大型商場空調能耗與節能改造方向的探討

王福春

摘 要：文章對大型商場空調系統做一個全面的節能診斷，分析各個部分的能耗，然后對有節能潛力的部分提出相應的節能改造方案。同時還要指出只有進一步加強運行管理，才能最終降低空調能耗，提高熱舒適性。

關鍵詞：商場空調；節能環保；空調系統

隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高，大型商場的數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，且受營業狀況、設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，除了對現有建筑能源系統進行技術改造外，加強對大型商場類建筑的空調、照明系統的能源管理，提高系統效率，將對大型商場建筑節能運營起到關鍵性的作用。

1.某商場空調系統存在的問題

某大型商場建筑面積約50000m2共8層，經營范圍包括超市商鋪、餐飲娛樂、辦公培訓等。對該商場空調系統的運行狀況進行現場調研發現，該系統運行過程中存在以下問題。制冷主機的啟停、切換及出水溫度設置等均由物業管理人員依靠經驗操作，不能根據冷負荷變化及時自動調節主機運行臺數和運行參數，主機運行效率不高；冷水泵、冷卻水泵采用一級泵定流量方式運行，無法根據冷負荷和季節變化調節流量；冷卻塔雖已配備變頻器，但頻率依靠人工調節，無法根據冷負荷和室外氣象參數變化進行變頻變風量控制，不投入運行的冷卻塔存在冷卻水旁通的問題；空調機組的水閥采用回風溫度控制，但不能根據供冷區域的實際環境溫度及季節變化自動調整設置溫度，且無法調節送風量，部分空調機組存在電動機皮帶嚴重打滑、濾網堵塞等問題，無法達到預期的供冷效果；新風機、新風閘采用人工管理，無法根據室外氣象參數變化及室內空氣質量進行新風量的動態調節，過渡季沒有充分利用室外新風降低空調負荷；商場內冷熱不均現象嚴重，最高溫度和最低溫度之差達4℃收銀臺、餐廳等人流密度大的地方空氣質量差，容易出現悶熱感；部分風管出現漏風現象，難以達到預期的供冷效果。

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，挖掘商場的節能潛力，實施具有針對性的節能改造措施，對推進建筑節能工作具有舉足輕重的意義。通過對多家大型商場圍護結構、空調系統、照明系統、運營狀況及能源管理情況的調查分析，發現導致商場能耗水平偏高的原因主要有：大型商場每天的營業時間達到12h左右，用能設備的使用強度較大，特別受大眾消費習慣的影響，逢節假日客流量急劇增加，空調、動力和照明系統的能耗負擔都將大幅提升；對商場內熱環境和光環境的要求相對穩定，且大多數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性能都較差，從而導致只要是營業時間，照明系統就要按最大需求量開啟；同時為滿足顧客對室內熱濕環境的要求，需要大量的機械送風設備來平衡室內熱濕負荷，且供冷和新風設備運行時間很長；出于對商品展示的需要，商場對燈光效果和視覺環境的要求都很高，因此照明負荷大，一般為30-60W/m2，同時由照明燈具所產生的熱量也導致空調的冷負荷隨之增大；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，從而出現了冬冷夏熱的現象，多數該類商場不得不加大空調系統制冷功率以調節室溫，導致能源的高消耗現象；由于商場建筑的人員密度高、流動性強，而且受時段和季節影響較大，造成空調冷負荷高低峰值相差巨大，商場建筑在空調系統設計時都按熱流密度最大時的冷負荷設計，而實際上空調大部分時間都在部分負荷下運行，也造成了大量的能源浪費。

2.2商場單位面積能耗密度差異大

隨著近年來經濟發展水平的快速提升，市內的大型商場數量也日益增多，筆者從納入本次能耗統計范圍的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工作，以深入分析其高耗能環節，為隨后的節能診斷和改造提供依據，所選取的商場建筑編號為1-10，初步能源審計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.商場空調節能的對策分析

3.1圍護結構節能

商場建筑圍護結構采用玻璃幕墻的情況較多，通過玻璃幕墻進入室內的太陽輻射熱大大增加，導致夏季室內空調能耗加大。因此，在建筑設計時，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，對降低建筑空調負荷作用顯著。此外，設置合理的外遮陽設施也十分必要。

3.2照明系統節能

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

3.3空調系統節能

空調系統的能耗主要由冷熱源系統、水系統、風系統的能耗構成，其中冷熱源系統能耗所占比例最大。合理選擇制冷主機的容量及臺數，避免設計負荷與實際冷負荷相差太大，以提高冷熱源運行效率；合理設置公共建筑室內溫度。提高空調系統的自動化！智能化程度；充分利用自然冷源，如充分做好自然通風設計，可以在過渡季節節約大量的空調能耗等。

4.結束語

針對某大型商場集中空調耗電量大，管理控制水平不高等問題，對該集中空調系統進行了節能改造，增加了空調系統冷源節能集成優化管理控制系統，基于無線通訊技術的末端空調設備遠程監控系統及環境舒適性參數采集監測系統，實現了集中空調系統的優化運行。

參考文獻：

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

[2]樊金花，大中型商場空調新風量取值與節能問題分析[J]，山西建筑，2014