酒店中央空调与生活热水节能改造案例分析

程文辉

南方电网综合能源有限公司

酒店中央空调与生活热水节能改造案例分析

程文辉

南方电网综合能源有限公司

本研究基于广东省某四星级酒店中央空调和生活热水节能改造实例，分析改造方案、节能效果和项目经济性，为同类型节能改造工作提供一种较为可行的解决方案及实测的参考数据。

中央空调 生活热水 改造节能

大型商业建筑的节能改造工作一直是我国节能减排工作的重点之一[1]，在广东地区，大量的商业建筑由于运行年数较长，设备老化等问题，面临节能减排和机组升级改造的双重需要，本文通过介绍一个具体的改造案例，分析对此类型项目进行节能改造的可行性，并通过改造前后的实测数据对比，给出项目改造效果及相应的经济性建议。

1　项目简介

本项目位于广东省，大厦配置有标准客房493间。主楼建筑高度70m，建筑高19层，总建筑面积56500m2。

为降低酒店能源消耗，酒店于2013年下半年委托合同能源管理公司进行全面节能改造。

投资方在酒店的全力配合下，经严格诊断和论证，于2014年10月完成酒店的所有节能改造工作。本文主要介绍制冷机房和生活热水改造两部分。

2　酒店能耗情况

2.1电量消耗

根据酒店提供的逐月缴费单，可以得到建筑2009年～2012年全年逐月电耗如表1所示，本项目商业用电单价为0.9928元/kWh。

表1　2009～2012年期间全楼逐月电耗统计表（kWh）

根据现场测试的电耗数据对各分项用电的全年电耗情况进行分析，汇总如图1所示：

图1　酒店全年各分项电耗组成情况

从图1中可以看出，中央空调系统在全年电耗中所占比例为36%；酒店电梯年耗电量约占16%；锅炉、污水泵房的年耗电量占15%，这三项是酒店能耗较大的负荷。其中，制冷机房主要设备的年用电量如表2：

表2　制冷机房主要设备年耗电量统计表

2.2燃气消耗

酒店的燃气主要用于锅炉制取蒸汽用，部分用于厨房。其中，用于锅炉制取蒸汽的燃气消耗量如表3所示，锅炉蒸汽主要用于制取生活热水和供给洗衣房，具体蒸汽使用比例情况为洗衣房:热水=9:7。

表3　2010年至2013年锅炉燃气用量（m3)

3　改造方案

3.1中央空调制冷机房改造方案

改造前酒店中央空调系统采用4台离心式冷水机组，一次泵定频运行，经过现场设备运行效率测试，主机、冷冻泵和冷却泵的运行效率较低，系统配置较大，设备老化严重，维修成本过高。因此，针对中央空调制冷机房的改造，采用了相关设备全部更换的方式[2]。

根据酒店现有的供冷需求，结合近年来的中央空调主机运行记录情况，采用3台450RT超高能效的离心式冷水机组替换现有的4台空调主机。具体配置如表4所示：

表4　空调主机更换配置表

通过优化主机两器及阻力部件压降，合理配置水泵扬程，有效降低水泵运行功率，主机及水泵更换参数如表5：

表5　新换主机及水泵配置表

改造后机房平面布置图如图2所示：

图2　酒店制冷机房改造平面布置图

3.2生活热水改造方案

酒店生活热水分为3个系统，高区热水系统（17F～19F），共50间客房；中区热水系统（7F-16F），共280间客房；低区热水系统（-2F～6F），有餐饮、洗衣房及客房用水，低区最高日消耗热水100t，其中4F～6F为客房区，共114间客房。

改造前，生活热水热源为燃气蒸汽锅炉，蒸汽管道及汽水换热站内蒸汽泄漏等严重浪费现象。为降低生活热水燃气费用和排放、提高项目运行安全性，经论证，本项目生活热水改造采用风冷热泵系统。

通过计算本酒店实际热水消耗量，同时，鉴于高区和中区系统压力接近，而低区供水经过减压阀减压后压力相对较低，因此改造后将高中区热水系统合并，共同使用3台制热量为81kW的热泵，设备安装于地下一层工艺柜室；低区使用3台制热量为81kW的热泵机组，安装于地下一层和地下二层车库入口处的送风机房内[3]。

为充分利用热泵机组排风的冷量，高中区机组的排风引入洗衣机房，低区机组的排风引入地下车库和制冷机房，解决洗衣机房、地下车库和制冷机房常年温度较高的问题[4]。

高低区机房热水管连通，系统互为备用。

高中区的机房系统平面图如图3：

图3　酒店高中区热水系统改造平面布置图

低区机房系统平面图如图4：

图4　酒店低区热水系统改造平面布置图

生活热水系统改造采用的主要设备参数如表6：

表6　热泵系统主要设备配置表

4　效果对比

2014年5月19日～20日，投资方联合酒店工程部共同对已建成的中央空调冷水机组以及水泵进行测试。测试主要涉及机组的运行效率参数，包括冷水机组及冷冻水泵，并依据测试参数全面评价设备运行效果[5]。

测试期间室外工况：干球温度36.2℃，相对湿度74%，属于典型夏季工况。测试结果如表7：

表7　新冷水机组测试结果

两台冷水主机的平均COP为6.44，在同样夏季工况下，原机组的测试数据如表8：

表8　旧冷水机组测试结果

改造后冷冻水供水温度由原来的13℃下调至8℃，更加符合设计参数。由于供水温度高有利于提高机组运行效率，在不考虑供水温度的前提下，更换的新主机相对于原主机，COP从4.0提高至6.44，提高了61%。此项措施节能率为37.9%。此外，冷冻水供回水温差从改造前的3.7℃，提高至改造后的4.8℃，将大大降低水泵运行电耗。

同时，验证冷冻水泵改造效果，测试结果如表9：

表9　冷冻水泵测试结果

改造后更换的新水泵相对于原水泵，功率从50kW降低至36kW，功率降低了28%。此项措施节能率为28%。

5　经济性分析

5.1制冷机房改造经济性

根据分项计量电表数据，改造前主机的年电耗为167万kWh，按照改造前的同样运行模式，改造共节省主机用电63.3万kWh，折合57.1万元。

根据分项计量电表数据，改造前水泵总的年电耗为65.9万kWh，按照改造前的同样运行模式，改造共节省水泵用电18.45万kWh，折合16.7万元。

5.2生活热水改造经济性

酒店原热水系统采用燃气锅炉作为热源，往期水量消耗统计结果如表10：

表10　往期生活热水水量消耗量统计结果（m3）

以2012年数据为例，2012年生活热水总燃气消耗量为20.6万m3，日均热水用天然气量为564.2m3，天然气单价为4.85元/m3，按照日均热水消耗量72m3计算，原热水系统加热成本为38元/m3。

改造后采用风冷热泵加热热水的方式，采用电能作为驱动力，改造后的测试数据如下：

表11　热泵生活热水能源消耗量统计结果

测试期间，热水加热的平均成本为25.1元/m3，节能率为34%。测试期间属于天气凉爽时间，在广东地区，接近全年平均工况，具有全年计算的基础。

2012年全年生活热水消耗天然气总价为99.91万元；加热同样的生活热水，采用风冷热泵系统后的全年电量消耗预计为65.94万元，可实现年节约运行成本33.97万元。

5.3项目整体经济性分析

汇总节能量计算结果，可以得到本项目整体经济性测算结果如表12所示，项目静态回收期为4.5年。

表12　项目整体经济性测算结果

6　结论

本项目顺利实施了中央空调制冷机房和生活热水改造，改造效果基本达到预期，每年直接节省运行费用107.77万元，静态回收期为4.5年，回收年限较长，但考虑机房设备更新后的保养和维修成本下降、项目运行安全性得到加强、洗衣房和车库的环境得到明显改善等因素，节能改造对酒店的长期运行提供了良好的条件，对于类似的旧建筑改造项目，具有一定的指导意义。

[1]清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告2010[M].北京:中国建筑工业出版社,2010

[2]公共建筑节能设计标准(GB 50189-2005)[S].北京:中国建筑工业出版社,2005

[3]徐邦裕,陆亚俊,马最良.热泵[M].北京:中国建筑工业出版社, 1988

[4]空调通风系统运行管理规范(GB 50365-2005)[S].北京:中国建筑工业出版社,2005

[5]采暖通风与空调调节工程检测技术规程(JGJ 133-2011)[S].北京:中国建筑工业出版社,2011

Central Air-conditioning and Domestic Hot-water System Retrofitting Case Study for One Hotel

CHENG Wen-hui
China Southern Power Grid Synthesis Energy Co.,Ltd.

This research is based on one retrofitting cast study about central air-conditioning and domestic hot-water system for one four-star hotel in Guangdong province.Through the introduction of retrofitting scheme,project effect and economic analysis,this research could help and offer one possibility of retrofitting solution for similar projects.

central air-conditioning,domestic hot-water,retrofitting,energy saving

1003-0344（2015）06-054-4

2014-8-18

程文辉（1965～），男，本科，工程师；广州市天河路45号之六粤能大厦11层（510075）；020-38122701；E-mail:gzcwh888@163.com