酒店新风和空调优化控制问题

1 温度
2 相对湿度
3 洁净度
4 新鲜度
新鲜度着重强调含氧量及CO2浓度。
室内空气品质的要素
室内空气的温度、湿度、清洁度、新鲜度和气流速度这五个“度”构成了室内空气品质的五个基本要素。
根据GB/T1883-2002室内空气质量标准规定：室内空气CO2日平均浓度不能超过0.1%。CO2浓度含量会影响人类的生活作息，CO2浓度含量与人体生理反应如下：
350～450ppm：同一般室外环境。
350～1000ppm：空气清新，呼吸顺畅。
1000～2000ppm：感觉空气浑浊，并开始觉得昏昏欲睡。
2000～5000ppm：感觉头痛、嗜睡、呆滞、注意力无法集中、心跳加速、轻度恶心。
大于5000ppm：可能导致严重缺氧，造成永久性脑损伤、昏迷、甚至死亡。



1 风量：单位时间内处理的空气流量。m?/h
2 热交换效率的定义：
热交换器效率%=（新风空气焓值-送风空气焓值）/（新风空气焓值-室内回风空气焓值）x100%。
3、热交换方式：
显热交换：只可以交换热量，不可以交换湿度。
全热交换：即可交换热量也可以交换湿度。
全热交换就是使不同温度的介质进行冷热变换，其功能就是通过换热器达到不同介质的使用温度，夏季运行时，新风从空调排风获得冷量，使温度降低，同时被空调风干燥，使新风含湿量降低；冬季运行时，新风从空调室排风获得热量，温度升高，同时被空调室排风加湿。
4．室内温度与舒适度的关系
室内空气的冷热程度以温度来衡量。
国内外的研究均有统计结论，即室内空气温度在20～26 ℃时，属于对人体舒适的温度范围。同时舒适度与人的衣着、习惯、活动量、健康状况、年龄和周围空气流速、空气相对湿度与人体周围物体的表面温度有关。
夏季将室温降到24 ℃以下或在冬季将室温升至24度以上，人体的舒适度没有明显改善。但将导致空调和采暖能耗明显增加。
GB18883-2002“室内空气质量标准”中规定：夏季空调房间室内相对湿度为40～80％；冬季采暖房间室内相对湿度为30～60％。
5.室内空气新鲜度
室内空气新鲜度即空气新鲜程度，改善室内空气新鲜度主要依靠引进室外新鲜空气来达到。这里引入的室外新鲜空气就称为“新风”。
引入新风能保持室内氧气平衡；能降低人体新陈代谢产生的二氧化碳浓度；能保持室内空气的新鲜程度；能稀释室内各种污染物；能使空调房间形成正压。
6.如何判别室内空气新鲜度
以人为空调服务主体的建筑物通常用室内二氧化碳浓度来间接表示室内空气新鲜度。
人对新风的需求与运动量有关。
正常空气中含氧量21％，含二氧化碳量320PPM。

6.密闭房间内二氧化碳增加对人体的影响远大于氧气减少
很多人往往认为人员密集场合室内空气污浊的原因是缺乏氧气。
通过以典型四星级酒店客房的计算为例来说明。设定旅客双人在该客房内休息，客房面积为30平米，层高3米。室内氧气本底浓度21％，室内二氧化碳本底浓度320PPM。人员新陈代谢吸入氧气0.0146立米/时并呼出二氧化碳0.013立米/时。安全呼吸氧气浓度18％，空气新鲜度一级时二氧化碳700PPM，空气新鲜度满足空气质量标准限度二氧化碳1000PPM。
根据上述条件可知：密闭客房内可供呼吸的氧气量为30×3×（21－18）％＝2.7立米。
双人休息时达到安全呼吸值含氧18％的时间为2.7÷(0.0146×2)=92.5小时。
该房间二氧化碳达到室内空气质量标准的增量值为30×3×（0.1-0.032)%=0.0612立米。
双人休息时二氧化碳浓度达到室内空气质量标准1000PPM的时间为0.0612÷(0.013×2)=2.35小时。
该房间二氧化碳达到一级新鲜度空气质量标准时的增量值为30×3×（0.07-0.032)%=0.0342立米。
双人休息时二氧化碳浓度达到一级新鲜度空气质量标准700PPM的时间为0.0342÷(0.013×2)=1.32小时。
三、旅馆室内空气标准
GB9663-1996旅店业卫生标准与GB18883-2002室内空气质量标准

室内空气清洁度
室内空气清洁度指空气清洁的程度。它是室内受污染的空气相对于自然的空气而言的。
尘埃粒子、气体污染物和细菌等微生物是公认的三大空气污染物。在GB9663“旅店业卫生标准”和GB18883“室内空气质量标准”中均提出了多个相关的指标。GB9663提出了八种，GB18883提出了十五种。
室内空气速度
室内空气速度是室内空气品质的要素之一。夏季时室内空气流速大些，可促进人体散热。而冬季室内空气流速较大时人的体感较冷。
室内空气流速与污染物扩散和稀释的关系很大。但流速太大时也会带来室内积尘飞扬而造成污染扩大。
GB18883规定室内空气流速≤ 0.3米/秒。三星级以上宾馆室内空气流速0.1~0.3米/秒。
四、饭店空调系统优化
GB50189中5.3.1规定：使用时间、温度、湿度等要求条件不同的空调区，不应划分在同一个空调风系统中。
风系统划分原则，GB50019的6.2.3也有类似的规定。
在很多实际工程中，一些设计人往往只注意温度、湿度基数的一致性，而忽视了不同空调区在使用时间等要求上的区别，出现把使用要求不同（如明显地不同时使用）的空调区划分在同一空调风系统中（VAV除外）的情况，不仅给运行与调节造成困难，同时也增大了能耗，为此强调根据使用要求来划分空调风系统。
实际工程中存在的典型不合理情况：
商场与餐厅合用风系统：运行时间和温湿度不同，且易串味。
办公室与餐厅合用风系统：运行时间和温湿度不同，且易串味。室内噪声要求也不同。
特殊用途的房间空调风系统应独立设置：
大型会议室和多功能厅：使用率低，应独立按使用区域设置空调风系统。
计算机房：工艺决定温湿度和洁净度，且往往是全年连续制冷运行。
GB50189中5.3.2规定，房间面积或空间较大、人员较多或有必要集中进行温、湿度控制的空气调节区，其空气调节风系统宜采用全空气空气调节系统，不宜采用风机盘管系统。
主要考虑四个因素：
（1）过渡季节利用新风节能；
（2）集中控制较为简单、可靠。更合理。
（3）运行管理和维护的方便性。
（4）空气集中处理易于改善空气质量。
GB50189中5.3.6：设计定风量全空气空气调节系统时，宜采取实现全新风运行或可调新风比的措施。新风量的控制与工况的转换，宜采用新风和回风的焓值控制方法。
空气调节系统设计时不仅仅应只考虑到设计状态。在过渡季，空气调节系统采用全新风或增大新风比运行，都可以有效地改善空调区内空气的品质，大量节省空气处理所需消耗的能量，应该大力推广应用。但要实现全新风运行，设计时必须认真考虑新风取风口和新风管所需的截面积，妥善安排好排风出路，并应确保室内必须保持的正压值。
应明确的是：“过渡季”指的是与空气的室内、外参数相关的一个空气调节工况分区范围，其确定的依据是通过室内、外空气参数的比较而定的。由于空气调节系统全年运行过程中，室外参数总是处于一个不断变化的动态过程之中，即使是夏天，在每天的早晚也有可能出现“过渡季”工况（尤其是全天二十四小时使用的空气调节系统），因此“过渡季”绝不能理解为一年中自然的春、秋季节。
GB50189中5.3.8：在人员密度相对较大且变化较大的房间，宜采用新风需求控制。即根据室内CO2浓度检测值增加或减少新风量，使CO2浓度始终维持在卫生标准规定的限值内。
二氧化碳是室内空气品质关于新鲜度的一个指标值。ASHRAE62-2001标准的第6.2.1条中阐述了“如果通风能够使室内的二氧化碳浓度不超出室外二氧化碳浓度的700ppm，人类生物散发方面的舒适性（气味）标准是可以满足的。”考虑到我国室内空气品质标准中没有采纳“室外CO2浓度＋700ppm＝室内允许浓度”的定义方法，因此将ASHRAE62-2001的条文做了修正。我国已有建筑采用了新风需求控制（如上海浦东国际机场候机大厅）。要注意的是：如果只变新风量、不变排风量，有可能造成部分时间室内负压，反而增加能耗，因此排风量也应适应新风量的变化以保持房间的正压。
GB50189中5.3.9当采用人工冷、热源对空气调节系统进行预热或预冷时，新风系统应能关闭。当采用室外空气进行预冷时，应尽量利用新风系统。
适用对象：非24小时连续运行的空气调节系统。
对整体建筑而言，以人工冷热源预热和预冷时关闭新风能够更快地达到所要求的室内参数。减少不必要的新风能耗。
对空气调节区域或者空气调节房间而言，预冷过程应考虑室外空气的温湿度问题。如果室外空气的湿度很高，尽管引入它可以预冷室内温度，但也带来室内湿度过大反而引起人员不适。反过来又要用更多的人工冷源来除湿。所以预冷时应该对室内外空气参数做实时比较，通过自控来实现这个做法是成熟合理的做法。
GB50189中5.3.12：设计风机盘管系统加新风系统时，新风宜直接送入各空气调节区内，不宜经过风机盘管机组后再送出。
新风直接送入房间并合理分配到人员的停留部位，对于提高送新风的清洁度和降低新风年龄、保证室内各人员的卫生条件都是有利的。
新风送入风机盘管机组可能出现的问题是：
（1）新风量会发生变化而可能造成新风量不足。
（2）降低了风机盘管机组对房间的制冷制热能力。
（3）相对于新风直接送入房间减小了房间的换气次数。
GB50189中5.3.14建筑物内设有集中排风系统且符合下列条件之一时，宜设置排风热回收装置，排风热回收装置（全热和显热）的额定热回收效率不应低于60％。
1 .送风量≥3000立米/时的直流式空气调节系统，且新风与排风的温度差≥8℃；
2. 设计新风量≥4000立米/时的空气调节系统，且新风与排风的温度差≥8℃；
3. 设有独立新风和排风的系统。
排风中的能量十分可观，加以回收利用可以取得很好的节能效益和环境效益。长期以来，业内人士往往单纯地从经济效益方面来权衡热回收装置的设置与否，若热回收装置投资的回收期稍长一些，就认为不值得采用。时至今日，考虑问题的出发点已提高到了保护全球环境这个高度，而节省能耗就意味着保护环境，这是人类面临的头等大事。在考虑其经济效益的同时，更重要的是必须考虑节能效益和环境效益。因此，在有条件（如有合适的机房面积，风管布置较为合理等）时应优先考虑。
GB50189中5.3.15：有人员长时间逗留且不设置集中新风、排风系统的空气调节房间，宜在各空气调节区（房间）分别安装带热回收功能的双向换气装置。
采用双向换气装置，让新风与排风在装置中进行显热或全热交换，可以从排出空气中回收55％以上的热量和冷量，有较大的节能效果，因此应该提倡。人员长期停留的房间一般是指连续使用超过3小时的房间。
GB50189中5.3.18：空气调节冷、热水系统的设计应符合下列规定：
1.宜采用闭式循环水系统；
2. 只要求按季节进行供冷和采暖转换的空气调节系统，应采用两管制水系统；
3. 当建筑物内有些空气调节区需全年供冷水，有些空气调节区则冷、热水定期交替供应时，应采用分区两管制水系统；
4. 全年运行过程中，供冷和采暖工况频繁交替转换或需同时使用的空气调节系统，宜采用四管制水系统；
5. 系统较小或各环路负荷特性或压力损失相差不大时，宜采用一次泵系统；在经过包括设备的适应性、控制系统方案等技术论证后，在确保运行安全可靠且具有较大的节能潜力和经济性的前提下，一次泵可采用变速调节的方式；
6.系统较大、阻力较高、各环路负荷特性或压力损失相差悬殊时，应采用二次泵系统；二次泵宜根据流量需求的变化采用变速变流量调节方式；
7. 冷水机组的冷水供、回水设计温差不应小于5℃。在技术可靠、经济合理的前提下尽量加大冷水冷水供、回水温差。
8.空气调节水系统的定压和膨胀，宜采用高位膨胀水箱方式。
闭式循环系统不仅初投资比开式系统少，输送能耗也低，所以推荐采用。
仅季节变化时要求相应作供冷／采暖空调工况转换的空调系统，采用两管制水系统，工程实践己充分证明完全可以满足使用要求，因此予以推荐。
规模较大的建筑，由于存在负荷特性不同的外区和内区，往往存在需要同时分别供冷和采暖的情况，常规的两管制显然无法同时满足以上要求。这时，若采用分区两管制系统（分区两管制水系统，是一种根据建筑物的负荷特性，在冷热源机房内预先将空气调节水系统分为专供冷水和冷热合用的两个两管制系统的水系统制式），就可以在同一时刻分别对不同区域进行供冷和供热，这种系统的初投资比四管制低，管道占用空间也少，因此推荐采用。
采用一次泵方式时，管路比较简单，初投资也低，因此推荐采用。过去，一次泵与冷水机组之间都采用定流量循环，节能效果不大。近年来，随着制冷机的改进和控制技术的发展，通过冷水机组的水量己经允许在较大幅度范围内变化，从而为一次泵变流量运行创造了条件。为了节省更多的能量，也可采用一次泵变流量调节方式。但为了确保系统机设备的运行安全可靠，必须针对设计的系统进行充分的论证，尤其要注意的是设备（冷水机组）的变水量运行要求和所采用的控制方案及相关参数的控制策略。

当系统较大、阻力较高，且各环路负荷特性相差较大，或压力损失相差悬殊（差额大于50 千帕）时，如果采用一次泵方式，水泵流量和扬程要根据主机流量和最不利环路的水阻力进行选择，配置功率都比较大；部分负荷运行时，无论流量和水流阻力有多小，水泵（一台或多台）也要满负荷配合运行，管路上多余流量与压头只能采用旁通和加大阀门阻力予以消耗，因此输送能量的利用率较低，能耗较高。如采用二次泵方式，二次水泵的流量与扬程可以根据不同负荷特性的环路分别配置，做到“量体裁衣”，极大地避免了无为的浪费。而且二次泵的设置不影响制冷主机规定流量的要求，可方便地采用变流量控制和各环路的自由启停控制，负荷侧的流量调节范围也可以更大；尤其当二次泵采用变频控制时，其节能效果更好。

冷水机组的冷水供回水设计温差通常为5℃。近年来许多研究结果表明：加大冷媒水供回水设计温差，输送系统减少的能耗大于冷机传热效率下降增加的能耗，具有一定的节能效益。由于加大冷水供回水温差，造成系统各环节的运行参数发生变化，因此，应进行技术经济的分析比较后确定。
采用高位水箱定压，具有安全、可靠、几乎不消耗电力、初投资低等优点，因此推荐优先采用。
GB50189中5.3.19：选择两管制空气调节冷、热水系统的循环水泵时，冷水循环泵和热水循环泵宜分别设置。
通常，空调系统冬季和夏季的循环水量和系统的压力损失相差很大，如果勉强合用，往往使水泵不能在高效率区运行，或使系统工作在小温差、大流量工况之下，导致能耗增大，所以一般不宜合用。但若冬、夏季循环水泵的运行台数及单台水泵的流量、扬程与冬、夏系统工况相吻合，冷水循环泵可以兼作热水循环泵使用。
GB50189中5.3.20：空气调节冷却水系统设计应符合下列要求：
1.具有过滤、缓蚀、阻垢、杀菌、灭藻等水处理功能；
2.冷却塔应设置在空气流通条件好的场所；
3.冷却塔补水总管上设置水流量计量装置。
强调冷却水处理措施的目的是为了提高传热效果；
对冷却塔设置场所的要求也是为了提高传热效果，保证冷却塔的有效通风量。
设置补水量计量装置是为了解“飘水”和失水的情况，加强对补水系统的管理，降低补水能耗和减少浪费。
GB50189中5.5.1集中采暖与空气调节系统，应进行监测与控制，其内容可包括参数检测、参数与设备状态显示、自动调节与控制、工况自动转换、能量计量以及中央监控与管理等。具体内容应根据建筑功能、相关标淮、系统类型等通过技术经济比较确定。
为了节省运行中的能耗，供热与空气调节系统应配置必要的监测与控制。但实际情况错综复杂，作为一个总的原则，设计时要求结合具体工程情况通过技术经济比较确定具体的控制内容。
GB50189中5.5.2：间歇运行的空气调节系统，宜设自动启停的控制装置；控制装置应具备按预定时间进行最优启停的功能。
对于间歇运行的空气调节系统，在保证使用期间满足要求的前提下，尽量提前系统运行停止时间和推迟系统运行启动时间，是节能的重要手段。通常，加热和冷却设备的设计容量，是按设计条件下的负荷（最大负荷）预热或预冷2～3h的容量考虑的，由于实际上系统大部分时间处于部分负荷条件下运行，所以实际预运行的时间有很大变化。采用最优启停时间控制功能，可队根据室内外条件和房间势特性伺动决定最短的启动时间和停止运行的提前时间，达到最大限度的节能。
GB50189中5.5.3：对建筑面积20000平方米以上的全空气调节建筑，在条件许可的情况下，空气调节系统、通风系统，以及冷、热源系统宜采用直接数字控制系统。
DDC控制系统从八十年代后期开始进入国内，已经经过约20年的实践，证明其在设备及系统控制、运行管理等方面具有较大的优越性且能够较大的节约能源，大多数工程项目的实际应用过程中都取得了较好的效果。就目前来看，多数大、中型工程也是以此为基本的控制系统形式的。
GB50189中5.5.4：冷、热源系统的控制应满足下列基本要求：
1.对系统的冷、热量的瞬时值和累计值进行监测，冷水机组优先采用由冷量优化控制运行台数的方式；
2. 冷水机组或热交换器、水泵、冷却塔等设备连锁起停；
3.对供、回水温度及压差的控制或监测；
4.设备运行状态的监测及故障报警；
5.技术可靠时，宜考虑冷水机组出水温度优化设定。
1．目前许多工程采用的是总回水温度来控制，导致结果是由于温度传感器的精度问题而使系统控制的精度下降（设备起停发生延后或者提前的情况，对运行节能和使用效果都可能产生影响）。因此采用冷量来控制冷水机组的运行台数，是目前最合理和节能的控制方式。但是，由于计量冷量的元器件和设备价格较高，因此规定在有条件时（如采用了DDC控制系统时），优先采用此方式。同时，台数控制的基本原则是：
（1）让设备尽可能处于高效运行；
（2）让相同型号的设备的运行时间尽量接近以保持其同样的运行寿命（通常优先启动累计运行小时数最少的设备）；
（3）满足用户侧低负荷运行的需求。
2．设备的连锁起停主要是保证设备的运行安全性。冷冻机出水温度优化设定策略描述如下：确定冷冻水出水温度的可变化范围（如2 ℃ ）；确定用于参考的冷冻水回水温度参考点（如12 ℃ ）；检测若干个空调机组（有代表性的，比如靠近末端的或重要区域的机组）的水阀的开度，如所有水阀的开度均未达到100%开度且冷冻水回水温度低于其参考点，逐步调高冷冻水出水温度。反之，如有超过一个水阀的开度达到100%，并且冷冻水回水温度超过其参考点，则逐步调低冷冻水出水温度。控制方案需在楼宇自控与冷冻机控制系统实施集成的条件下进行。
3．目前绝大多数空气调节水系统控制是建立在变流量系统的基础上的，冷热源的供回水温度及压差控制在一个合理的范围内是确保采暖空调系统的正常运行的前提，当供回水温度及压差过度的话，将会造成能源浪费，甚至系统不能正常工作，必须对它们加以控制与监测。回水温度主要是用于监测（回水温度的高低由用户侧决定）和高（低）限报警。对于冷冻水而言，其供水温度通常是由冷水机组自身所带的控制系统进行控制，对于热水系统来说，当采用换热器供热时，供水温度应在自动控制系统中进行控制；如果采用其它热源装置供热，则要求该装置应自带供水温度控制系统。
4．设备运行状态的监测及故障报警是冷、热源系统监控的一个基本内容。
5．冷冻机出水温度优化设定策略描述如下：确定冷冻水出水温度的可变化范围（如2℃）；确定用于参考的冷冻水回水温度参考点（如12℃）；检测若干个空气调节机组（有代表性的，比如靠近末端的或重要区域的机组）的水阀的开度，如所有水阀的开度均未达到100%开度且冷冻水回水温度低于其参考点，逐步调高冷冻水出水温度。反之，如有超过一个水阀的开度达到100%，并且冷冻水回水温度高于其参考点，则逐步调低冷冻水出水温度。此控制方案需在楼宇自控与冷冻机控制系统实施集成的条件下进行。
6．由于工程的情况不同，上述内容可能无法完全包含一个具体的工程中的监控内容（如一次水供回水温度及压差、定压补水装置、软化装置等等），因此设计人还要根据具体情况确定一些应监控的参数和设备。
GB50189中5.5.5：总装机容量较大、数量较多的大型工程冷、热源机房，宜采用机组群控方式。
机组群控是冷、热源设备节能运行的一种有效方式。例如：离心式、螺杆式冷水机组在某些部分负荷范围运行时的效率高于设计工作点的效率，因此简单地按容量来确定运行台数，并不一定是最节能的方式；在许多工程中，采用了冷、热源设备大、小搭配的设计方案，采用群控方式，合理确定运行模式对节能是非常有利的。又如，在冰蓄冷系统中，根据负荷预测调整制冷机和系统的运行策略，达到最佳移峰、节省运行费用的效果，这些均需要进行机房群控才能实现。