大型商場空調(diào)能耗與節(jié)能改造方向的探討

王福春

摘 要：文章對大型商場空調(diào)系統(tǒng)做一個全面的節(jié)能診斷，分析各個部分的能耗，然后對有節(jié)能潛力的部分提出相應(yīng)的節(jié)能改造方案。同時還要指出只有進(jìn)一步加強(qiáng)運(yùn)行管理，才能最終降低空調(diào)能耗，提高熱舒適性。

關(guān)鍵詞：商場空調(diào)；節(jié)能環(huán)保；空調(diào)系統(tǒng)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，大型商場的數(shù)量和能耗總量急劇增加，能耗密度水平也較其他類型的大型公共建筑要高，且受營業(yè)狀況、設(shè)備選型和照度要求等眾多因素的影響，各商場之間的能耗密度水平差異很大。因此，除了對現(xiàn)有建筑能源系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造外，加強(qiáng)對大型商場類建筑的空調(diào)、照明系統(tǒng)的能源管理，提高系統(tǒng)效率，將對大型商場建筑節(jié)能運(yùn)營起到關(guān)鍵性的作用。

1.某商場空調(diào)系統(tǒng)存在的問題

某大型商場建筑面積約50000m2共8層，經(jīng)營范圍包括超市商鋪、餐飲娛樂、辦公培訓(xùn)等。對該商場空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在以下問題。制冷主機(jī)的啟停、切換及出水溫度設(shè)置等均由物業(yè)管理人員依靠經(jīng)驗(yàn)操作，不能根據(jù)冷負(fù)荷變化及時自動調(diào)節(jié)主機(jī)運(yùn)行臺數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，主機(jī)運(yùn)行效率不高；冷水泵、冷卻水泵采用一級泵定流量方式運(yùn)行，無法根據(jù)冷負(fù)荷和季節(jié)變化調(diào)節(jié)流量；冷卻塔雖已配備變頻器，但頻率依靠人工調(diào)節(jié)，無法根據(jù)冷負(fù)荷和室外氣象參數(shù)變化進(jìn)行變頻變風(fēng)量控制，不投入運(yùn)行的冷卻塔存在冷卻水旁通的問題；空調(diào)機(jī)組的水閥采用回風(fēng)溫度控制，但不能根據(jù)供冷區(qū)域的實(shí)際環(huán)境溫度及季節(jié)變化自動調(diào)整設(shè)置溫度，且無法調(diào)節(jié)送風(fēng)量，部分空調(diào)機(jī)組存在電動機(jī)皮帶嚴(yán)重打滑、濾網(wǎng)堵塞等問題，無法達(dá)到預(yù)期的供冷效果；新風(fēng)機(jī)、新風(fēng)閘采用人工管理，無法根據(jù)室外氣象參數(shù)變化及室內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行新風(fēng)量的動態(tài)調(diào)節(jié)，過渡季沒有充分利用室外新風(fēng)降低空調(diào)負(fù)荷；商場內(nèi)冷熱不均現(xiàn)象嚴(yán)重，最高溫度和最低溫度之差達(dá)4℃收銀臺、餐廳等人流密度大的地方空氣質(zhì)量差，容易出現(xiàn)悶熱感；部分風(fēng)管出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象，難以達(dá)到預(yù)期的供冷效果。

2.商場的能耗特征及原因分析

2.1商場單位面積能耗密度高

在大型公共建筑中，大型商場類建筑的數(shù)量和建筑面積占整個大型公共建筑的比例較少，因此研究和分析大型商場的能耗特征，挖掘商場的節(jié)能潛力，實(shí)施具有針對性的節(jié)能改造措施，對推進(jìn)建筑節(jié)能工作具有舉足輕重的意義。通過對多家大型商場圍護(hù)結(jié)構(gòu)、空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、運(yùn)營狀況及能源管理情況的調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致商場能耗水平偏高的原因主要有：大型商場每天的營業(yè)時間達(dá)到12h左右，用能設(shè)備的使用強(qiáng)度較大，特別受大眾消費(fèi)習(xí)慣的影響，逢節(jié)假日客流量急劇增加，空調(diào)、動力和照明系統(tǒng)的能耗負(fù)擔(dān)都將大幅提升；對商場內(nèi)熱環(huán)境和光環(huán)境的要求相對穩(wěn)定，且大多數(shù)商場的外窗都沒有開啟，或者是用大幅的廣告牌擋住，建筑自然采光和自然通風(fēng)性能都較差，從而導(dǎo)致只要是營業(yè)時間，照明系統(tǒng)就要按最大需求量開啟；同時為滿足顧客對室內(nèi)熱濕環(huán)境的要求，需要大量的機(jī)械送風(fēng)設(shè)備來平衡室內(nèi)熱濕負(fù)荷，且供冷和新風(fēng)設(shè)備運(yùn)行時間很長；出于對商品展示的需要，商場對燈光效果和視覺環(huán)境的要求都很高，因此照明負(fù)荷大，一般為30-60W/m2，同時由照明燈具所產(chǎn)生的熱量也導(dǎo)致空調(diào)的冷負(fù)荷隨之增大；部分商場追求建筑外觀的美觀時尚，采用玻璃幕墻作為外墻，從而出現(xiàn)了冬冷夏熱的現(xiàn)象，多數(shù)該類商場不得不加大空調(diào)系統(tǒng)制冷功率以調(diào)節(jié)室溫，導(dǎo)致能源的高消耗現(xiàn)象；由于商場建筑的人員密度高、流動性強(qiáng)，而且受時段和季節(jié)影響較大，造成空調(diào)冷負(fù)荷高低峰值相差巨大，商場建筑在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時都按熱流密度最大時的冷負(fù)荷設(shè)計(jì)，而實(shí)際上空調(diào)大部分時間都在部分負(fù)荷下運(yùn)行，也造成了大量的能源浪費(fèi)。

2.2商場單位面積能耗密度差異大

隨著近年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的快速提升，市內(nèi)的大型商場數(shù)量也日益增多，筆者從納入本次能耗統(tǒng)計(jì)范圍的30家商場中選取10家具有代表性的大型商場建筑，對其開展初步能源審計(jì)工作，以深入分析其高耗能環(huán)節(jié)，為隨后的節(jié)能診斷和改造提供依據(jù)，所選取的商場建筑編號為1-10，初步能源審計(jì)所獲得的各商場建筑2013年各商場之間用電量差異較大，全年建筑年能耗密度值在92.3-326kW/.h（m2.a）間不等，10個大型商場的平均年能耗密度值為176kW/.h（m2.a），其中能耗密度最高的2號商場年單位面積能耗值是平均值的1.98倍，最低的7號商場卻只占平均值的59%，能耗密度最高的2號商場是最低的7號商場的 3倍多。

3.商場空調(diào)節(jié)能的對策分析

3.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能

商場建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用玻璃幕墻的情況較多，通過玻璃幕墻進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射熱大大增加，導(dǎo)致夏季室內(nèi)空調(diào)能耗加大。因此，在建筑設(shè)計(jì)時，提高商場建筑幕墻的熱工性能，解決大面積玻璃幕墻帶來的熱對流，太陽輻射熱等問題，對降低建筑空調(diào)負(fù)荷作用顯著。此外，設(shè)置合理的外遮陽設(shè)施也十分必要。

3.2照明系統(tǒng)節(jié)能

照明系統(tǒng)能耗主要受照明設(shè)備功率及設(shè)備使用時間影響，因此，其節(jié)能途徑主要有 2個方面：其一是節(jié)能燈具的使用，在滿足照度的前提條件下采用高效節(jié)能型照明產(chǎn)品，不僅能降低照明系統(tǒng)的能耗，而且也能間接減少空調(diào)系統(tǒng)的能耗；其二是照明系統(tǒng)控制方式的自動化、智能化，采取合理的自控方式能大大降低照明系統(tǒng)的能耗，同時又不對室內(nèi)光環(huán)境需求產(chǎn)生不良影響。

3.3空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

空調(diào)系統(tǒng)的能耗主要由冷熱源系統(tǒng)、水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)的能耗構(gòu)成，其中冷熱源系統(tǒng)能耗所占比例最大。合理選擇制冷主機(jī)的容量及臺數(shù)，避免設(shè)計(jì)負(fù)荷與實(shí)際冷負(fù)荷相差太大，以提高冷熱源運(yùn)行效率；合理設(shè)置公共建筑室內(nèi)溫度。提高空調(diào)系統(tǒng)的自動化！智能化程度；充分利用自然冷源，如充分做好自然通風(fēng)設(shè)計(jì)，可以在過渡季節(jié)節(jié)約大量的空調(diào)能耗等。

4.結(jié)束語

針對某大型商場集中空調(diào)耗電量大，管理控制水平不高等問題，對該集中空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了節(jié)能改造，增加了空調(diào)系統(tǒng)冷源節(jié)能集成優(yōu)化管理控制系統(tǒng)，基于無線通訊技術(shù)的末端空調(diào)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及環(huán)境舒適性參數(shù)采集監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了集中空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]龍惟定，我國大型公共建筑能源管理的現(xiàn)狀與前景[J]，暖通空調(diào)，2013

[2]樊金花，大中型商場空調(diào)新風(fēng)量取值與節(jié)能問題分析[J]，山西建筑，2014