供冷，由日常運(yùn)行人員在控制室通過(guò)BA系統(tǒng)進(jìn)行閥門的啟閉實(shí)現(xiàn)機(jī)組與冷卻塔的供冷轉(zhuǎn)換?？照{(diào)冷熱源水系統(tǒng)原理見圖1。

冷源選用2臺(tái)制冷量為2637kW（750RT）的離心式冷水機(jī)組和1臺(tái)制冷量為1368kW（390RT）的螺桿式冷水機(jī)組（部分熱回收，用于生活熱水輔助加熱），冷水機(jī)組荷載調(diào)節(jié)范圍由15%～100%，冷凍水供回水溫度7℃/12℃，冷卻水供回水溫度32℃/37℃。設(shè)有離心機(jī)組冷凍水泵3臺(tái)，冷卻水泵3臺(tái)；設(shè)有螺桿機(jī)用冷凍水泵2臺(tái)，冷卻水泵2臺(tái)。冷凍機(jī)房設(shè)在地下一層，設(shè)有5臺(tái)（1組）開式、方形橫流式冷卻塔置于裙房屋面。

過(guò)渡季節(jié)利用冷卻塔免費(fèi)供冷，冷卻水通過(guò)冷卻泵經(jīng)板換換熱后由冷凍泵向酒店供冷，制冷量1600kW。板式換熱器設(shè)在冷凍機(jī)房?jī)?nèi)，換熱量800kW/臺(tái)，共2臺(tái)。設(shè)備參數(shù)見表2所示。

表2 主要設(shè)備參數(shù)表

熱源由熱水鍋爐提供，冬季采暖總熱負(fù)荷2137kW，生活熱水約1375kW，采用3臺(tái)額定功率為1744kW燃油（氣）常壓熱水鍋爐，置于地下一層鍋爐房?jī)?nèi)，熱水供回水溫度90℃/70℃。提供空調(diào)采暖熱水、生活熱水、泳池地板采暖熱水。

空調(diào)水系統(tǒng)采用屋頂高位膨脹水箱定壓補(bǔ)水的方式，通過(guò)電接點(diǎn)液位計(jì)信號(hào)可在控制室遠(yuǎn)程監(jiān)控水箱水位，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)水箱出現(xiàn)缺水或溢水情況。

3.2 經(jīng)濟(jì)性測(cè)算

過(guò)渡季節(jié)利用冷卻塔供冷時(shí)間為每年平均氣溫6～16℃時(shí)段，即每年3月初至3月底（冬末春初）及11月初至11月中旬（秋末冬初）兩個(gè)時(shí)段，供冷累計(jì)時(shí)長(zhǎng)約45d/a，每天供冷時(shí)間從上午10:00至晚上22:00，即12h/d，年累計(jì)供冷時(shí)間為45d/a×12h/d=540h。

考慮過(guò)渡季節(jié)每日氣溫變化、每日不同時(shí)段冷負(fù)荷的不同，平均冷負(fù)荷按設(shè)計(jì)冷負(fù)荷的70%即1120kW測(cè)算。相當(dāng)于螺桿機(jī)組制冷量1368kW的82%，如通過(guò)冷水機(jī)組制冷，根據(jù)《冷水機(jī)組性能測(cè)試報(bào)告》，機(jī)組制冷量為額度制冷量的82%時(shí)，機(jī)組電機(jī)功率約為212kW。供冷運(yùn)行設(shè)備及電功率比較見表3。

表3 冷卻塔供冷與冷水機(jī)組供冷設(shè)備比較

由表3可知，采用冷卻塔供冷較冷水機(jī)組供冷，減少了1臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組運(yùn)行，同時(shí)增加了1臺(tái)冷凍泵、1臺(tái)冷卻泵和1臺(tái)冷卻塔投入運(yùn)行，合計(jì)減少設(shè)備運(yùn)行功率140kW。

每年過(guò)渡季節(jié)通過(guò)冷卻塔供冷，則可節(jié)約電量：年累計(jì)運(yùn)行時(shí)間×功率差/h=540h×140kWh/h=75600kWh，每年可節(jié)約電費(fèi):75600kWh×1.15元/kWh=86940元（取綜合電價(jià)1.15元/kWh）。

4 冷卻塔供冷系統(tǒng)效果與經(jīng)濟(jì)性分析

項(xiàng)目酒店于2018年3月建造及調(diào)試完成，并于同年5月投入運(yùn)營(yíng)。酒店空調(diào)系統(tǒng)整體運(yùn)行正常，使用效果良好。尤其是過(guò)渡季節(jié)酒店空調(diào)通過(guò)冷卻塔提供冷源，不需要開啟冷水機(jī)組便可滿足酒店空調(diào)供冷需求，從而減少了冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)間，延長(zhǎng)了機(jī)組使用周期，降低了空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗，節(jié)省了設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用，提升了酒店整體運(yùn)營(yíng)效益。

4.1 初期投入分析

利用冷卻塔提供冷源相對(duì)于僅采用常規(guī)電制冷的系統(tǒng)而言，設(shè)備方面增加了一組（2臺(tái)）板式換熱器、直徑為DN250及DN300的接駁轉(zhuǎn)換水管共40m，DN250和DN200電動(dòng)閥各2個(gè)、閘閥各6個(gè)、部分輔材和人工，累計(jì)增加工程費(fèi)用約35萬(wàn)元。

4.2 運(yùn)行費(fèi)用分析

空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)2a的運(yùn)行，每年過(guò)渡季節(jié)通過(guò)冷卻塔供冷時(shí)長(zhǎng)40～50d，每天運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)10～15h，年累計(jì)平均運(yùn)行時(shí)間為624h，平均冷負(fù)荷約為設(shè)計(jì)冷負(fù)荷的65%，過(guò)渡季節(jié)供冷耗電量比較見表4。

表4 冷卻塔供冷與冷水機(jī)組供冷耗電量比較

因此，通過(guò)冷卻塔供冷每年實(shí)際可節(jié)約電量76253kWh、節(jié)約電費(fèi)約87690元，超預(yù)期節(jié)約電量，4a內(nèi)便可收回前期增加的工程費(fèi)用。

5 結(jié)論

通過(guò)上述的分析及測(cè)算，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行效果，對(duì)于空調(diào)舒適度要求較高，過(guò)渡季節(jié)需要同時(shí)供冷和供暖的高星級(jí)酒店，且過(guò)渡季節(jié)環(huán)境溫度6～16℃、每年累計(jì)時(shí)長(zhǎng)在30d左右及以上的區(qū)域，通過(guò)冷卻塔供冷不僅可以滿足使用需求，而且可節(jié)約能源，給企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。