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背景介绍
1.1 背景说明
上海瑞吉红塔大酒店位于上海市浦东新区，于2001年7月建成，是一个现代化的五星级酒店，建筑面积约59 000m²。约克（中国）商贸能源技术团队2010年对上海瑞吉红塔大酒店进行现场调查，主要针对当前的能源使用状况，设备运行状况以及运行中存在的一些问题进行了详细的调查。技术人员收集了包括设备参数和运行时间在内的众多技术数据，并对现场运行的设备进行了测试。通过对这些资料和数据进行整理和分析，发现目前物业管理水平较高，但是通过采用合理的节能技术和新能源技术，还是存在较大的节能潜力。在项目整体方案开发过程中，约克中国秉承着开放，合作与共赢的合作方式，充分考虑到红塔大酒店能耗使用特点和能源使用的方方面面，针对各个系统充分挖掘节能潜力，充分利用现有先进技术，进行方案的整合与优化，达到项目节能潜力最大，方案全面，力争将红塔大酒店打造成为上海市标志性的绿色，节能建筑典范。
1.2节能技术
根据现场调查、历史数据分析，以及测试数据分析，提出以下饭店节能解决方案技术措施。以2009年能耗费用作为基础，酒店在实施本项目后每年将节约运行费用为：RMB 1 300 000元，占全年总能耗的15%，项目合同能源管理周期为6～7年。
节能技术的应用
2.1 空调机房群控技术
（1）节能分析
传统的空调机房控制模式一般是通过人工对空调机组，冷却水泵，冷冻水泵，冷却塔等进行手动启停，人工匹配；或者采用半自动的方式，使空调机组，冷却水泵，冷冻水泵，冷却塔各自自成一套系统。
然而，这种方式存在较大的能源浪费，人工操作一般是根据开机预排与习惯进行操作，而各系统的控制方式则更是没有考虑到冷水机组水泵等的匹配优化。亟需一套总体的控制系统能够根据冷水机组自身的运行情况和运行参数，冷冻水循环系统总管的温度、流量和压力，冷冻水泵的运行和故障参数，冷却水循环系统总管的温度，冷却水泵和冷却塔风机的运行和故障参数，以及冷冻、冷却水路的电动阀门的开关状态等从综合的角度做出最优化机房启停控制，从而有效节约能耗。
（2）方案实施
原先大厦的冷冻水系统和冷却水系统，尽管配置了变频驱动器，但其变频的调节实施仍然靠手工设定完成。此次改造升级了制冷机房的智能群控系统，主要范围包括：冷冻水系统一次泵变流量系统升级，冷却水系统自动变频控制系统升级，冷却塔系统自动变频控制系统升级，以及采用智能化的现场传感器、现场控制器、网络控制引擎、工作站及所需通讯模块等辅助设备；与原系统相比，改造后的水系统实现了水泵的自动变频调节，实现参数测量记录，能量调节，全面控制。从而采用最佳的方式开启机房设备，达到无人机房的要求。
2.2 楼宇自动化控制系统升级
（1）节能分析
随着科学技术的飞速发展，楼宇自动化控制系统（BAS）已经能够实现智能化，其目标是对建筑物的机电设备采用现代计算机技术进行全面有效的监控和管理，以确保建筑物内有一个舒适和安全的环境，实现高效节能的管理要求。然而，过去所建造的大多数楼宇对空调设备的开启和运行都依靠现场工程师的经验手动调节，且设备运行状态无法适应负荷变化，这对楼宇设备的管理及能耗的使用分析造成诸多不便。
（2）方案实施
此次对红塔大酒店已有的楼宇自控化控制系统升级后，将改变现在空调设备的开启和运行都依靠现场工程师的经验手动调节，且设备运行状态无法适应负荷变化的局面。通过预先设置部分参数，BAS系统即可对设备的启停和运行调节实施精确控制，在满足室内环境要求的前提下实现节能运行，并减少工程师的工作量，节约机组能耗，通过监测楼宇自动化控制系统，可以根据室外空气温、湿度，冷却水出水温度，冷却水回水温度，冷却水泵启停状态，冷却塔风机启停状态，冷却塔电磁两通阀开启状态，手动/自动状态，自动优化控制冷却水泵、冷却塔的启停。
通过监测供水主管出水温度，回水主管回水温度，供水主管冷冻水流量，返回机组的冷冻水流量，水路末端冷冻水压差，冷冻水泵启停状态，冷冻水泵运行频率，冷水机组启停状态，手动/自动状态，自动优化控制冷冻水泵，冷水机组启停及变频情况。
通过监测室外空气温、湿度，室内温度，室内CO2浓度，送风温度，新风阀位，回风阀位，空调箱开关状态，空调风机变频器频率，手动/自动状态。自动优化控制空调箱，冷水盘管，风机变频器及阀门调节。
在增加了BAS之后，可以有效的改善目前冷冻站系统运行和末端设备运行相对独立的状态，实现整个空调系统作为一个整体最大限度的实现高能效运行。所有监控参数均可在中央计算机和本地控制器上设定。同时自控系统保留手动控制功能，可在调试、检修、运行期间对各设备分别进行控制。
2.3冷水机组变频控制技术
（1）节能分析
建筑物大楼的空调冷负荷一天中存在不同时刻的负荷差别，一年中存在不同季节的负荷差别。对于空调系统而言，不同时刻的负荷变化更明显，日间负荷大，晚间负荷小。
而中央空调冷水机组的冷量匹配往往能满足建筑物的最大负荷需求，致使中央空调冷水机组在99%左右的运行时间内，都运行在部分负荷状态。由于考虑到极端天气的需要，通常冷水机组的设计标准，还留有一定的冷量余量，这些为变频离心式冷水机提供了广泛的天地。
通常认为：压缩机的能耗=冷媒流量×压缩机压头（即压缩机的效率），其中，冷媒流量与电机转速的一次方成正比，压缩机压头与电机转速的二次方成正比，所以,压缩机的能耗与电机转速的三次方程正比。电机的转速和供电的频率相关，这说明：
当频率降低，电机转速稍有降低，压缩机的能耗急剧下降。
例如当频率由50Hz下降到40Hz时，能耗减少近一半。
而恒速离心机在部分负荷时转速保持不变，采用的是将进气导叶关小。白白浪费能耗。
（2）方案实施
本方案结合目前红塔大酒店冷源机房约克制冷主机的运行情况,通过对加装VSD装置后的变频机组和定频机组的能耗值比较，计算出全年的一个节能量，全年可以节省的运行费用，分析其对于红塔大酒店的经济效益情况。约克变频离心机几千个工程的应用表明：同容量工程，变频离心机节能显著，年运行费用节省30%左右，投资回报期短，节能效果显著。另一方面，变频离心机提高了电源功率因数，优化机组启动性能，提高机组效率。同时，冷水机组变频技术还具有有效的避免尖峰电流的冲击，优化机组启动性能，延长设备寿命，提高机组运行性能，避开喘振点，降低噪音等诸多优点。
2.4 冷冻水泵变频控制技术
（1）节能分析
冷冻水泵的变频控制是VPF系统（Variable-Primary-Flow System）的一个重要环节，其控制原理可简述为：以供回水总管末端最不利的压差设定值作为控制目标，以该处的压差测量值作为过程检测变量，以变频调速水泵作为控制系统的执行机构，对冷冻水供水进行PID调节控制，控制目标是使过程检测变量趋近于设定值。
随着用户端空调负荷的减少，压差控制冷冻水泵进行变频，空调水流量相应减少，当流量太小时，水泵容易产生热能堆积，径向、轴向推力增加，从而容易损害水泵的轴承、轴封，影响水泵寿命，须设置一最小流量的限制以防止低流量造成的负面效果。
（2）方案实施
本方案采用VPF系统改造，与一/二次泵变频控制原理比，VPF系统水泵压差控制基本点相似，但增加了水量变化速率，最小转速限定等控制环节。在VPF系统设计中，旁通管及其控制调节阀门是一重要环节，其唯一的作用就是确保流经每台工作的冷冻机蒸发器的冷冻水流量在任何情况下均不低于设备所要求的最小流量，基于此点，应注意旁通管规格确定、控制阀门的选择以及系统响应时间等诸多要素，以期达到稳定运行之目的。此方案与一般的水泵变频的不同之处，就在于它能够读取冷水机组及末端参数状态，从而使得此方案能够融入整个系统之中，从而更有利于优化能效。
2.5 锅炉供热系统热回收
（1）节能分析
与多数酒店一样，改造前红塔大酒店采用蒸汽锅炉制蒸汽，有2台燃气蒸汽锅炉，一用一备。额定蒸发量6.3t/h，蒸汽压力0.7MPa，主要用在空调、洗衣房、洗浴热水、游泳池加热及厨房等。备有冷凝水箱储水量约6m³，现主要冷凝水供锅炉补水。然而蒸汽锅炉的烟气能量未经回收，锅炉烟气中烟气占总生成热量的比重较大，造成了大量的能量浪费。
（2）方案实施
红塔大酒店的用热工况，其洗衣房每天需要大量的热水以及员工浴室也需要部分热水，该部分热水原由蒸汽换热产生热水供应使用。采用烟气余热回收器，则不再耗用此蒸汽，从而有效的节约成本。考察其锅炉房，两蒸汽锅炉的烟道在出烟口处合并烟道。我方烟气余热回收器安装于其总烟道处进行换热，根据其参数值从产品设计方面，控制其出水温度为生活热水需求的50～65℃之间，将产生的热水接入水箱，对洗衣房及员工浴室供应热水。
蒸汽锅炉每天的耗气量分旺季和淡季，旺季为1、2、3、11、12月平均月用气量为67 000 m³，淡季为4、5、6、7、8、9、10月平均月用气为25 000m³。根据庄骏、张红的《热管技术及其工程应用》及能量守恒计算公式：
旺季可以回收热量约3.66万（kcal／h），即可将0.9t/h温度为15℃的水升高至55℃。每天运行24h可产生22t热水。
淡季每小时可以回收热量约1.5万（kcal／h），即可将0.6t/h温度为25℃的水升高至50℃，每天运行24h可生产热水14.4t。
高峰期5个月锅炉产生蒸汽换热需要天然气约5.3m³/h，合计可节约天然气5.3×24×30×5=19 080m³。
低谷期7个月锅炉产生蒸汽换热需要天然气约2.1 m³/h，合计可节约天然气2.1×24×30×7=10 584 m³。
合计一年节约29 664 m³/h天然气。当地天然气价格3.9元/ m³，年可节约天然气费用29 664×3.9=115 689.6（元）。
2.6 洗衣房热能使用优化
（1）节能分析
如果锅炉压力运行在 1.0Mpa，2台10t/h 锅炉的最大瞬时连续排污量可达3 150kg/h。此时锅炉排污水在闪蒸，罐内因降压产生14.6%的二次蒸汽，所含热量占锅炉连排热量的43.6%，而这项热量耗用一般没回收，造成了能量浪费。
（2）方案实施
锅炉连续排污在闪蒸罐内将闪蒸蒸汽与排污水分离出来，此时排污水占锅炉连排总量的86.4%，所含有的热量占连排总热量的56.4%。将这部分污水通过一个板式换热器将热量传给锅炉给水箱的冷补给水后，温度降低到常温25℃以下排放，有效的节约成本。
闪蒸罐工作压力:0.2barg，排污水焓= 440.8kJ，蒸发焓=2 243.4 kJ。
锅炉连续排污压力:12.5barg，连排水焓=781.6 kJ，连续排污率:625.0kg/h，20℃排放污水焓值:83.7 kJ。
根据能量守衡原理进行热平衡：
每台锅炉每小时排污产生二次蒸汽量M1 （kJ/h）。
M1=连排量×（排污水热焓 -闪蒸后污水热焓）/闪蒸压力下蒸发焓。
M1= 625×（781.6–440.8）/2 243.4 =94.9（kJ/h）；
每小时经换热器后排放的水量M2（kJ/h）；
M2=连排量–闪蒸蒸汽量，M2 =625-94.9 =530.1（kJ/h）。
每小时经换热器后排放的热量Hp（kJ/h）。Hp = 换热器排水量M2 ×排放污水热焓 ，即 530.1×83.7 =443 65.6（kJ/h）；
锅炉每小时连续排污总热量Hg（kJ/h）。
Hg = 连排量×连排水热焓，Hg = 625×781.6 =488 500.0（kJ/h）；
每小时排污回收的热量H = 连排总热量Hg–换热器排放热量Hp，即：H = Hg –Hp =488 500–44 365.6=444 134.4（kJ/h）；
每年热量回收价值按照设锅炉效率为85%，按天然气热值为8 500kcal/ m³计算，锅炉连续运行,则每年回收的热量相当于燃烧天然气G。
G = 每年锅炉运行小时数 ×（从排污中回收的热量H /煤热值）/锅炉效率。
锅炉每天运行24h，每年运行300天，
G=24×300×444 134.4/8 500/4.2/85% =105 380.4（m³/年）。
按照目前本市场天然气价格约为3元/ m³，则2台锅炉排污每年回收价值R。
R=每年从排污中回收的煤量×天然气价格×2，R = 118 716.8×3×2=712 300.8（元/年）。以上的成本回收还不包括因此而节约的软化水量和相应的水处理费用。
2.7 锅炉燃烧控制优化
（1）节能分析
目前锅炉送风量控制方式采用较为简单的控制方式，通过比例控制实现对送风量的有效控制。比例送风的方式容易导致燃烧不充分等问题，造成能耗增加。
（2）方案实施通过实施改造，将采用较为先进的controllinks控制系统对红塔大酒店最常用的一台蒸汽锅炉实施改造，包括在燃气管道中增加了燃气流量调节阀，同时将燃气和燃烧器风门位置挡板上安装新的风阀执行器和压力变送器，实现对系统送风量的有效控制。最大限度的增加项目的节能潜力和实施效果。
2.8 室内照明系统优化
（1）节能分析
人性化照明：采用高光通高效率的灯具，满足国家对酒店的照度标准，有效降低眩光，改善光环境，提高效率。
自然照明：选用2700～3000K色温光源，这也是国内外照明界根据照度、显色性、舒适度综合考虑推荐的宾馆使用色温。在这种色温下，疲劳度会降低。
绿色照明：响应国家节电、节能的号召，本次的照明产品皆使用电子镇流器，光源使用较为先进的获得国家节能认证的T5光源。
（2）方案实施
大厦照明系统采用邦奇的DYNALITE照明控制系统，其控制模块无法很好的调节LED光源。本方案将原有的照明控制模块更换为艾莫尔控制模块，使其满足LED光源调节要求。提供便于操作的新的照明控制界面及操作平台，通过运行管理措施实现照明系统的节能运行。
同时根据不同的场所选用所需更换的电灯：
原会议室基础照明采用碘钨灯，控制系统为调光系统，其能耗大，发热量，寿命短。更换为LED 35W PAR56，选配高等级专业芯片来替换原来的碘钨灯，从而大大降低系统功耗；原装饰照片采用普通卤素灯，其能耗大，且光效不及节能灯，采用LED MR16来替换杯灯，从而提高光效的同时降低90%的能耗。
2.9 室外广告照明系统优化
泛光照明（户外霓虹灯带）
霓虹灯带耗能大，87.5kW，并且容易坏，“修三天，开一天”，没有起到应有的效果。因此，将其替换为LED线槽灯，因为LED线槽灯的光效提高，稳定性好，节能率85%以上。
喷泉照明：（LED与 PAR）比较，原来使用常规PAR灯，损坏率较高，选用长寿命LED光源，节能的同时优化效果。地下车库照明：（T5与电感镇流器比较），使用T5专业级电子支架替换原来地下车库的电感镇流器，性价比高。
2.10 光导管自然采光系统
本项目中，对有条件的地下一层办公区域采用日光照明技术，直接将室外自然光引入。
2.11 太阳能发电系统
红塔大酒店原有景观照明采用霓虹灯，因年久失修拟改造为新型的LED 灯带照明，同时采用太阳能光伏供电，以体现绿色、环保、可持续发展的理念。
2.12 冷却塔改造
（1）节能分析
冷却塔填料的情况，对冷却塔的效果起到关键作用，在相同的运行工况下，降低冷却塔的出水温度，该温度即为制冷机组的冷却水进水温度。一般认为离心式制冷机组其运行效率受冷却水进水温度的影响，一般而言，冷却水进水温度每降低1℃，制冷机组的运行效率（COP）提高3％。
（2）方案实施红塔大酒店有冷却塔3台，其中1台的冷却塔填料已由其自行更换，其余2台冷却塔的冷却塔使用年限长，冷却塔填料较为老旧，通过对冷却塔填料进行更换，可以起到降低冷水机组冷却水进水温度的效果，从而降低能耗。
2.13 节能灶具改造
将酒店原有的3个传统燃气海鲜蒸柜更换3套节能炉头并加装3套电子打火燃烧器。
将酒店原有的10个广式燃气鼓风灶头更换10个节能灶头并加装10套全自动点火开关。在不改变原来灶具、不改变厨师使用习惯和操作方式的情况下，提高火力和燃烧效率，从而实现节能燃烧的目的。
2.14 风机盘管冷凝水回收
夏季供冷季节，酒店客房内风机盘管的冷凝水都是直接排放掉，一方面浪费了大量的水，另一方面由于冷凝水温度较低，浪费了大量的冷量。将这部分冷凝水进行回收，用于冷却塔补水，既减少冷却塔的补水量，又充分利用冷凝水的冷量，达到节水、节能的目的。
2.15 酒店大堂玻璃幕墙贴节能膜
通过在玻璃幕墙上贴节能膜，使普通玻璃变成能够有效控制太阳辐射的节能玻璃，夏季能有效的阻挡54%的太阳热量，降低太阳辐射热进入室内，从而降低制冷成本。冬季隔热膜能降低热损耗达30%，减少室内热量散失，降低采暖成本。同时，节能膜可以阻隔99%的有害紫外线，减少刺目眩光，增添舒适感。
2.16 江森自控能源管理系统
原有的分项能耗计量系统功能相对单一，界面简单。通过安装江森自控能源管理系统，既可以实时监测各分项系统的能耗量和使用比例，又可以对酒店的系统能效，用能趋势进行智能分析并生成报表，对酒店各能耗系统进行分项计量和统计，评估不同区域、不同子系统的能耗特点，从而也便于酒店做出节能决策。同时，通过客户端显示屏可以实时展示酒店的碳排放系数以及各项节能措施的实际效果。
