引言宾馆客房的空气处理是宾馆类建筑中央空调设计的重要部分，建筑节能设计是建筑设计的重要内容[1]。风机盘管加新风系统是我国宾馆类建筑中应用最广泛的空调系统。我国建筑能耗占商业能耗的22%~24%，而建筑能耗中空调能耗占据50%~60%，新风能耗约占空调能耗的25%~30%，新风系统节能潜力巨大[2]。集中式新风系统的运行存在一些问题：入住率不高或白天无人居住时仍将新风不断地输入房间；新风管道的设计和新风机组的选型均按各房间的额定客人数计算，有房间闲置时，新风存在过盈问题[3]。这些问题会导致新风能源浪费，是造成新风系统高能耗现状的主要原因。因此，对新风系统采取节能措施尤其重要。目前，很多研究人员对集中式新风系统的运行调控策略进行了研究，以便更好地解决新风能耗问题。季汪艇[4]利用CO2浓度传感器监测室内空气品质，通过调节电动风阀的开度控制风量，变频风机频率依据风管压力进行定静压调节。马国川[5]指出，根据房间使用情况打开或关闭新风阀，风机频率根据相应管道压力进行定静压调节。以济南地区某宾馆客房为例，基于宾馆客房不同的入住率、实际房态、人员密度等实际情况，提出动态、实时控制的变新风量的新风系统，并进行能耗模拟。与定风量新风系统相比，分析不同新风条件下的能耗对比。1宾馆建筑新风系统简介集中式新风系统主要由新风引入管、新风机、送风主管、末端支管和新风口组成。其中，新风机组主要由过滤段、表面式冷却器/加热段和风机构成。新风系统运行流程如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.005.F001图1新风系统运行流程宾馆类建筑的新风系统在夏季一般不承担室内冷负荷，新风机组将室外新风处理到室内等焓状态点。在冬季，新风机组将加热加湿处理的室外新风独立送入室内。宾馆新风系统夏、冬季新风处理过程如图2所示。图2宾馆新风系统夏、冬季新风处理过程10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.005.F2a1（a）夏季10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.005.F2a2（b）冬季2新风系统方案以济南某五星级宾馆的一层客房为例，每层共20个客房，统一按双人床位标准间进行计算，标准客房层高3 m、宽4 m、进深7.5 m[6]。2.1新风量的确定宾馆类建筑中央空调系统的新风量根据人员数量确定，《民用建筑新风系统工程技术规程》对公共建筑房间室内新风系统最小通风的新风量做出了明确规定。公共建筑室内的最小新风量[7]如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.005.T001表1公共建筑室内的最小新风量建筑类型新风量5星级504星级403星级30m3/(h·人)由表1可知，每间客房新风量按额定客人数2人计算，五星级宾馆客房每间的额定新风量是100 m³/h。走廊人均新风量按照DeST软件人均最低新风量20 m3/(h·人)计算。总的新风需求量为2 040 m³/h，由此选择合适的新风机组，参数如表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.005.T002表2新风机组参数项目数值风量/(m³/h)3 000余压/Pa200额定冷量/kW29.54额定热量/kW48.45功率/kW0.55水阻力/kPa37.0噪声/dB(A)≤572.2新风系统全年运行模式宾馆新风系统的全年运行模式按照室外气象条件划分。在夏季，室外空气焓值大于室内回风焓值时，新风机组按供冷工况运行；在冬季，室内设计温度大于室外温度时，新风机组按供热工况运行。过渡季节，将新风处理到无空调采暖系统时的自然室温状态，此时室内空气温度在围护结构参数和室外空气参数共同影响下模拟计算得到，室内空气相对湿度不做要求[8]。济南地区空调供冷期为5月15日~9月15日，共124 d；采暖期为11月15日~次年3月15日，共121 d；过渡期为3月16日~5月14日、9月16日~11月14日，共120 d[9]。新风系统全年供冷、供热时长如表3所示。济南地区宾馆类建筑的新风系统全年供热工况时长远多于供冷工况。过渡期供热时长远多于供冷时长，因为在软件统计过渡期，自然室温大部分时间高于室外温度，所以过渡季供热工况居多。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.005.T003表3新风系统全年供冷、供热时长月份供冷时长供热时长合计2 6606 1001074420672367384646565214530658613477422874409304416100744110720120744h3新风系统能耗计算3.1集中式新风系统运行方案3.1.1集中式定风量新风系统运行方案定风量方案：无论房间是否有人居住，新风系统全年均按额定设计风量24 h运行。3.1.2集中式变风量新风系统运行方案（1）变风量方案一：新风机组按照入住率设定风量运行，住人房间新风系统24 h运行，不住人房间关闭新风阀门。（2）变风量方案二：新风机组按照客房人员实时作息运行，根据房间使用情况，客人进入房间时打开新风，离开即关闭。（3）变风量方案三：新风机组定时运行，针对夜间入住率高现象，所有房间固定夜间送风时间段。新风控制：变风量新风系统根据房间使用情况启闭新风阀。具体设计是在每个房间末端新风支管处设电动开关阀门，在距风机1/3处设置风管压力传感器，变频风机依据风管压力进行定静压调节，新风系统控制如图3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.005.F003图3新风系统控制3.2集中式新风系统能耗计算3.2.1集中式定风量新风系统能耗计算新风系统按照额定设计风量全年8 760 h运行，所有房间均通新风，按照全年新风供冷、供热工况计算能耗。定风量方案新风系统全年能耗汇总如表4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.005.T004表4定风量方案新风系统全年能耗汇总定风量方案供冷工况供热工况合计风机能耗新风系统能耗夏季34 7072 09436 8014 818102 834冬季040 08240 082过渡季23120 90221 133合计34 93863 07898 016kWh由表4可知，全年供热能耗占新风系统总能耗的61%，占比最大；其次是供冷能耗，占总能耗的34%；最后是风机能耗，占总能耗的5%，占比最小。处理新风系统供冷、供热能耗是节能的重点。3.2.2集中式变风量新风系统能耗计算（1）变风量方案一：宾馆客房年均入住率分别为25%、50%和75%，计算在不同年入住率情况下，新风系统的能耗情况。变风量方案一的新风系统全年能耗汇总如表5所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.005.T005表5变风量方案一的新风系统全年能耗汇总入住率/%供冷工况供热工况风机能耗合计259 251.0416 660.344 81830 729.385017 813.2532 132.8354 764.087526 375.4747 605.3178 798.78kWh（2）变风量方案二：按照软件默认设定的五星级酒店客房人员作息，统计客房全天24 h人员密度，折算实际人数。人员密度为0.07人/m2。客房人员作息时间如表6所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.005.T006表6客房人员作息时间时间段人员作息折算人数房间新风状态0：00~8：001.02.10打开8：00~10：000.51.0510：00~12：000.30.63关闭12：00~13：000.10.2113：00~15：000.51.05打开15：00~17：000.30.63关闭17：00~19：000.10.2119：00~22：000.30.6322：00~24：001.02.10打开由表6可知，将22：00至次日8：00、8：00至10：00、13：00至15：00时段定义为房间有人状态，其他时间段人员作息比例较小，定义为房间无人状态。根据房间使用情况，有人时打开新风，无人时关闭。变风量方案二新风系统全年能耗汇总如表7所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.005.T007表7变风量方案二新风系统全年能耗汇总项目能耗合计61 917.05供冷工况19 153.14供热工况39 953.41风机能耗2 810.50kWh（3）变风量方案三：针对夜间入住率较高的现象，固定新风系统的开启时间为每天22：00至次日9：00，共11 h，合理实现新风系统间歇运行。变风量方案三新风系统全年能耗汇总如表8所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.005.T008表8变风量方案三新风系统全年能耗汇总项目能耗合计49 767.09供冷工况14 364.33供热工况33 194.51风机能耗2 208.25kWh4能耗对比分析4.1入住率对新风系统能耗的影响比较定风量方案与考虑不同入住率时变风量方案一的新风系统能耗，不同入住率下变风量方案一的新风系统节能率如表9所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.005.T009表9不同入住率下变风量方案一的新风系统节能率入住率/%变风量方案一能耗/kWh定风量方案能耗/kWh节能量/kWh节约率/%2530 729.38102 83472 104.6270.125054 764.0848 069.9246.757578 798.7824 035.2223.37由表9可知，考虑入住率时，新风系统节能效果明显。入住率越低，节能率效果越好，在年均入住率为25%时，节能率可以达到70.12%。据调查统计，济南地区五星级酒店年均入住率在50%左右，节能率可以达到46%。定风量方案与变风量方案一的全年供冷、供热能耗对比如图4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.005.F004图4定风量方案与变风量方案一的全年供冷、供热能耗对比由图4可知，定风量方案与变风量方案一的全年供热能耗均高于供冷能耗，且供冷能耗均超过供热能耗的一半。因为过渡季新风温度低于自然室温，造成新风热负荷增大。因此，过渡季新风大部分需要供热。4.2人员实际作息对新风系统能耗的影响比较定风量方案与考虑客房人员实际作息时变风量方案二的新风系统能耗。定风量方案的全年总运行能耗为102 834 kWh，变风量方案二的全年总运行能耗为61 917.05 kWh，节能量为40 916.95 kWh，全年能耗节约率为39.79%。按照客房人员实际作息考虑，人住即开，人走则关，按照房间实时使用情况启闭新风系统，全年能耗节约率可达39.79%，节能量较为可观。定风量方案与变风量方案二的全年供冷、供热能耗对比如图5所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.005.F005图5定风量方案与变风量方案二的全年供冷、供热能耗对比由图5可知，定风量方案与变风量方案二的全年供热能耗均高于供冷能耗，但变风量方案二的供冷能耗未超过供热能耗的一半。因为夜晚室外温度较白天更低，需要消耗更多的热量处理新风，导致供热能耗更大。4.3固定夜间送风对新风系统能耗的影响比较定风量方案与变风量方案三的新风系统能耗，考虑固定夜间送风模式带来的新风能耗节约量及节能率。定风量方案的全年总运行能耗为102 834 kWh，变风量方案三的全年总运行能耗为49 767.09 kWh，节能量为53 066.91 kWh，全年能耗节约率为51.60%。按照客房夜间入住率较高的现象，考虑固定夜间送风时间，夜间新风定时开启定时关闭，全年能耗节约率可达51.6%，节能量可达定风量方案的一半，节能率非常可观。定风量方案与变风量方案三的全年供冷、供热能耗对比如图6所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2024.01.005.F006图6定风量方案与变风量方案三的全年供冷、供热能耗对比由图6可知，定风量方案与变风量方案三的全年供热能耗均高于供冷能耗，变风量方案三的供冷能耗未超过供热能耗的一半。因为新风工作时间大多处于夜晚，夜晚室外温度较白天更低，需要消耗更多的热量处理新风，导致供热能耗更大。5结语文中研究宾馆客房新风系统在不同运行方案下的新风能耗，通过对比分析得出以下结论：第一，针对宾馆实际新风需求给出定风量和3种变风量新风运行方案，对定风量和变风量方案进行能耗计算。因过渡季新风大部分需要供热，故供热能耗均大于供冷能耗。第二，考虑酒店入住率时，变风量方案一的节能效果明显，入住率越低，节能率效果越好。酒店年均入住率在50%左右时，节能率可以达到46%。第三，考虑实际房态带来的不同通风量时，变风量方案二和变风量方案三的节能率分别为39.79%和51.60%，酒店可以根据实际时刻人员入住情况选择合适的送风模式。第四，在实际工程投入时，需要考虑增加自控设备需要的资金成本，需对经济性和技术性作对比分析。