DOC《武汉市A酒店的能耗与节能潜力分析》

武汉市A酒店的能耗与节能潜力分析 武汉科技大学 杨运国 李玉云杨金凤 张春枝 张道军 中南建筑设计院 马友才 武汉建筑设计院 陈焰华 摘要 介绍A酒店的中央空调系统,对酒店的能源消耗进行审计和分析,得出酒店主要用能系统的能耗及经济性指标.

采用能耗模拟软件DesignBuilder对A酒店建立模型,模拟计算出该建筑的能耗情况,在此基础上模拟了6项节能措施,分析了其节能效果和节能潜力. 关键词 酒店 能耗分析 节能潜力

1 酒店的基本信息 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13409O,绿化面积6646O,建筑高度为83.85m,建筑密度为39.70%,容积率为4.81[1].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.图1为酒店的外景图.

2 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. 2.1 设备装机容量 表1 空调系统主要设备 设备名称 台数 容量/台 电功率/台 离心式制冷机

4 400USRT

281 kW 热水锅炉

2 5600kW 23.89 kW 冷冻水泵 5(一台备用)

55 kW 冷却水泵 5(一台备用) 45kW 冷却塔

4 2*5.5 kW 锅炉热水循环泵

3 75 kW 采暖循环泵

3 55 kW 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5625.6 kW,单位面积装机容量79.03W/O;

制热锅炉(包括采暖热水和生活热水)的总装机容量为11200 kW,单位面积装机容量157.35W/O.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图2. 杨运国,男,1984年生,武汉科技大学在读硕士,通信地址:武汉市雄楚大街199号,武汉科技大学洪山校区15#,邮编:430070;

电话:15997430514,E-mail:yangyunguo329@163.com 2.2 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. 表2 中央空调水系统设备运行情况 月份 制冷机 冷冻水泵 冷却水泵 冷却塔 每天运行时间 3月 1台主机运行5天 1台 2台 4台 12h 4月 1台主机运行24天,2台2天 1台 2台 4台

12 h 5月 1台主机运行14天,2台运行7天 1台 2台 4台

24 h 6月 2台主机运行,有时10:00~0:00运行1台主机 1台 2台 4台24 h 7月 2台主机运行,有时10:00~0:00运行1台主机 1台 2台 4台24 h 8月 2台主机运行 1台 2台 4台24 h 9月 2台主机运行,有时10:00~0:00运行1台主机 1台 2台 4台24 h 10月 1台主机运行21天,2台2天 1台 2台 4台

24 h 11月 1台主机运行4天 1台 2台 4台

12 h 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. 表3 制冷机实际运行工况下的COP 单台主机 负荷率/%

30 40

50 60

70 80

90 100 COP 2.9 3.1 3.41 3.6 3.84 4.2 5.6 5.3 所占份额/% 2% 20% 12% 33% 20% 13% - - 表4 系统COP 运行主机 制冷量 输入功率 系统COP 单台 879.25 463.74 1.90 2台2243.85 730.36 3.07 装机 5627.20 1583.36 2.75 (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.

3 酒店的能耗及分析 3.1 酒店2006年、2007年度的能耗与指标 该酒店2006年、2007年度的逐月耗能见图3.从图中可看出,该酒店 7月或8月 年耗能量平均指标见表5. 在2007年武汉市被审计的五星级酒店中,该酒店的各项指标均低于武汉市五星级酒店的平均值(由于篇幅问题,其他建筑的能耗另文介绍). 表5 酒店指标 耗煤量 耗水量 运行费用 能源费用/营业额 单位建筑面积 /kgce/(O・年) 单位床位 /kgce/(O・年) 单位建筑面积 /t/(床・年) 单位床位 /t/(床・年) 单位建筑面积 /元/(O・a) 单位床位 /元/(床・a)

728 546 100% 75% 100% 75% 69.51 6796.55 9062.07 3.40 449.59 337.19 169.46 16568.95 22091.93 7.34% 备注:1kWh=11838kJ,1m3天然气=33472 kJ,1kg柴油=42652 kJ. 3.2 酒店各用能系统能耗 该酒店的冷水机组装有单独计量表,厨房厨具、热水锅炉、蒸汽锅炉用天然气均装有单独的计量表,部分电梯有单独的计量仪表,但计量器具仍配备不全,不能采集到各用能系统的能耗,所以,各用能系统的耗能是根据计量仪表、运行记录、计算公式以及经验法统计计算得出(由于篇幅问题,统计方法另文介绍).图4为酒店各用能系统的能耗份额.图中"其他"项用能含照明、动力设备、厨房电气产品、信息系统等设备用电.4 能耗模拟 表7 模拟与审计结果比较/kWh 项目 制冷机 总能耗 模拟

1627179 17641972 审计

1646795 17929672 误差 1.19% 1.60% 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4与图5表示的能耗份额有区别,原因是图4是换算成等价值,图5是换算为热值. 表6 参数设置 外窗 传热系数 /W/(O・K) SHGC 外墙 传热系数 /W/(O・K) 渗透 系数 照明密度 W/O 设备指标 W/O 人员密度 /O/人 新风量 m3/(h・p) 锅炉 热效率 空调系统 COP 3.23 0.76 2.33 0.2

15 15

20 50 0.8 2.7

5 节能潜力分析 表8 采用不同节能措施的节能率/% 照明控制 (3阶段控制法) 外墙外保温 (5M苯板) 外墙内保温 (5M苯板) 外遮阳 加卷帘 提高制冷系统 cop=3.5 提高锅炉 热效率0.9 外墙外保温 +COP3.5 占照明系统 能耗的份额 占采暖空调系统能耗的份额/% 18.30% 7.92% 7.74% 2.86% 8.18% 2.35% 17.21% 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[2],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.

6 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69.51 kgce/(O・年)与经济指标169.46元/(O・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%. 参考文献 [1]陈焰华.高层建筑空调设计实例.北京:机械出版社,P13. [2]孙一坚.空调水系统变流量节能控制.暖通空调.2001,31(6):5~7. [3]清华大学建筑节能研究中心.著.中国建筑节能年度发展研究报告.北京:中国建筑工业出版社,P154.