闡述商場(chǎng)中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

唐強(qiáng)

【摘要】根據(jù)本人多年工作經(jīng)驗(yàn)從商場(chǎng)中央空調(diào)的設(shè)計(jì)出發(fā)，根據(jù)實(shí)際的案例分析和探討了設(shè)計(jì)的概念和運(yùn)行的特殊性進(jìn)行研究，以便在保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)達(dá)到空調(diào)能源消耗的減低。

【關(guān)鍵詞】設(shè)計(jì)；研究

一、商場(chǎng)中央空調(diào)系統(tǒng)的相關(guān)概念

商場(chǎng)和休息場(chǎng)所為了更好的滿足消費(fèi)者的需要和整體環(huán)境要求多采用中央空調(diào)系統(tǒng)。在商場(chǎng)的空調(diào)設(shè)計(jì)中需要和必須考慮的首要問題是冷熱源組合。其中冷熱源是為了幫助整個(gè)商場(chǎng)室內(nèi)環(huán)境給熱和排除熱的動(dòng)力設(shè)備，為了更好的控制整體環(huán)境的舒適度，利用空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)維持室內(nèi)環(huán)境參數(shù)（風(fēng)速、溫度、濕度、空氣質(zhì)量），從而達(dá)到符合人們舒適的程度?？諝庹{(diào)節(jié)是對(duì)于整體的空氣的溫度、濕度、風(fēng)速等進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證整個(gè)環(huán)境的空氣質(zhì)量控制在人們可以接受的、有利于健康的范圍之內(nèi)?？傊拿總€(gè)組成部分都有著自己的功能和特點(diǎn)，所以要做好商場(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)，達(dá)到節(jié)能目標(biāo)，就必須配合室內(nèi)參數(shù)、室外參數(shù)、人員流量來(lái)控制機(jī)組負(fù)荷計(jì)算和機(jī)組的運(yùn)行搭配方式；實(shí)現(xiàn)空調(diào)各部分之間的配合和各自的功能的發(fā)揮，這樣才能保證可靠運(yùn)行和保證舒適、降低能源消耗的雙重目的。

商場(chǎng)中央空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)；空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)：商場(chǎng)建筑通常采用玻璃幕墻等輕質(zhì)外墻體系，故建筑物的熱容量小、外區(qū)對(duì)外界冷熱環(huán)境變化較敏感，在不同朝向、不同高度的空調(diào)負(fù)荷差別也很大。所以在設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)之前就要對(duì)建筑中應(yīng)用的材料做好調(diào)查和考慮的，看這種材料是否可以降低空調(diào)能耗消耗，所以在方案設(shè)計(jì)前，就要圍繞降低空調(diào)消耗這方方面努力。

空調(diào)建筑冷卻塔、新風(fēng)口、排風(fēng)口對(duì)建筑立面的影響無(wú)可避免，看怎么設(shè)計(jì)，從什么方向引入新風(fēng)，可以降低空調(diào)處理能耗，空調(diào)設(shè)備專業(yè)在建筑方案階段就要進(jìn)行配合，不能等方案好了才進(jìn)行設(shè)備專業(yè)設(shè)計(jì)，這樣做這部分節(jié)能潛力就尚失，所以在實(shí)際的設(shè)計(jì)中要根據(jù)建筑周邊室外風(fēng)向、日照、建筑陰影區(qū)、場(chǎng)地噪音等級(jí)進(jìn)行空調(diào)設(shè)備的設(shè)計(jì)，盡量做到最好的設(shè)置位置。

大型空調(diào)設(shè)備的位置：高層建筑的制冷機(jī)組、空調(diào)機(jī)組等大型設(shè)備通常布置在地下層、設(shè)備層、屋頂?shù)忍?。只有適合的位置，才能保證功能的發(fā)揮和空間的節(jié)省，才能更好的保證整體建筑的美觀。當(dāng)空調(diào)的實(shí)際需要的管道大小變大的時(shí)候，其實(shí)際建筑空調(diào)面積也就不斷的增大，那么好的設(shè)計(jì)師在規(guī)定建筑層高的時(shí)候要結(jié)合實(shí)際的空調(diào)的具體的特殊性來(lái)進(jìn)行分析，如果房間高度定的很高，不但空調(diào)能耗增加，而且建筑成本也會(huì)增加；如果建筑層高定的低了，會(huì)給室內(nèi)人員感到壓抑，所以怎么處理這個(gè)矛盾，需要設(shè)備專業(yè)和建筑專業(yè)配合，爭(zhēng)取達(dá)到不浪費(fèi)、也不影響建筑使用功能。

商場(chǎng)空調(diào)能耗體現(xiàn)在如果進(jìn)行空調(diào)冷熱源設(shè)備搭配和空調(diào)季節(jié)、過度季節(jié)空調(diào)設(shè)備運(yùn)行的管理；能源搭配為：1、風(fēng)冷熱泵+冷水機(jī)組；按熱源選擇風(fēng)冷熱泵機(jī)型，冷水機(jī)組選型按商場(chǎng)空調(diào)冷負(fù)荷扣掉風(fēng)冷熱泵冷負(fù)荷；2、多聯(lián)機(jī)+冷水機(jī)組；按熱源選擇風(fēng)冷熱泵機(jī)型，冷水機(jī)組選型按商場(chǎng)空調(diào)冷負(fù)荷扣掉風(fēng)冷熱泵冷負(fù)荷；

熱泵空調(diào)冬季耗能分析

新風(fēng)只有顯熱負(fù)荷；熱泵機(jī)組可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，即當(dāng)部分負(fù)荷率在0.9以上時(shí)，熱泵按滿負(fù)荷輸出；當(dāng)部分負(fù)荷率在0.25以下時(shí)，均按熱泵在0.25輸出量下的COP值計(jì)算其耗電量；當(dāng)部分負(fù)荷率在0.25-0.9之間時(shí)，按熱泵在該部分輸出量下的COP值計(jì)算其耗電量。具體計(jì)算時(shí)查圖1。風(fēng)冷熱泵的出水溫度均按45攝氏度計(jì)。風(fēng)冷熱泵的性能曲線按國(guó)外某一典型產(chǎn)品的樣本數(shù)據(jù)繪制，假定該樣本數(shù)據(jù)與實(shí)際運(yùn)行狀況是相符合的。輔助加熱用電熱，假定電熱的效率為1.0。

計(jì)算過程如下：

首先按照夏季工況計(jì)算風(fēng)冷熱泵所要提供的冷量。根據(jù)這一冷量選擇風(fēng)冷熱泵的型號(hào)。如果賓館、辦公樓的建筑面積同為3000m2，則需要一臺(tái)名義制冷量為350kW（100USrt）的機(jī)組。負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果與設(shè)計(jì)人員平時(shí)所用的估算值（賓館、辦公樓為0.117kW/m2）相符。

再用BIN參數(shù)中各溫度頻段的代表溫度計(jì)算同一賓館、辦公樓的冬季負(fù)荷，從-6℃開始，以1℃間隔直到15℃為止，凡高于15℃的氣溫均按15℃計(jì)。

將賓館、辦公樓的負(fù)荷曲線繪制在350kW機(jī)組性能曲線圖（圖2）中，它們與機(jī)組性能曲線的交點(diǎn)即為平衡點(diǎn)?？梢园l(fā)現(xiàn)該交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氣溫分別為-6℃和-5℃。圖3：

根據(jù)式（1）和各頻段的小時(shí)數(shù)可以計(jì)算得到供熱季節(jié)性能系數(shù)HSPF1，（賓館）和HSPF2（辦公樓）分別為：HSPF1=3.284，HSPF2=3.26

設(shè)想改變辦公樓空調(diào)運(yùn)行方式為臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)。即將其夏季的350kW冷量分?jǐn)偨o4臺(tái)88kW的機(jī)組。其中3臺(tái)是風(fēng)冷熱泵，1臺(tái)是冷水機(jī)組。其供熱運(yùn)行曲線可按單臺(tái)88kW的運(yùn)行曲線疊加（見圖3）。從圖中可見，三臺(tái)88kW機(jī)組冬季供熱的平衡點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度為0℃。說明當(dāng)室外氣溫在0℃以下時(shí)，必須用輔助加熱補(bǔ)充風(fēng)冷熱泵供熱量之不足。當(dāng)氣溫在0到4℃之間兩臺(tái)風(fēng)冷熱泵以滿負(fù)荷運(yùn)行，一臺(tái)風(fēng)冷熱泵以部分負(fù)荷運(yùn)行至4℃時(shí)停開。當(dāng)氣溫在5-9℃之間，一臺(tái)風(fēng)冷熱泵滿負(fù)荷，另一臺(tái)部分負(fù)荷到9℃時(shí)停開。由此可計(jì)算出整個(gè)供暖季的耗電量（包括輔助加熱的耗電量）。從而得到辦公樓用風(fēng)冷熱泵臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)供熱的HSPF3為：HSPF3=3.379

商場(chǎng)建筑因有較大的照明發(fā)熱量、人員密度和新風(fēng)量，所以其單位建筑面積夏季冷負(fù)荷遠(yuǎn)比賓館、辦公樓高，可達(dá)355W/m2。這與常用的估算指標(biāo)（300kcal/（h.m2） ）相近，是賓館、辦公樓的3倍。換句話說，350kW的機(jī)組只能供1000m2商場(chǎng)空調(diào)之用。而商場(chǎng)冬季熱負(fù)荷僅為夏季的50%左右。因此1000m2的商場(chǎng)空調(diào)可選1臺(tái)140kW的冷水機(jī)組和1臺(tái)210 kW的風(fēng)冷熱泵，初投資可減少5.2%，其供暖季節(jié)性能系數(shù)為HSPFS4=2.866。