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某酒店空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造方案

2018-10-31 10:31林啟輝
關(guān)鍵詞:節(jié)能改造空調(diào)

林啟輝

摘 要:本文以某工程作為研究對(duì)象,首先分析了其工程概況、氣候條件,并針對(duì)原有的空調(diào)系統(tǒng)模型,利用建筑能耗模擬軟件eQUEST建立模型,根據(jù)校準(zhǔn)結(jié)果決定對(duì)酒店空調(diào)采取新的節(jié)能改造方案,以降低能耗。

關(guān)鍵詞:節(jié)能改造;空調(diào);eQUEST

中圖分類號(hào):TU831 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和旅游業(yè)的發(fā)展,酒店建筑也發(fā)展迅速。然而由于墻體傳熱、酒店內(nèi)裝飾用射燈多、人流量大等原因,酒店內(nèi)冷負(fù)荷較高,尤其在夏季尤其明顯。然而酒店空調(diào)系統(tǒng)普遍存在運(yùn)行效率低等問題,造成極大的能源浪費(fèi),其節(jié)能潛力較大。下文就酒店的節(jié)能改造展開探究,以供交流。

1 建立模擬與校準(zhǔn)

1.1 工程概況

某酒店項(xiàng)目由主樓和裙房組成,總建筑面積為53000m2。酒店的結(jié)構(gòu)層次安排表現(xiàn)為:1~5層裙樓為商鋪,6~13層為商務(wù)出租,14層用于安裝設(shè)備,15層為住房。由于該酒店工程始建于1998年,經(jīng)過多年的運(yùn)行,酒店空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)許多問題,并于2008年對(duì)其實(shí)施裝修。

該酒店的空調(diào)系統(tǒng)的組成部分包括兩臺(tái)螺桿式制冷機(jī)、8臺(tái)風(fēng)冷熱泵機(jī)。為了保證冬季酒店的供暖需求,在冬季是8臺(tái)冷熱泵機(jī)組同時(shí)運(yùn)行,為酒店提供充足的熱量。

1.2 氣候條件

該酒店所在區(qū)域的氣候特征表現(xiàn)為:四季分明,雨熱同季,不僅降水頻率較高,而且降水量也相對(duì)較大,尤其是在夏季,天氣溫度非常高,據(jù)統(tǒng)計(jì),該區(qū)域于2004年-2014年,每年超過37℃的天氣超過7天。冬季非常寒冷,尤其是1月~2月,同時(shí)還伴有寒流。

1.3 空調(diào)系統(tǒng)原始模型

雖然該酒店有空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的原始數(shù)據(jù),但是缺乏科學(xué)分類,無法準(zhǔn)確、快速地查找各設(shè)備的能耗參數(shù)。在進(jìn)行能源仿真模型創(chuàng)建時(shí),采用功能分區(qū)的方式,這樣能夠?qū)Σ煌N類設(shè)備的具體能耗信息進(jìn)行針對(duì)性的采集,為酒店空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造提供可靠、全面的數(shù)據(jù)信息。

按照該酒店空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況以及區(qū)域分區(qū)的差別,簡(jiǎn)化空調(diào)系統(tǒng)模型,上述歸類與簡(jiǎn)化都需要以實(shí)際情況為基礎(chǔ)??照{(diào)系統(tǒng)#1存在一主一備螺桿式冷水機(jī)組,額定COP都為4.39,作用是為裙樓提供冷量;空調(diào)系統(tǒng)#2為主系統(tǒng),由8臺(tái)風(fēng)冷熱泵機(jī)組成,在冬季為裙樓與主樓提供熱量,并于夏季為主樓提供冷量。冷卻水循環(huán)和冷卻塔的連接采用定額水泵,冷凍水循環(huán)和冷源的連接利用定額水泵。冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和冷凍水循環(huán)系統(tǒng)均配備功率為1400kW的冷卻塔。

在進(jìn)行酒店空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造之前,需要充分利用已有的能耗系統(tǒng),創(chuàng)建空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能模型,為了保證模型改造的有效性,并能夠真實(shí)、準(zhǔn)確地反映空調(diào)系統(tǒng)的能耗情況,還需要做好模型的校準(zhǔn)工作。該酒店的送風(fēng)系統(tǒng)利用新風(fēng)系統(tǒng)加風(fēng)機(jī)盤的模式,空調(diào)冷源系統(tǒng)利用風(fēng)冷熱泵加螺桿式冷水機(jī)組的模式。根據(jù)已有數(shù)據(jù)信息和模型內(nèi)容模擬空調(diào)系統(tǒng)。

1.4 空調(diào)系統(tǒng)的校準(zhǔn)

因?yàn)樵摼频昕照{(diào)系統(tǒng)的冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),出現(xiàn)效率低下以及設(shè)備老化等問題,在模型中輸入原來的COP顯然不合理,必須重新計(jì)算COP數(shù)值。設(shè)備管理人員需要對(duì)空調(diào)冷卻系統(tǒng)裝置的性能進(jìn)行定期、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。因此,為了保證數(shù)據(jù)采集的真實(shí)性和前面性,對(duì)冷卻設(shè)備進(jìn)行連續(xù)14天的檢測(cè),檢測(cè)的內(nèi)容包括冷水機(jī)組電力能耗、冷凍水流量以及冷凍水供回水溫度。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),不同負(fù)載率的冷卻機(jī)組的COP如圖1所示,計(jì)算結(jié)果顯示在部分負(fù)荷條件下冷水機(jī)組的COP值小于等于2.0,在全部負(fù)荷條件下,風(fēng)冷熱泵機(jī)組的COP值大約為2.0。因此,應(yīng)該把機(jī)組的COP輸入值定為2.0。進(jìn)行第二次校準(zhǔn)(校準(zhǔn)2),該模型空調(diào)系統(tǒng)的MBE值和Cv(RMSE)值分別為-15%和19.9%。

2 節(jié)能改造方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及業(yè)主方提供數(shù)據(jù),酒店原空調(diào)系統(tǒng)冷源為8臺(tái)風(fēng)冷熱泵機(jī)組,2008年增加兩臺(tái)螺桿式制冷機(jī)組為1~5層裙房供冷。螺桿機(jī)單臺(tái)額定制冷量為1218kW,額定功率為252kW,風(fēng)冷熱泵機(jī)組單機(jī)額定制冷量為607kW,額定功率為234kW,風(fēng)冷熱泵單機(jī)額定制熱量為490kW,額定制熱功率158kW。

本次改造將冷源更換為4臺(tái)模塊化磁懸浮離心冷水機(jī)組,實(shí)測(cè)機(jī)組運(yùn)行平均COP可達(dá)5以上,部分負(fù)荷效率更高達(dá)8.9,大大提高了系統(tǒng)供冷效率??商峁?0kW~600kW多種規(guī)格冷、熱模塊,滿載噪聲低,機(jī)組IPLV高達(dá)9.0。改造前后冷源機(jī)組參數(shù)對(duì)比見表1。

因?yàn)樵摼频昀蔑L(fēng)冷熱泵作為冬季供暖的設(shè)備,并且其經(jīng)過長(zhǎng)期的運(yùn)行,風(fēng)冷熱泵出現(xiàn)效率降低的現(xiàn)象,再加上冬季室外環(huán)境溫度驟變,對(duì)風(fēng)冷熱泵供暖效果產(chǎn)生的影響非常大,導(dǎo)致風(fēng)冷熱泵在冬季的COP只有2.0。雖然熱泵系統(tǒng)的技能效果較好,但是在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中受氣候因素影響,再加上缺乏合理的維護(hù)和管理,導(dǎo)致熱泵機(jī)組出現(xiàn)效率降低的問題?;诃h(huán)保要求,采用以燃?xì)鉄崴仩t冬季供暖的方式,同時(shí)和生活熱水鍋爐進(jìn)行聯(lián)合使用,其供熱能力達(dá)到3000kW。因?yàn)槿細(xì)忮仩t的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過燃煤鍋爐,同時(shí)燃煤鍋爐存在效率降低的問題,將鍋爐摻量錄入模型時(shí),需要將燃?xì)忮仩t的熱輸入比和額定效率分別設(shè)定成1.755與0.57。

在進(jìn)行模型創(chuàng)建模擬過程中,因?yàn)閑QUEST中缺乏相應(yīng)的設(shè)備型號(hào)進(jìn)行對(duì)照分析,需要采用燃?xì)鉅t聯(lián)合冷水機(jī)組的方式取代原來的冷熱源系統(tǒng),并對(duì)燃?xì)忮仩t、冷水機(jī)組的能效進(jìn)行全面分析,然后對(duì)模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

3 討論

該酒店在進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造時(shí),重點(diǎn)對(duì)冷熱源系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,并且在改造之前對(duì)上海的氣候特征和冷熱源實(shí)際使用狀況進(jìn)行全面分析,同時(shí)考慮優(yōu)化過程中可能發(fā)生的問題,確定利用真空燃?xì)忮仩t加懸浮離心冷水機(jī)組的方式。該種空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化方式既能夠保證適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件,又能夠保證滿足酒店的正常供冷和供暖需求,系統(tǒng)的可操作性非常強(qiáng),并且能耗較低,每年能夠節(jié)省350t標(biāo)準(zhǔn)煤,具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

結(jié)語

通過對(duì)某酒店建筑的空調(diào)能耗現(xiàn)狀進(jìn)行分析可知,其存在耗電量大的問題,以此創(chuàng)建模型實(shí)施仿真模擬,制定科學(xué)、有效的節(jié)能方案對(duì)該商用建筑的空調(diào)冷熱源系統(tǒng)實(shí)施優(yōu)化,能夠有效地降低電量損耗。采用模塊化磁懸浮離心冷水機(jī)組加真空燃?xì)忮仩t的改造方案能節(jié)約能耗,提高了經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也保障了生態(tài)效益,可廣泛應(yīng)用于此類型建筑工程。

參考文獻(xiàn)

[1]閆軍威,馮家亮.廣州某大型商場(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造[J].暖通空調(diào),2014(5):87-91.

[2]吳俊峰,張秀平,張朝暉,等.中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造方案的節(jié)能量測(cè)量及驗(yàn)證方法初探[J]. 制冷與空調(diào),2013,13(9):78-83.

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