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摘要：本文对大型商场能耗现状进行了简单的分析，结合工程实践，提出了大型商场空调系统主要节能策略和手段。
关键词：大型商场；能耗现状；节能策略
Abstract: in this paper, the large stores energy consumption status of a simple analysis, combined with the engineering practice, this paper puts forward the large market air conditioning system main energy strategy and method.
Key words: the large market; Energy consumption status; Energy strategy
中圖分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：
引言
大型商场属公共建筑中的一种，它的特点是建筑面积大、客流密度高、各种照明电器密度高以及中央空调系统运行时间长（一般每天12个小时以上以及全年基本没有节假日），因此，与政府办公建筑、宾馆饭店、办公写字楼、综合性商务楼等大型公共建筑相比，大型商场单位面积耗电密度高、全年总耗电量大，具有巨大的节能潜力。
1大型商场用电能耗分析
大型商场作为公共建筑中的一种，由于建筑面积大、客流相对集中，各种照明电器密度高，故热负荷较大。该建筑多采用中央空调系统对商场温度、湿度进行调节，设备多以用电为主。大型商场一般每天运行12个小时以上、全年基本没有节假日，因此，与其他大型公共建筑或中小型商场相比，大型商场单位面积耗电密度高，全年总耗电量大，节能潜力巨大，因此是研究重点。
1.1总电耗分析
大型商场耗电量大，密度高，因此，近年来科研机构、节能管理部门多大型商场进行了多次的能耗调查。各商场相互之间用电量差异较大，单位建筑面积全年总耗电量为2l0～370kW，电耗高的商场用电量是电耗低的商场的近两倍。
1.2分项电耗分析
对于大型商场来讲，空调系统和照明系统是其能源消耗比重最大的两部分。调查得到各大型商场的各用电设备系统耗电量的份额中空调系统所占比重最大，达到50％，其次为照明系统，电耗达40％；其余10％为电梯。大型商场照明系统普遍采用节能灯和荧光灯加电子镇流器作为光源。但是由于陈列商品的需要，增强了一些照度极高的其他类型灯具，这样就造成了室内照明强度和功耗密度的增加，也增加了空调负荷。
1.3空调系统分项电耗
商场空调系统的能耗大主要由其负荷状况决定。一些商场建筑的围护结构采用玻璃幕墙等热量易穿透材料构建，通过围护结构进入室内的冷负荷十分巨大；由于商品展示等要求，室内照明及商品照明负荷大，而且持续时间长。其中，冷冻机电耗占2％，冷冻泵、冷却泵和冷却塔等水系统电耗合计占11．6％。由于大型商场基本采用全空气空调系统，而空调箱风机全年运行，因此商场空调系统中空调箱风机电耗所占比重最大，达到了该商场空调系统总用电的65．4％，浪费最严重、节能潜力最大。因此，大型商场节能的关键环节是空调风系统。(针对上面分析的问题提出以下的解决方案)。
2大型商场空调系统主要节能策略和手段
2.1空调箱风机变频调节
造成上述大型商场空调箱风机电耗巨大的主要原因是，空调系统采用定风量系统，风机并没有根据商场中的负荷变化而调节。采用风机变频控制调节时，在保证送风温度和室内温度不变的前提下，当室内负荷为最大室内负荷的一半时，风机的风量可以降到额定风量的50％，风机电耗可以降到其额定功率的1／8，具有极大的节能潜力。变频风机在部分负荷时运行功率要远低于定速风机的功率，所以从全年累计运行能耗比较来看，两者相差很大。经计算得到定速风机全年累计电耗为60．5kWh／m2，而变频风机全年累计电耗为26．1kWh／m2。此外，对于冷却塔的风机，目前状况也是不论负荷如何变化、总是把所有的冷却塔风机打开，定速运转、电耗较大。与空调箱风机变频类似，对冷却塔的风机最好也用变频调速方式，通过调转速调节水温而不用装电动水阀，这样可在保证冷机正常运行的前提下，用很少的投资实现大幅度降低电耗的目标。
2.2充分利用新风自然冷源
大型商场建筑由于照明和客流量的影响，内部发热量很大；而且这类建筑往往体形系数也很大，热量不易散出。反映在具体的设计上，有的因为新风道面积设计过小，不能满足过渡季和冬季的新风用量，有的虽然新风道面积可以满足大量使用新风的要求，但因为没有设计相应的排风系统，所以仍然无法充分利用新风。这导致商场内部容易出现内部过热的现象，也使得空调的开启时间延长。商场建筑的这个特点还导致夏季夜间商场内部的热量无法排出，造成第二天冷机开机时能耗较大或开机预冷时间的延长。考虑商场的营业时间通常是每天早晨9：00至晚上22：00左右，可以在夜间外部气温低于商场内温度的时候，通过自然通风或机械通风的手段利用大量新风带走一部分负荷，达到节约空调能耗的目的。对于某大型商场，过渡季和冬季商场内偏热；过渡季室内温度达到29℃，问题在于空调系统没有设计相应的排风系统而不能充分使用新风。针对其排风系统制订改造方案，在商场2至5层的背面側墙增设32台排风扇，营业区吊顶增设回风口，在过渡季和冬季室内回风可经吊顶由排风扇排出室外，以保证可有足够新风抵消室内冷负荷，并实现了过渡季全新风节能运行。图1为某层空调通风示意图。
图1某空调通风系统示意图
改造前，商场最大新风量25万m3/h，改造后可达65万m3/h，新风量为原来新风量的2.6倍。改造后，不仅提高了过渡季和冬季室内的新鲜空气量，改善了室内空气品质，使得过渡季室内温度降到25℃左右；同时由于充分利用室外自然冷源，冷机全年的运行天数约缩短了20天。整个项目每年可节电36万度，项目投资回收期为2.1年。由此可见，对商场进行通排风系统的改造，通过全面分析、使得商场有足够的排风，才能充分利用室外自然冷源、有效提高舒适性，同时达到节能的目的。
2.3增加自控装置
调研中发现目前空调系统的自控系统很差，如果对自控系统进行改进，也可以节约大量能源，具体可在如下方面进行改进：(1)送风机与新、回风电动阀联锁运行，当送风机根据冷负荷的变化而变频运行时可以联动调节新回风的混合比；(2)停机时回风阀全开，新风阀全关，以避免停机时夏季室外热空气继续进入室内而造成冷量损失；(3)据实际冷热负荷控制冷水机组及水泵的运行台数,以达到节能效果；(4)风机与冷冻水阀联锁,风机停时,冷冻水阀自动关闭；(5)通过时间程序对空调机进行定时启停,时间预定可长达一年；(6)可以根据现场的具体情况和用户的要求,对这些程序中的参数及连锁点进行修改和设定；(7)根据室内设定温度控制回风和新风的比例，调节合适的新风阀和回风阀开度；(8)在组合式空调机组的回风总管和新风机组送风总管上分设温度传感器，也就是使过滤后的混合风温度保持在新风温度与回风温度的某一加权平均值，其所测风温与设定值比较后输出电信号，调整回水管比例积分电动调节阀的开度，调节水流量，保证回风温度在设定的波动范围内。
2.4定期的检查和检修
在对商场各层送回风口温度的检测中，发现有的送回风口温度偏高，有的噪声很大，商场中出现了各功能区温度分布不均的现象，原因是送回风口空气流动不畅通，所以管理人员对风系统和水系统的定期检修很重要。在一些保温管道表面，如果泄露的水打湿了保温材料，就会大大降低保温性能，造成能量损失。同样换热设备的结垢也会造成设备性能的下降，因此，需要对水进行必要的处理和对水系统进行合理的清洗。当风系统过滤器上截留的杂物过多时，阻力升高，导致风机压力上升、能耗增加，并且增加了漏风的可能性，应时常对其进行清洗或更换。
3结束语
通过以上数项空调改造和调整，有效降低了电能的耗费，节省了商场能源开支，改善了商场空气质量。大型商场建筑能耗整体水平较高，各商场间差别较大，有较高节能潜力。空调系统是商场节能的重点，主要的节能策略是空调箱风机变频调节，充分利用新风作为自然冷源。
参考文献：
[1]薛志峰．大型公共建筑节能研究（博士学位论文）[D]．北京：清华大学，2005．
[2]周辉,林海燕．北方供暖地区既有居住建筑节能改造技术支撑[J]．暖通空调,2007(37)9:9-13．
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：大型商场；能耗现状；节能策略
Abstract: in this paper, the large stores energy consumption status of a simple analysis, combined with the engineering practice, this paper puts forward the large market air conditioning system main energy strategy and method.
Key words: the large market; Energy consumption status; Energy strategy
中圖分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：
引言
大型商场属公共建筑中的一种，它的特点是建筑面积大、客流密度高、各种照明电器密度高以及中央空调系统运行时间长（一般每天12个小时以上以及全年基本没有节假日），因此，与政府办公建筑、宾馆饭店、办公写字楼、综合性商务楼等大型公共建筑相比，大型商场单位面积耗电密度高、全年总耗电量大，具有巨大的节能潜力。
1大型商场用电能耗分析
大型商场作为公共建筑中的一种，由于建筑面积大、客流相对集中，各种照明电器密度高，故热负荷较大。该建筑多采用中央空调系统对商场温度、湿度进行调节，设备多以用电为主。大型商场一般每天运行12个小时以上、全年基本没有节假日，因此，与其他大型公共建筑或中小型商场相比，大型商场单位面积耗电密度高，全年总耗电量大，节能潜力巨大，因此是研究重点。
1.1总电耗分析
大型商场耗电量大，密度高，因此，近年来科研机构、节能管理部门多大型商场进行了多次的能耗调查。各商场相互之间用电量差异较大，单位建筑面积全年总耗电量为2l0～370kW，电耗高的商场用电量是电耗低的商场的近两倍。
1.2分项电耗分析
对于大型商场来讲，空调系统和照明系统是其能源消耗比重最大的两部分。调查得到各大型商场的各用电设备系统耗电量的份额中空调系统所占比重最大，达到50％，其次为照明系统，电耗达40％；其余10％为电梯。大型商场照明系统普遍采用节能灯和荧光灯加电子镇流器作为光源。但是由于陈列商品的需要，增强了一些照度极高的其他类型灯具，这样就造成了室内照明强度和功耗密度的增加，也增加了空调负荷。
1.3空调系统分项电耗
商场空调系统的能耗大主要由其负荷状况决定。一些商场建筑的围护结构采用玻璃幕墙等热量易穿透材料构建，通过围护结构进入室内的冷负荷十分巨大；由于商品展示等要求，室内照明及商品照明负荷大，而且持续时间长。其中，冷冻机电耗占2％，冷冻泵、冷却泵和冷却塔等水系统电耗合计占11．6％。由于大型商场基本采用全空气空调系统，而空调箱风机全年运行，因此商场空调系统中空调箱风机电耗所占比重最大，达到了该商场空调系统总用电的65．4％，浪费最严重、节能潜力最大。因此，大型商场节能的关键环节是空调风系统。(针对上面分析的问题提出以下的解决方案)。
2大型商场空调系统主要节能策略和手段
2.1空调箱风机变频调节
造成上述大型商场空调箱风机电耗巨大的主要原因是，空调系统采用定风量系统，风机并没有根据商场中的负荷变化而调节。采用风机变频控制调节时，在保证送风温度和室内温度不变的前提下，当室内负荷为最大室内负荷的一半时，风机的风量可以降到额定风量的50％，风机电耗可以降到其额定功率的1／8，具有极大的节能潜力。变频风机在部分负荷时运行功率要远低于定速风机的功率，所以从全年累计运行能耗比较来看，两者相差很大。经计算得到定速风机全年累计电耗为60．5kWh／m2，而变频风机全年累计电耗为26．1kWh／m2。此外，对于冷却塔的风机，目前状况也是不论负荷如何变化、总是把所有的冷却塔风机打开，定速运转、电耗较大。与空调箱风机变频类似，对冷却塔的风机最好也用变频调速方式，通过调转速调节水温而不用装电动水阀，这样可在保证冷机正常运行的前提下，用很少的投资实现大幅度降低电耗的目标。
2.2充分利用新风自然冷源
大型商场建筑由于照明和客流量的影响，内部发热量很大；而且这类建筑往往体形系数也很大，热量不易散出。反映在具体的设计上，有的因为新风道面积设计过小，不能满足过渡季和冬季的新风用量，有的虽然新风道面积可以满足大量使用新风的要求，但因为没有设计相应的排风系统，所以仍然无法充分利用新风。这导致商场内部容易出现内部过热的现象，也使得空调的开启时间延长。商场建筑的这个特点还导致夏季夜间商场内部的热量无法排出，造成第二天冷机开机时能耗较大或开机预冷时间的延长。考虑商场的营业时间通常是每天早晨9：00至晚上22：00左右，可以在夜间外部气温低于商场内温度的时候，通过自然通风或机械通风的手段利用大量新风带走一部分负荷，达到节约空调能耗的目的。对于某大型商场，过渡季和冬季商场内偏热；过渡季室内温度达到29℃，问题在于空调系统没有设计相应的排风系统而不能充分使用新风。针对其排风系统制订改造方案，在商场2至5层的背面側墙增设32台排风扇，营业区吊顶增设回风口，在过渡季和冬季室内回风可经吊顶由排风扇排出室外，以保证可有足够新风抵消室内冷负荷，并实现了过渡季全新风节能运行。图1为某层空调通风示意图。
图1某空调通风系统示意图
改造前，商场最大新风量25万m3/h，改造后可达65万m3/h，新风量为原来新风量的2.6倍。改造后，不仅提高了过渡季和冬季室内的新鲜空气量，改善了室内空气品质，使得过渡季室内温度降到25℃左右；同时由于充分利用室外自然冷源，冷机全年的运行天数约缩短了20天。整个项目每年可节电36万度，项目投资回收期为2.1年。由此可见，对商场进行通排风系统的改造，通过全面分析、使得商场有足够的排风，才能充分利用室外自然冷源、有效提高舒适性，同时达到节能的目的。
2.3增加自控装置
调研中发现目前空调系统的自控系统很差，如果对自控系统进行改进，也可以节约大量能源，具体可在如下方面进行改进：(1)送风机与新、回风电动阀联锁运行，当送风机根据冷负荷的变化而变频运行时可以联动调节新回风的混合比；(2)停机时回风阀全开，新风阀全关，以避免停机时夏季室外热空气继续进入室内而造成冷量损失；(3)据实际冷热负荷控制冷水机组及水泵的运行台数,以达到节能效果；(4)风机与冷冻水阀联锁,风机停时,冷冻水阀自动关闭；(5)通过时间程序对空调机进行定时启停,时间预定可长达一年；(6)可以根据现场的具体情况和用户的要求,对这些程序中的参数及连锁点进行修改和设定；(7)根据室内设定温度控制回风和新风的比例，调节合适的新风阀和回风阀开度；(8)在组合式空调机组的回风总管和新风机组送风总管上分设温度传感器，也就是使过滤后的混合风温度保持在新风温度与回风温度的某一加权平均值，其所测风温与设定值比较后输出电信号，调整回水管比例积分电动调节阀的开度，调节水流量，保证回风温度在设定的波动范围内。
2.4定期的检查和检修
在对商场各层送回风口温度的检测中，发现有的送回风口温度偏高，有的噪声很大，商场中出现了各功能区温度分布不均的现象，原因是送回风口空气流动不畅通，所以管理人员对风系统和水系统的定期检修很重要。在一些保温管道表面，如果泄露的水打湿了保温材料，就会大大降低保温性能，造成能量损失。同样换热设备的结垢也会造成设备性能的下降，因此，需要对水进行必要的处理和对水系统进行合理的清洗。当风系统过滤器上截留的杂物过多时，阻力升高，导致风机压力上升、能耗增加，并且增加了漏风的可能性，应时常对其进行清洗或更换。
3结束语
通过以上数项空调改造和调整，有效降低了电能的耗费，节省了商场能源开支，改善了商场空气质量。大型商场建筑能耗整体水平较高，各商场间差别较大，有较高节能潜力。空调系统是商场节能的重点，主要的节能策略是空调箱风机变频调节，充分利用新风作为自然冷源。
参考文献：
[1]薛志峰．大型公共建筑节能研究（博士学位论文）[D]．北京：清华大学，2005．
[2]周辉,林海燕．北方供暖地区既有居住建筑节能改造技术支撑[J]．暖通空调,2007(37)9:9-13．
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。