基于商场空调实际运行能耗确定空调基本设计参数

＊2009年度湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目（编号：CXSY-SY-09012）、湖南省教育厅科研项目（编号：08C750）和湖南省高校产业化培育项目（编号：09CY012）1基于商场空调实际运行能耗确定空调基本设计参数＊南华大学刘源全☆深国投商用置业有限公司龙雄燕南华大学蒋新波张杰【摘要】通过对某公司在全国13个城市建立的购物中心空调项目的运行数据进行实测，对比了各项目的单位空调面积安装冷负荷指标和实际运行冷负荷指标。根据项目的商业特点，确定合理的统一的空调基本设计参数。对已建商场降低空调运营成本、降低新建商场空调工程投资提供指导。【关键词】商场空调运行能耗冷负荷空调基本设计参数Determinethebasicdesignparametersofair-conditionedbytheactualairconditioningenergyconsumptionofcommercialbuildingsByYuanquanLiu★,XiongyanLong,XinboJiangandJieZhangAbstract:Therearedifferencesbetweentheinstallationcoolingloadindicatorsandactualoperatingcoolingloadindicators,throughmeasuringoperatingdataof13ShoppingMalls’sair-conditioningprojectswhichweresetupin13citiesbyacompany.Accordingtotheproject'sbusinesscharacteristics,determineabasicdesignparametersofair-conditioning.ThatwillprovideguidancetoreduceoperatingcostsofShoppingmallshavingbeenbuiltandreduceinvestmentinnewprojectstoair-conditionedshoppingmalls.Keywords:air-conditionedshoppingmalls,energyconsumption,coolingload,thebasicdesignparametersofair-conditioned.★UniversityofSouthChina,Hengyang,China☆刘源全，女，1966年11月生，本科，副教授421001湖南省衡阳市常胜西路28号（0734）8282312E—mail：[e-mail]1.前言建筑节能评价的标准是什么？传统意义上讲项目中引进和推广多少项先进节能技术、使用了多少比例的可再生能源和系统具备了很高的能源利用效率的建筑是节能的建筑。然而，盲目地堆砌节能技术，其结果是实际能源消耗的上涨，可再生能源的利用一定要考虑多次转换环节造成的损失大和效率低，建筑能耗不仅与能源利用效率有关、还与建筑运行模式、使用者行为模式和建筑提供的室内物理参数有关[1]。用能耗数据说话，以能耗数据为标尺，是贯穿于建筑的规划、设计、工程验收、运行管理及节能改造全过程中引导建筑节能工作的惟一评价的标准。本文正是基于这样一＊2009年度湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目（编号：CXSY-SY-09012）、湖南省教育厅科研项目（编号：08C750）和湖南省高校产业化培育项目（编号：09CY012）2种节能的理念，实测同类型商场多个空调项目的实际运行能耗，合理确定空调基本参数，达到节能的目的，获取经济效益。2.商场负荷特点由于现化建筑功能日益齐全和多样化，其能耗也十分可观，空调系统的能耗占整个建筑物能耗的60%～70%。降低空调系统的能耗可从优化节能的建筑设计、对空调负荷进行准确计算、设计和配置最佳的空调系统且对空调系统的运行优化控制三方面着手，空调系统优化配置和控制取决于空调负荷的准确计算和分析[2]。空气调节区得热量包括以下8项：通过围护结构传入的热量、通过外窗进入的太阳辐射热量、人体散热量、照明散热量、设备和器具及其他内部热源的散热量、食品或物料的散热量、渗透空气带入的热量、伴随各种散湿过程产生的潜热量[3]。商业建筑空调负荷由人体负荷、照明负荷、新风负荷、围护结构负荷和设备负荷五部分组成，以广东和上海两个商场的空调负荷计算例子表明所占比例最大的一般为人体、照明和新风等三项负荷，分析计算过程，可以发现影响负荷的主要因素有室内设计参数、客流密度、新风量等参数。室内设计参数的选取对空调负荷的影响比较大，室内干球温度降低1℃(室内相对湿度降低5%)，新风负荷将升高7%~10%，总冷负荷将增加3%~4%，按最高设计标准计算的总冷负荷比按最低设计标准计算的空调总冷负荷增加27%。[4][12]。3.商业建筑一般室内空调设计参数舒适性空调室内设计参数见下表1[3]表1舒适性空调室内设计参数参数冬季夏季温度（℃）18～2422～28风速（m/s）≤0﹒2≤0﹒3相对湿度（%）30～6040～65换气次数（次/小时）不小于5最小新风量（m3/h·人）8商场建筑由于人体负荷是主要的负荷之一，夏季相对湿度会超高，上限值可达70%～80%，商场建筑夏季室内设计温度宜取24～26℃[5]。商场新风量的取值标准至今是国际上一个尚无定论的课题，根据国际上近年的研究和国内调查结果，商场新风量的标准根据商场不同的级别新风量的取值范围10～20m3/h·人[6]。商场空调负荷中，人体负荷是主要的负荷之一，人口密集的大城市和人口较少的中小城市，商场的客流密度有很大差别，大城市的大中型商场客流量一般为0.7～1.2人／m2，处于繁华区的特大型商场最大可达为1.5人／m2，而中小城市商场只有0.2～0.7人／m2，由于现代化的大中型商场数量增多，客流密度必然有所降低，由于我国人口稠密，客流密度的减小也难以达到发达国家水平[5]。不同类型房间人均占有的使用面积，商场建筑为3～4m2／人，折算客流密度0.25～0.33人／m2[6]。商场空调负荷中照明功率一般商店12w/㎡，高档商店19w/㎡，电器设备功率一般商店和高档商店均按13w/㎡[6]。商业建筑与其它建筑具有不同的特点，商业建筑空调室内设计参数见表2。表2商业建筑空调室内设计参数参数冬季夏季干球温度（℃）18～2324～26风速（m/s）0.15～0.30.25～0.5相对湿度（%）30～4055～75换气次数（次/小时）7～9最小新风量（m3/h·人）10～204.某公司购物中心空调项目安装指标和实际运行指标对比某公司购物中心为了了解本公司所开设商场的实际空调运行成本，委托本公司技术人员对所辖的十三个空调项目的实际运行能耗进行实测和分析，以便找到本公司节能降耗的途径。表3是根据实测负荷给出的统计表。＊2009年度湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目（编号：CXSY-SY-09012）、湖南省教育厅科研项目（编号：08C750）和湖南省高校产业化培育项目（编号：09CY012）3表32009年某公司经营的13个购物中心项目空调冷水机组负荷统计表序号项目所在地商场名称空调面积（m2）主机配备情况（kW）安装指标（W/m2）最高使用量（kW）运行指标（W/m2）主机最大使用率(%)备注1重庆购物中心21000（影院7500）2462×2235393918880设有影院主力店162002110×22602025125482芜湖购物中心250002462×2200224014745.5四层未营业，实际使用空调面积15200m2主力店150001759×22359676427.53潍坊购物中心220002462×222512698125.8四层未营业，实际使用空调面积15750m2主力店150001759×2235150910142.94漳州购物中心185001934×2210135013034.9四层未营业，实际使用空调面积10375m2主力店140001407×220011508240.95南昌购物中心22200（影院5200）2110×21055×1240175810333.3设有影院，未开业主力店155001759×22251582102456泉州购物中心165001934×2235168410243.5主力店150001759×2235140794407绵阳购物中心198002462×2703×1284142812325.4五、六层未营业，实际使用空调面积11600m2主力店158001759×222312487935.58茂名购物中心152001934×225513508934.9主力店140001758×225011508232.79南海购物中心240002462×2205369215475主力店145001759×2240174012049.510成都购物中心350003517×21407×1240324914438.5四层未营业，实际使用空调面积22500m2主力店165002110×2255164910039.111深圳购物中心80000(其中办公楼36490)4220×42110×11055×22641055115550实际使用空调面积68000m2主力店220002462×2224351716071.412惠阳购物中心157351759×2224175911250主力店150001759×223517591175013佛山购物中心456302638×4231184610545.5实际使用空调面积17586m2主力店150001759×2235175911749.8＊2009年度湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目（编号：CXSY-SY-09012）、湖南省教育厅科研项目（编号：08C750）和湖南省高校产业化培育项目（编号：09CY012）4说明：该公司每个购物中心（ShoppingMall）均以某国际知名零售商开设的超市作为主力店，分设两套独立的空调系统。某公司购物中心空调安装负荷及最高运行负荷对比曲线见图1图1某公司购物中心空调安装指标及运行指标对比某公司购物中心内主力店空调安装负荷及最高运行负荷对比曲线见图2图2某公司购物中心内主力店空调安装指标及运行指标对比5.某公司购物中心空调冷负荷分析5.1购物中心冷负荷数据分析购物中心单位空调面积安装冷负荷指标为：200~284W/m2，平均单位空调面积安装冷负荷指标为：238W/m2，最高安装冷负荷指标（绵阳项目）为最低安装冷负荷指标（芜湖项目）的1.42倍。购物中心单位空调面积运行冷负荷指标为：81~188W/m2，运行负荷最低的为潍坊项目（81W/m2），运行负荷最高的为重庆项目（188W/m2）；重庆及南海两项目在最高冷负荷时，均为两台冷水机组同时运行且每台冷水机组均能在较高的效率下运行（重庆项目运行负荷率为80％，南海项目运行负荷率为75％），该两项目的相关数据可作为确定室内设计参数和冷水机组选型一个重要参考数据。重庆项目内设置有影院，影院与购物中心合用冷水机组（未设置一台小容量的冷水机组与影院的冷负荷及运行相适应），导致单位空调面积运行冷负荷指标偏高（188W/m2）。南海项目的商业布局比较具有代表性（餐饮商户与购物中心的面积比为26％，公共区域与购物中心的面积比为30％），其安装冷负荷指标为205W/m2，运行冷负荷指标为＊2009年度湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目（编号：CXSY-SY-09012）、湖南省教育厅科研项目（编号：08C750）和湖南省高校产业化培育项目（编号：09CY012）5154W/m2。考虑到商业布局未来的变化与调整，可考虑以南海项目的数据为基础并考虑20％富余系数，做为购物中心冷负荷安装的控制性指标（160~200W/m2，最终以设计院的计算数据为准），该数据比目前的平均单位空调面积安装冷负荷指标降低25％左右。