提升商業綜合體集中冷源的靈活性

張熠，吳蔚蘭，文靈紅

（CMCU·中聯建筑，重慶400039）

提升商業綜合體集中冷源的靈活性

張熠，吳蔚蘭，文靈紅

（CMCU·中聯建筑，重慶400039）

1 背景

傳統中央空調的集中冷源模式，正在悄悄地對商業綜合體造成傷害，但并未引起人們足夠的重視，這種傷害具體體現在以下幾方面。

首先，在商業綜合體首次招商階段，茶樓、酒吧、足療、保健、24小時便利店、早餐店、夜宵店等（以下統稱“小微經營體”）由于經營時間各不相同、空調負荷又不夠大，造成在夜間很長時間段里集中冷源無法啟動、影響營業——進而造成小微經營體在進駐前都要求單獨安裝空調。

于是尷尬的情況發生了，業主方必須作出抉擇——是否同意這些經營體單獨安裝空調：若不同意，意味著喪失一些生意機會、放慢資金回收、推高資金成本，并且放棄掉這些活躍的商業元素容易造成商業形態單調，不利于商業綜合體的整體經營發展；如果同意小微經營體單獨安裝空調，則意味著破壞建筑外觀、加速物業貶值、對高端品牌的吸引力降低，同樣不利于商業綜合體的整體經營發展，而且還會造成重復投資、浪費資源、噪音擾民等社會問題——這是一個兩難的尷尬境地。

其次，由于小微經營體的商業屬性活躍、生命周期一般偏短，正常情況下2～3年會搬遷或消失一批，并進駐一批新的小微經營體，加上商業綜合體中其它經營體的正常更替，常常出現后來的部分小微經營體不愿意選擇外觀已被破壞的位置、而要選擇入駐到外觀尚未被破壞的位置，也需要單獨安裝空調，于是新一輪的破壞整體形象和重復投資不斷上演，加劇了整體物業的貶值。

以上現象不僅破壞城市、建筑總體形象、加速資產貶值，而且加大了商業終端成本，進而推高社會總成本，與“集約利用資源”等低碳環保、可持續發展的全球共識背道而馳。

2 原因分析

2.1 技術因素

目前，商業綜合體的集中冷源一般以數臺大型離心式冷水機組為主，并常常搭配制冷量相對較小的離心式冷水機組、或者螺桿式冷水機組，這種“大小搭配”的集中冷源模式占據了大部分建成的和在建的商業綜合體的市場份額，其優點是：技術成熟、綜合造價較低；在大部分運行時間里，系統整體效率較高、運行費用較低，而且具有一定的使用靈活性。

但是，由于商業綜合體一般建筑體量龐大，總制冷量大，造成這些搭配的“小”機組并不夠小：實際選用的“小”離心式冷水機組的制冷量一般不會小于500RT，其制冷量調節下限一般不低于150RT；搭配的“小”螺桿式冷水機組的制冷量一般都不低于300RT，其制冷量調節下限一般不會小于60RT。

即使按照最低制冷量60RT，小微經營體空調面積的夜間平均負荷按100～180w/m2估算，夜間至少需要有1172～2110m2的空調面積在營業才能保證集中冷源的正常運行。顯然，絕大部分的商業綜合體不可能保證通宵都有這么多營業面積，目前的集中冷源模式的使用靈活性不能滿足實際需求。

2.2 非技術因素

在建筑設計階段，空調設計人員雖然對空調冷源的使用靈活性問題有一定認識，但是對由此引起的限制商業功能、破壞整體形象、加速物業貶值等后果的嚴重性未必十分清楚，因此鮮有設計人員對此問題進行深入鉆研，一般采取如冷水機組“大小搭配”等常見措施，這樣只能保證大部分營業時間的使用靈活性。

經過對一些知名商業綜合體項目的策劃、設計、運營、物管專業團隊的走訪調查，得出目前普遍認可的觀點是：在商家入駐以前，商業綜合體當中哪些部位會出現零星空調負荷是無法預測的，因此無法在策劃、設計、建造階段對集中冷源采取有效措施；即使在商家全部入駐以后，也不能保證以后不發生變化，因為商業綜合體永遠不變的特征是永遠都在變，因此在運營期也無法解決該問題。

圖1 值班空調系統流程圖

3 解決方案

經過認真分析和研究，我們發現對于這種無法預測發生時間、結束時間、位置、負荷大小的無規律零星空調負荷，可以利用現有技術、通過集成研發加以解決，并且可以較低成本、一勞永逸地繼續使用現有的集中冷源。

3.1 解決方案簡介

如圖1，圖中上半部分為典型的集中冷源流程圖，下半部分為提升其使用靈活性的解決方案流程圖，暫定名為“值班空調系統”，主要由水蓄冷容器、變頻釋能泵組、用于切換工況的閥門、自控系統組成。

水蓄冷容器：由于容積小，采用封閉承壓的直接蓄冷罐、專門開發的布水器，可以省卻換熱器和一組水泵，而且減少了兩次換熱損失，使用效果更好，水質也比間接式的開式水池要好。其有效容積一般在3～20m3，罐體數量一般在7個以內。

變頻釋能泵組：最大設計流量為集中冷源的最低制冷量對應的冷水流量，最小設計流量為整個空調系統中可能出現的最低冷水流量，一般可取制冷量最小的末端設備的在設計工況下的冷水流量。由于變頻水泵的流量覆蓋范圍很寬，一般2～3臺小型水泵即可滿足實際需求。

自控原理：當實際空調冷負荷≤集中冷源最低制冷量時，打開蓄冷所需閥門，此時集中冷源一面直接對用戶供冷，一面對蓄冷罐進行蓄冷；當蓄冷罐蓄滿冷水，關閉蓄冷閥門、冷水機組及其配套水泵、冷卻塔，開啟釋冷閥門、變頻釋能泵組對用戶供冷，根據供回水壓差選擇合適的變頻泵及調節變頻泵轉速；當蓄冷罐蓄積的冷量釋放完畢，關閉釋冷閥門、變頻釋能泵組，并重復執行本段第一步。

3.2 解決方案特點

（1）思路獨特：常規處理辦法是哪里需要就在哪里增加中小型空調系統，造成總裝機容量大、能效比低、造價高、配套土建和電氣成本高、操作維護成本高，而且還無法應對經常出現的局部建筑功能改變；“值班空調系統”則反其道而行之，把所有可能發生零星空調負荷的部位納入一個大系統進行統一處理，極大簡化了空調系統。

（2）功能獨特：覆蓋了常規集中冷源的運行盲區，能夠實現全天候、任意位置、任意大小的空調負荷供應。

（3）實施代價小：由于采用反復蓄、放的方式，最大程度地縮小了蓄冷/熱容器的體積、降低了成本；占地面積的縮減，對地下停車位緊張的建筑尤其重要。

（4）自動化程度高：可根據實際冷負荷變化情況自動切換主機運行/值班空調系統與主機聯合運行；斜溫層清除；超低負荷探測——既防止超低負荷時誤關機，又防止無負荷時不關機；自動啟停機、無人值守。

3.3 價值分析

（1）“值班空調系統”有助于商業綜合體容納更多的經營業態，有利于整體經營發展。

（2）有助于加快招商速度，降低資金成本。

（3）可滿足局部提前開業的要求，有助于加快營造人氣、聚集人氣，加速資金回籠。

（4）有助于保持建筑高端形象，實現物業保值增值。

（5）增加“值班空調系統”后，可在合理范圍內盡量減少集中冷源系統數量，有利于各部分空調負荷錯峰運行，有效減少總裝機容量，降低空調系統、配套土建、配套電氣的造價；并且有利于選擇效率更高、性價比更好的大型冷源機組，進一步節省造價、降低運行費用。對于功能較復雜的項目，僅此一項節約的費用就超過了值班空調系統的造價。

（6）在商業綜合體的全壽命周期內，局部改造、甚至全局改造是必然會發生的。增加“值班空調系統”后，集中冷源可以保障全天候、任意位置、任意大小的空調負荷供應，因此改造時不必對冷源、系統主干部分進行改動，只需改造支管和空調末端設備，這樣不僅可以減少工程量、節約直接造價，而且可以縮短改造工期，進而減少租金損失、降低改造總成本，達到“一勞永逸”的效果。

4 結論

（1）目前的集中冷源模式靈活性不足，不能滿足商業綜合體靈活運營的要求，在商業功能策劃、招商、運營、資金運作、長期保值、后續改造等方面對商業綜合體造成了不利影響，并且尚未引起足夠的重視。

（2）“值班空調系統”覆蓋了常規集中冷源的運行盲區，可以滿足商業綜合體靈活運營的要求。

（3）“值班空調系統”使用的是現有成熟技術進行集成研發，構成的設備、材料均為常見產品，技術風險低、市場接受度較高。

（4）“值班空調系統”適用于新建項目或者既有項目的改造，在商業綜合體的全壽命周期內，都能充分發揮節約、集約利用資源的重要作用。

（5）“值班空調系統”不僅增量成本低，而且有可能引起總投資額度降低，是一項適用型的綠色、低碳建筑技術。

（注：本文所提“值班空調系統”已獲得國家專利授權）

[1]中國建筑科學研究院.GB50736-2012民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2012.

[2]張熠，文靈紅，張永東，等.蓄能技術在辦公類建筑中的創新應用[J].重慶建筑，2013（7）.

[3]機械工業第三設計研究院.空調加班及值班系統：中國，ZL 201220468484.9[P].2013-04-10.

[4]陸耀慶.實用供熱空調設計手冊（第二版）[M].北京：中國建筑工業出版社，2008.

Flexibility Improvementof Centralized Cooling Source of Commercial Com plex

文章以解決集中冷源靈活性不足給商業綜合體帶來的不利影響為出發點，利用水蓄冷技術為主要手段，提出一種較低成本、較易實施的解決方案，并對該解決方案的主要內容、特點、價值進行了闡述。新方案可以彌補現有技術的不足，具有良好的經濟效益和綠色、低碳的環保效益。

水蓄冷；節約資源；中央空調；小微經營體；值班空調系統

In order to reduce the adverse effectsof centralized cooling sourcew ith low flexibility on commercial complex,a low costand enforceable solution isproposed w ith chilledwater thermalstorage technology as themainmethod.Themain contents,characteristicsand application value of thissolution are discussed.The new solution has favorable econom ic benefits and green and low-carbon environmentalbenefit tomake up defects of the existing technology.

chilledwater thermalstorage;resourcesaving;centralair-conditioning;micromanagementbody;airconditioning system on duty

TU 831.6

A

1671-9107（2013）11-0064-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2013.11.064

2013-08-07

張熠（1972-），男，重慶人，本科，高級工程師，主要從事綠色建筑設備及既有建筑節能改造的技術研發工作。