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摘要：本文结合具体工程，针对酒店中央空调系统节能改造技术做相关探讨，详细阐述了其节能改造方案的内容，并对改造后的经济性及节能性进行分析，以期为有关方面提供参考借鉴。
关键词：中央空调；系统；节能；改造
如今中央空调系统已经成为了各种大型建筑中的标配系统，具有极大的应用价值。由于中央空调耗电量在建筑耗电量中所占比重较大，在提倡降低能源损耗及促进绿色建筑发展的背景下，对中央空调技术进行节能改造就显得意义重大。下面对此进行相关探讨，以提高中央空调节能效应，进一步推广应用。
1 项目概况及改造方案
某酒店原中央空调系统冷源采用2台约克单螺杆式水冷冷水机组，其单台制冷量为1044kW，能效比EER为5.49，二级能效。机组运行额定工况负载侧进出水温度为7/12℃，源侧进出水温度为30/35℃。米用星三角启动独立启动柜，强弱电分开。弱电采用YORK专用电脑板+触摸液晶控制。空调末端采用风机盘管加新风机，2台冷却塔作为夏季排热。原系统采用蒸汽作为酒店冬季采暖，通过附近电厂输送蒸汽，并通过汽水换热器置换热量，提供60℃热水供用户采暖，同时提供全年生活热水。表1为原中央空调系统主要设备表。
通过对该酒店原中央空调系统分析认为，其制冷机房2台单螺杆式冷水机组为一次泵定流量系统，常年定频运行，输出冷量服务于酒店客房及大堂、宴会厅等区域，依靠人工启停设备，存在人工操作的误差及不便，以及空调能耗利用率低费用偏高等问题。冬季依靠蒸汽进行板换供暖，及提供生活热水与洗衣房设备的烘干等功能，电厂蒸汽远距离输送，存在大量的蒸汽泄漏及蒸汽的利用效率低等问题。本项目节能潜力大，改造易实现。通过对现场设备实际考察及对系统运行情况的了解，提出项目改造方案如下：
（1）两台空调主机，将其中的1台单螺杆冷水机组更换为双螺杆地源热泵主机，以满足夏季制冷和冬季供暖兼制取生活热水两种模式的需要。在夏天，根据室外工况选择冷却塔与地源热泵运行方式的切换，并且需考虑冬夏季的热平衡，保证夏季排入土壤中的热量与冬季从土壤中吸取的热量基本均衡，从而防止热堆积现象。
（2）增加中央空调机房智能能效管理控制系统，通过加装必要的温度、压力和流量传感器，检测冷冻机房的各项指标，动态更新空调系统真实的负荷需求。在此基础上，利用运行优化技术，以最经济的方式控制机组产生所需的冷量，并根据室外的工况及室内的温湿度状况，优化冷冻水和冷却水的供水温度。通过智能系统实现智能运行、高效管理、高效节能。
（3）用地源热泵系统辅助太阳能系统制取全部生活用热水。优先采用太阳能热水系统，太阳能系统不能用的季节，采用地源热泵系统提供酒店生活热水。
（4）将循环水泵配置变频器，空调系统可实现在满足末端负荷的前提下水泵自动变频，保证在系统供回水温差一定的情况下，系统水流量随空调负荷变化而不断变化，起到节约电量的目的。
2 改造方案可行性分析
2.1 空调系统改造可行性分析
（1）原空调系统制冷年运行费用
酒店空调系统原2台冷水机组一直运转正常，年维护保养费用约10万人民币。表2为酒店原空调系统当年月用电汇总表，据此统计得酒店制冷总耗电量为913，362kWh，按照电价0.91元/kWh计算，空调年制冷费用为831，159元。
（2）原空调系统制熱年运行费用
原系统采用蒸汽作为酒店采暖及全年生活热水系统的热源。根据酒店管理方提供的年运营数据，酒店制热全年蒸汽用量为2304t，这部分蒸汽包含了酒店厨房及洗衣房用蒸汽，按照8t/月进行计算，则全年酒店冬季采暖及全年生活热水用蒸汽量=2304-（8×l2）=2208t。蒸汽价格取234元/t，则原空调制热年运行费用为516，672元。
（3）改造方案可行性分析
结合改造的可行性和经济性，拟把其中的1台冷水机组变更为地源热泵机组，以满足制冷（进出水温度12/7℃和制热（进出水温度50/55℃两种模式的需求。
对原约克水冷主机进行重新组装，将其中的1台改造为土壤源地埋管螺杆式地源热泵。地埋管系统埋管形式为双U型竖埋，地埋管深度100m，所需占地面积约为7500m2。经计算，设计孔数为200个。地源热泵主机主要参数见表3。
更换新的地源热泵主机后，制冷能力为1230kW，能效比COP值为5.694，制热能力为1228kW，均大于原暖通设计图纸所能满足的冷热负荷的要求。
2.2 生活热水系统改造可行性分析
原生活热水系统年运行费用酒店原全年生活用热水系统采用蒸汽加热，通过附近电厂输送蒸汽，并通过汽水换热器换热，提供60℃热水供用户使用。经统计，酒店每天最大生活热水总用量为30t，设计曰均用量15t，全年耗热量及蒸汽用量见表4。由表4可知，全年生活热水蒸汽用量512.4t，蒸汽价格取234元/t，则原生活热水系统年运行费用为119，902元。
（2）改造方案可行性分析
拟用地源热泵系统辅助太阳能系统制取全部生活用热水。优先采用太阳能热水系统，太阳能系统不能用的季节，采用地源热泵系统提供酒店生活热水。太阳能热水系统增加横插式太阳能真空管太阳能集热器。太阳能真空管的尺寸为φ58×1800，集热器的尺寸为2200×3850，共1950根真空管。
生活热水温度取55℃，当地冬季冷水温度取5℃，其他季节冷水温度取15℃，经计算，将30m3生活热水加热到55℃所需要的主机功率约为130kW，由此选配PR040M-GRA地源热泵主机1台，在名义地下环路工况时，制热量144.8kW，制热功率40.4kW。
3 改造后经济性及节能性分析
3.1 改造后运行经济性分析
经改造后，系统运行方式为：夏季，1台螺杆式冷水机组和1台地源热泵主机制冷运行共同解决建筑制冷的需求；冬季，地源热泵主机制热运行提供建筑所需要的热量供室内采暖，酒店生活热水由太阳能热水系统+地源热泵系统联合运行解决，优先采用太阳能热水系统，太阳能系统不能用的季节，采用地源热泵系统提供酒店生活热水。
酒店空调系统在满足建筑最大负荷需求时，空调系统各用电设备情况见表5。
对系统全年制冷/采暖运行费用进行分析计算（电费按0.91元/kWh计算），计算结果见表6。由表6可见，使用地源热泵系统制冷供暖，每年可节约231，440.79元。
系统改造后生活热水年运行费用见表7（电费按0.91元/kWh计算）。
根据当地日照资料太阳能当量为210天。由上述可知，使用地源热泵系统取代原蒸汽系统制取生活用热水，每年可节约88649元。
根据以上分析计算得知，节能改造后，酒店每年可以节省费用32万元。按市场价计算，该节能改造方案的设备采购及安装费用为95万元，得出该技术方案的静态投资回报期为3年。该节能改造技术方案静态投资回报期短，技术方案抗风险的能力强。而该系统可运行10～15年，可获得较大的经济收益。
3.2 改造后节能量计算
改造后，取消了原蒸汽供暖，地源热泵制冷供暖兼制取生活热水，水泵变频运行。计算见表8。
改造后每年可节约运行费用32万元，考虑到蒸汽从电厂传输到酒店的年传输损耗 （此数据为酒店蒸汽热能表读数与电厂管网热能表读数之差），按全国发电标煤消耗342g/kWh计算，相当于可节约标准煤325t/年，减少二氧化碳排放948t/年。
4结语
总之，对酒店中央空调系统进行节能改造，不仅改善了空调系统的运行质量，并且还提高了空调的节能效果，对中央空调的运行以及酒店的经济效益都有着极大的帮助作用，且有利于环境保护，应大力提倡应用。
参考文献
[1]林雷.浅谈中央空调节能控制技术[J].科协论坛.2011（10）.
[2]李海博.中央空调系统节能分析[J].门窗.2014（09）.
关键词：中央空调；系统；节能；改造
如今中央空调系统已经成为了各种大型建筑中的标配系统，具有极大的应用价值。由于中央空调耗电量在建筑耗电量中所占比重较大，在提倡降低能源损耗及促进绿色建筑发展的背景下，对中央空调技术进行节能改造就显得意义重大。下面对此进行相关探讨，以提高中央空调节能效应，进一步推广应用。
1 项目概况及改造方案
某酒店原中央空调系统冷源采用2台约克单螺杆式水冷冷水机组，其单台制冷量为1044kW，能效比EER为5.49，二级能效。机组运行额定工况负载侧进出水温度为7/12℃，源侧进出水温度为30/35℃。米用星三角启动独立启动柜，强弱电分开。弱电采用YORK专用电脑板+触摸液晶控制。空调末端采用风机盘管加新风机，2台冷却塔作为夏季排热。原系统采用蒸汽作为酒店冬季采暖，通过附近电厂输送蒸汽，并通过汽水换热器置换热量，提供60℃热水供用户采暖，同时提供全年生活热水。表1为原中央空调系统主要设备表。
通过对该酒店原中央空调系统分析认为，其制冷机房2台单螺杆式冷水机组为一次泵定流量系统，常年定频运行，输出冷量服务于酒店客房及大堂、宴会厅等区域，依靠人工启停设备，存在人工操作的误差及不便，以及空调能耗利用率低费用偏高等问题。冬季依靠蒸汽进行板换供暖，及提供生活热水与洗衣房设备的烘干等功能，电厂蒸汽远距离输送，存在大量的蒸汽泄漏及蒸汽的利用效率低等问题。本项目节能潜力大，改造易实现。通过对现场设备实际考察及对系统运行情况的了解，提出项目改造方案如下：
（1）两台空调主机，将其中的1台单螺杆冷水机组更换为双螺杆地源热泵主机，以满足夏季制冷和冬季供暖兼制取生活热水两种模式的需要。在夏天，根据室外工况选择冷却塔与地源热泵运行方式的切换，并且需考虑冬夏季的热平衡，保证夏季排入土壤中的热量与冬季从土壤中吸取的热量基本均衡，从而防止热堆积现象。
（2）增加中央空调机房智能能效管理控制系统，通过加装必要的温度、压力和流量传感器，检测冷冻机房的各项指标，动态更新空调系统真实的负荷需求。在此基础上，利用运行优化技术，以最经济的方式控制机组产生所需的冷量，并根据室外的工况及室内的温湿度状况，优化冷冻水和冷却水的供水温度。通过智能系统实现智能运行、高效管理、高效节能。
（3）用地源热泵系统辅助太阳能系统制取全部生活用热水。优先采用太阳能热水系统，太阳能系统不能用的季节，采用地源热泵系统提供酒店生活热水。
（4）将循环水泵配置变频器，空调系统可实现在满足末端负荷的前提下水泵自动变频，保证在系统供回水温差一定的情况下，系统水流量随空调负荷变化而不断变化，起到节约电量的目的。
2 改造方案可行性分析
2.1 空调系统改造可行性分析
（1）原空调系统制冷年运行费用
酒店空调系统原2台冷水机组一直运转正常，年维护保养费用约10万人民币。表2为酒店原空调系统当年月用电汇总表，据此统计得酒店制冷总耗电量为913，362kWh，按照电价0.91元/kWh计算，空调年制冷费用为831，159元。
（2）原空调系统制熱年运行费用
原系统采用蒸汽作为酒店采暖及全年生活热水系统的热源。根据酒店管理方提供的年运营数据，酒店制热全年蒸汽用量为2304t，这部分蒸汽包含了酒店厨房及洗衣房用蒸汽，按照8t/月进行计算，则全年酒店冬季采暖及全年生活热水用蒸汽量=2304-（8×l2）=2208t。蒸汽价格取234元/t，则原空调制热年运行费用为516，672元。
（3）改造方案可行性分析
结合改造的可行性和经济性，拟把其中的1台冷水机组变更为地源热泵机组，以满足制冷（进出水温度12/7℃和制热（进出水温度50/55℃两种模式的需求。
对原约克水冷主机进行重新组装，将其中的1台改造为土壤源地埋管螺杆式地源热泵。地埋管系统埋管形式为双U型竖埋，地埋管深度100m，所需占地面积约为7500m2。经计算，设计孔数为200个。地源热泵主机主要参数见表3。
更换新的地源热泵主机后，制冷能力为1230kW，能效比COP值为5.694，制热能力为1228kW，均大于原暖通设计图纸所能满足的冷热负荷的要求。
2.2 生活热水系统改造可行性分析
原生活热水系统年运行费用酒店原全年生活用热水系统采用蒸汽加热，通过附近电厂输送蒸汽，并通过汽水换热器换热，提供60℃热水供用户使用。经统计，酒店每天最大生活热水总用量为30t，设计曰均用量15t，全年耗热量及蒸汽用量见表4。由表4可知，全年生活热水蒸汽用量512.4t，蒸汽价格取234元/t，则原生活热水系统年运行费用为119，902元。
（2）改造方案可行性分析
拟用地源热泵系统辅助太阳能系统制取全部生活用热水。优先采用太阳能热水系统，太阳能系统不能用的季节，采用地源热泵系统提供酒店生活热水。太阳能热水系统增加横插式太阳能真空管太阳能集热器。太阳能真空管的尺寸为φ58×1800，集热器的尺寸为2200×3850，共1950根真空管。
生活热水温度取55℃，当地冬季冷水温度取5℃，其他季节冷水温度取15℃，经计算，将30m3生活热水加热到55℃所需要的主机功率约为130kW，由此选配PR040M-GRA地源热泵主机1台，在名义地下环路工况时，制热量144.8kW，制热功率40.4kW。
3 改造后经济性及节能性分析
3.1 改造后运行经济性分析
经改造后，系统运行方式为：夏季，1台螺杆式冷水机组和1台地源热泵主机制冷运行共同解决建筑制冷的需求；冬季，地源热泵主机制热运行提供建筑所需要的热量供室内采暖，酒店生活热水由太阳能热水系统+地源热泵系统联合运行解决，优先采用太阳能热水系统，太阳能系统不能用的季节，采用地源热泵系统提供酒店生活热水。
酒店空调系统在满足建筑最大负荷需求时，空调系统各用电设备情况见表5。
对系统全年制冷/采暖运行费用进行分析计算（电费按0.91元/kWh计算），计算结果见表6。由表6可见，使用地源热泵系统制冷供暖，每年可节约231，440.79元。
系统改造后生活热水年运行费用见表7（电费按0.91元/kWh计算）。
根据当地日照资料太阳能当量为210天。由上述可知，使用地源热泵系统取代原蒸汽系统制取生活用热水，每年可节约88649元。
根据以上分析计算得知，节能改造后，酒店每年可以节省费用32万元。按市场价计算，该节能改造方案的设备采购及安装费用为95万元，得出该技术方案的静态投资回报期为3年。该节能改造技术方案静态投资回报期短，技术方案抗风险的能力强。而该系统可运行10～15年，可获得较大的经济收益。
3.2 改造后节能量计算
改造后，取消了原蒸汽供暖，地源热泵制冷供暖兼制取生活热水，水泵变频运行。计算见表8。
改造后每年可节约运行费用32万元，考虑到蒸汽从电厂传输到酒店的年传输损耗 （此数据为酒店蒸汽热能表读数与电厂管网热能表读数之差），按全国发电标煤消耗342g/kWh计算，相当于可节约标准煤325t/年，减少二氧化碳排放948t/年。
4结语
总之，对酒店中央空调系统进行节能改造，不仅改善了空调系统的运行质量，并且还提高了空调的节能效果，对中央空调的运行以及酒店的经济效益都有着极大的帮助作用，且有利于环境保护，应大力提倡应用。
参考文献
[1]林雷.浅谈中央空调节能控制技术[J].科协论坛.2011（10）.
[2]李海博.中央空调系统节能分析[J].门窗.2014（09）.