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酒店的节能设计与能耗分析

概况

武汉市A酒店位于武汉市建设大道，于1999年投入使用。是一家国际五星级涉外商务酒店，总建筑面积71178.74m2，地下二层，地上二十一层。占地面积13409㎡，绿化面积6646㎡，建筑高度为83.85m,建筑密度为39.70%，容积率为4.81。群楼三层及四层以上客房的外窗均使用中空玻璃，屋顶为珍珠岩隔热。酒店的综合窗墙比约为0.2。酒店的客户率在75%左右。

一、酒店的中央空调系统

酒店的用能设备包括中央空调系统、照明办公、厨具、动力设备(例如电梯、水泵)等，下面介绍中央空调系统的装机容量与运行状况。

二、设备装机容量

该酒店的中央空调系统用于夏季供冷、冬季供暖以及过渡季节的通风换气。冷热源为电制冷与燃气锅炉，制冷机的装机容量为5625.6kW，单位面积装机容量79.03W/㎡;制热锅炉(包括采暖热水和生活热水)的总装机容量为11200kW，单位面积装机容量157.35W/㎡。客房采用新风机组+风机盘管系统，大空间空调区域采用全空气系统。中央空调系统主要设备见表1。中央空调系统设备装机容量份额见下图。

三、设备运行状况

1.负荷率

中央空调水系统设备运行状况见表2。从表中可看出，机组实际投入的容量为装机容量的50%或者25%。空调冷冻水供水温度设定在10℃～10.5℃之间，供回水温差一般为2.2℃～3.2℃。空调冷冻水泵采用变频控制，冷却水泵3月、4月、5月、6月、9月采用变频控制。

2.制冷机COP

(1)制冷机COP。制冷机额定工况下的COP为5.0。制冷机部分负荷下的COP和份额比率见表3(源自B公司的主机测试报告，2#主机)，实际工况的COP加权平均值为3.6。从表中可看出：第一，单台主机负荷率在60%的概率最大;第二，COP值均不满足公共建筑设计标准。

(2)空调水系统COP。空调水系统的COP=制冷量/(主机功率+空调泵功率+冷却塔功率+末端阻力)，根据用户记录，负荷率一般设定在80%，实际运行均小于80%。系统COP值计算结果见表4。系统装机容量的COP为2.75。根据公共建筑能耗调查与能源审计的结果，公共建筑设计标准有必要制定系统COP的限值，以避免冷热源容量选择过大，限制初投资的增加。

3.末端设备运行状况

新风机组全年运行，风机盘管为钥匙控制，当客房无客人时，盘管风机每小时运行15分钟。

五、能耗模拟

采用DesignBuilder软件对该酒店进行建筑能耗模拟。参数取值见表6。综合窗墙比为0.2，主楼南北朝向为0.28,东西朝向为0.08，制冷系统的COP=2.7，锅炉热效率为0.8。模拟结果见表7。表中的能耗是将各种燃料折算为热值，其中，1kWh=3600kJ，天燃气、柴油的热值见表5。模拟结果表明，制冷机组的能耗误差为1.19%，总能耗误差为1.60%。空调制冷采暖能耗占25.77%。图3与图4表示的能耗份额有区别，原因是图3是换算成等价值，图4是换算为热值。

通过能源审计分析得到可采用的节能措施，采用DesignBuilder软件模拟论证可采用的节能措施，得到的各项节能结果见表8。在外墙外保温与空调系统COP由2.7提高到3.5的条件下，酒店的总节能率为17.21%;对照明进行自动控制，节能率为18.30%;由于锅炉热效率原为80%，故该项措施节能率不高。总体评价是该酒店的节能潜力不是很大，其原因是该酒店已经做过多项节能改造，例如：外窗由单玻改为中空玻璃，水泵已经改造为变频控制，大多数灯具为节能灯，注重行为节能等，目前正在进行制冷机组的变频控制。还可以采取在宴会厅、多功能厅、餐厅等大型空调区域采用CO2浓度调节新风量、采用热交换技术回收回风的冷(热)量等节能措施。

六、结论

通过对武汉市A酒店的能源审计，根据计量仪表、运行记录、计算公式以及经验法统计计算得出该酒店的能耗指标69.51kgce/(㎡·年)与经济指标169.46元/(㎡·a)。利用DesignBuilder能耗模拟软件对酒店进行节能措施的能耗模拟，得出综合措施的节能率为17.21%。