大型商场空调能耗与节能改造方向的探讨

王福春

摘 要：文章对大型商场空调系统做一个全面的节能诊断，分析各个部分的能耗，然后对有节能潜力的部分提出相应的节能改造方案。同时还要指出只有进一步加强运行管理，才能最终降低空调能耗，提高热舒适性。

关键词：商场空调；节能环保；空调系统

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，大型商场的数量和能耗总量急剧增加，能耗密度水平也较其他类型的大型公共建筑要高，且受营业状况、设备选型和照度要求等众多因素的影响，各商场之间的能耗密度水平差异很大。因此，除了对现有建筑能源系统进行技术改造外，加强对大型商场类建筑的空调、照明系统的能源管理，提高系统效率，将对大型商场建筑节能运营起到关键性的作用。

1.某商场空调系统存在的问题

某大型商场建筑面积约50000m2共8层，经营范围包括超市商铺、餐饮娱乐、办公培训等。对该商场空调系统的运行状况进行现场调研发现，该系统运行过程中存在以下问题。制冷主机的启停、切换及出水温度设置等均由物业管理人员依靠经验操作，不能根据冷负荷变化及时自动调节主机运行台数和运行参数，主机运行效率不高；冷水泵、冷却水泵采用一级泵定流量方式运行，无法根据冷负荷和季节变化调节流量；冷却塔虽已配备变频器，但频率依靠人工调节，无法根据冷负荷和室外气象参数变化进行变频变风量控制，不投入运行的冷却塔存在冷却水旁通的问题；空调机组的水阀采用回风温度控制，但不能根据供冷区域的实际环境温度及季节变化自动调整设置温度，且无法调节送风量，部分空调机组存在电动机皮带严重打滑、滤网堵塞等问题，无法达到预期的供冷效果；新风机、新风闸采用人工管理，无法根据室外气象参数变化及室内空气质量进行新风量的动态调节，过渡季没有充分利用室外新风降低空调负荷；商场内冷热不均现象严重，最高温度和最低温度之差达4℃收银台、餐厅等人流密度大的地方空气质量差，容易出现闷热感；部分风管出现漏风现象，难以达到预期的供冷效果。

2.商场的能耗特征及原因分析

2.1商场单位面积能耗密度高

在大型公共建筑中，大型商场类建筑的数量和建筑面积占整个大型公共建筑的比例较少，因此研究和分析大型商场的能耗特征，挖掘商场的节能潜力，实施具有针对性的节能改造措施，对推进建筑节能工作具有举足轻重的意义。通过对多家大型商場围护结构、空调系统、照明系统、运营状况及能源管理情况的调查分析，发现导致商场能耗水平偏高的原因主要有：大型商场每天的营业时间达到12h左右，用能设备的使用强度较大，特别受大众消费习惯的影响，逢节假日客流量急剧增加，空调、动力和照明系统的能耗负担都将大幅提升；对商场内热环境和光环境的要求相对稳定，且大多数商场的外窗都没有开启，或者是用大幅的广告牌挡住，建筑自然采光和自然通风性能都较差，从而导致只要是营业时间，照明系统就要按最大需求量开启；同时为满足顾客对室内热湿环境的要求，需要大量的机械送风设备来平衡室内热湿负荷，且供冷和新风设备运行时间很长；出于对商品展示的需要，商场对灯光效果和视觉环境的要求都很高，因此照明负荷大，一般为30-60W/m2，同时由照明灯具所产生的热量也导致空调的冷负荷随之增大；部分商场追求建筑外观的美观时尚，采用玻璃幕墙作为外墙，从而出现了冬冷夏热的现象，多数该类商场不得不加大空调系统制冷功率以调节室温，导致能源的高消耗现象；由于商场建筑的人员密度高、流动性强，而且受时段和季节影响较大，造成空调冷负荷高低峰值相差巨大，商场建筑在空调系统设计时都按热流密度最大时的冷负荷设计，而实际上空调大部分时间都在部分负荷下运行，也造成了大量的能源浪费。

2.2商场单位面积能耗密度差异大

随着近年来经济发展水平的快速提升，市内的大型商场数量也日益增多，笔者从纳入本次能耗统计范围的30家商场中选取10家具有代表性的大型商场建筑，对其开展初步能源审计工作，以深入分析其高耗能环节，为随后的节能诊断和改造提供依据，所选取的商场建筑编号为1-10，初步能源审计所获得的各商场建筑2013年各商场之间用电量差异较大，全年建筑年能耗密度值在92.3-326kW/.h（m2.a）间不等，10个大型商场的平均年能耗密度值为176kW/.h（m2.a），其中能耗密度最高的2号商场年单位面积能耗值是平均值的1.98倍，最低的7号商场却只占平均值的59%，能耗密度最高的2号商场是最低的7号商场的 3倍多。

3.商场空调节能的对策分析

3.1围护结构节能

商场建筑围护结构采用玻璃幕墙的情况较多，通过玻璃幕墙进入室内的太阳辐射热大大增加，导致夏季室内空调能耗加大。因此，在建筑设计时，提高商场建筑幕墙的热工性能，解决大面积玻璃幕墙带来的热对流，太阳辐射热等问题，对降低建筑空调负荷作用显著。此外，设置合理的外遮阳设施也十分必要。

3.2照明系统节能

照明系统能耗主要受照明设备功率及设备使用时间影响，因此，其节能途径主要有 2个方面：其一是节能灯具的使用，在满足照度的前提条件下采用高效节能型照明产品，不仅能降低照明系统的能耗，而且也能间接减少空调系统的能耗；其二是照明系统控制方式的自动化、智能化，采取合理的自控方式能大大降低照明系统的能耗，同时又不对室内光环境需求产生不良影响。

3.3空调系统节能

空调系统的能耗主要由冷热源系统、水系统、风系统的能耗构成，其中冷热源系统能耗所占比例最大。合理选择制冷主机的容量及台数，避免设计负荷与实际冷负荷相差太大，以提高冷热源运行效率；合理设置公共建筑室内温度。提高空调系统的自动化！智能化程度；充分利用自然冷源，如充分做好自然通风设计，可以在过渡季节节约大量的空调能耗等。

4.结束语

针对某大型商场集中空调耗电量大，管理控制水平不高等问题，对该集中空调系统进行了节能改造，增加了空调系统冷源节能集成优化管理控制系统，基于无线通讯技术的末端空调设备远程监控系统及环境舒适性参数采集监测系统，实现了集中空调系统的优化运行。

参考文献：

[1]龙惟定，我国大型公共建筑能源管理的现状与前景[J]，暖通空调，2013

[2]樊金花，大中型商场空调新风量取值与节能问题分析[J]，山西建筑，2014