浅谈现代商场新风处理的节能分析和措施

摘要:近年来，大型公共建筑不断发展，能耗也在不断增大，大型商场是公共建筑中的一个重要组成部分，在不断发展的同理也面临着能耗增大的问题；而关调查研究显示，空调能耗占到整个商场能耗的50%以上，有着巨大的节能潜力，因此，本文对大型商场空调系统的能耗和节能改造进行研究。着先对大型商场的负荷特点进行分析，然后分析商场空调系统的各个组成部分的能耗，并总结了目前的各个部分相对应的节能改造方案和措施。

引言

我是世界上能源消费大国，其中供暖空调能耗是导致我国出现季节性能源短缺的主要原因。目前我国大部分地区出现的能源供需矛盾都是季节性的能源短缺，而不是全年性的能短缺，尤其是电力和天然气。据悉，我国在采暖和空调上能耗占建筑总能耗的55%。而作为建筑能耗最主要构成部分的供暖和空调能耗属于季节性能耗，并且许多情况下冬季供暖和夏季空调消费的能源品种不同，这是导致电力、煤炭、天然气出现季节性能源短缺的主要原因。同时随着居民对夏季空调和冬季供暖舒适性水平要求的日益提高，由此引起的城市能源季节性供需矛盾日益突出，并且已经成为制约我国经济社会可持续发展的瓶颈。然而社会发展到今天，不论是工业建筑还是公共建筑，如影剧院、体育馆、办公楼、商场、店铺等都已经离不开空调。因引节能和带能量回收的空调产品已成为当今社会发展的需要。同时，大型商场具有很大的空调节能潜力，正确设置冬、夏天室内温度能产生良好的节能效果，因为冬天室内温度设定值每升高1摄氏度，夏天室内温度设定值每降低1摄氏度，平均将多消耗10%的能耗。但是我国当肖的大型商场室内温度常常存在夏天设定过低，冬天设定过高的现象，造成能源大量浪费。

1、大型商场内空调负荷的特点

我国大型商场建筑自从八十年代以来进入了一个高速发展期，特别是近20年来，大型商场和以前相比有了很大的变化。一方面，大型商场经营的商品种类多，品种全，规模大，客流量大；大型商场的功能更多、更齐全，很多大型商场内设置了餐厅，电影院，酒吧，展厅等休息娱乐的分区；另一方面，对于消费者来说，逛商场的目的不仅是为了购买商品，还成为了一种休闲娱乐的方式。正是由于大型商场以上的特点以及消费者观念的转变，带来了大型商场的空调负荷的复杂性和多样性。

大型商场的空调负荷主要分为围护结构的传热负荷，商场内部的照明发热量，人员负荷，新风负荷等。大型商场建筑面积大，内部空间大，体形系数大；而且目前很多大型商场为了外观，采用大面积的玻璃幕墙，导致通过围护结构的负荷巨大；商场经营的商品种类繁多，内部分区和展示商品的柜台多，由此导致商品展示的照明也增多，再加上商场内的日常照明，从而使得商场内的照明能耗和照明带来的负荷也增多；大型商场内人流量很大，且随着时间的不同人流密度还有很大的变化，一般在下午和晚上人流量达到最大值，从而使得商场内人员热湿负荷大，且不同时间热湿负荷还有很大的差别。

2、 节能改造措施

近年来，已有很多大型商场对能耗过高的空调系统进行了节能改造，也有不少研究者对大型商场空调系统的节能改造进行了研究。其中对空调箱风机、输水泵以及冷却塔进行变频控制是空调系统节能改造的主要措施和策略；大型商场的节能改造除了针对能耗大以外，还针对商场内的不令人满意的热舒适性，相应的手段一般都是对风系统，包括新风系统和排风系统进行改造。

2.1排风热回收

大型商场需要送入大量新风，必然有等量的室内空气排出，夏季排风含有一定的冷量。商场往往采用机械排风这种有组织的形式。如果在排风中设置热交换装置，最多可节约新风能耗70%左右。

排风热回收设备大致可以分为两类：全热型热回收和显热型热回收。全热回收器不同于显热回收器的地方在于前者同时回收排风中的能量和湿量，是靠新风与排风的温差和水蒸汽压力差来达到热湿交换，其进出口关系可以由温度效率和湿度效率确定，效率值与新风量、排风量大小有关；而显热回收器则仅仅是温差的热交换。

全热型热回收的工作原理是利用室内外空气的焓差，利用机芯的导热透湿功能，新风获取排风中的焓值，达到节约冷量的目的。常用的有转轮式全热交换器和板翅式全热交换器。全热交换的热效率一般在65%~80%之间。显热型热交换只有热交换而无湿交换，常用的有板翅式显热交换器和轮道式等。另外，还有采用热泵来回收排风中的能量。在设计热回收方案时有一下几点建议：

应考虑商家的利益，空调机房面积总是被限制，空间利用率有限，而且室外进风口和排风口的距离要求尽量间隔远，避免气流短路。由于城市空气质量较差，积灰现象较严重，过滤器易堵塞，应设计过滤器压差开关装置，提示用户清洗或更换过滤器。

能量回收必要条件是新风系统与排风系统布置在一处，这就要求设计时对系统划分、风道布置、送排风机和热回收装置的设备等统筹安排，使系统趋于合理。

热交换器的大小是按空调供冷或供暖时的最小风量确定的。必须注意的是过渡季节或冬季采用新风供冷时不能用热交换器，因为新风被排风加湿、换热后，会降低新风供冷的效果。所以过渡季节能量回收器不运行的系统采用新风供冷时，应在新风道和排风道上分别设旁通风道，使空气绕过热交换器，以节省能耗。

至于到底选用哪种热交换器应该根据当地气候、建筑类型、热交换热备自身的特点和经济发展状况等综合分析后决定。该商场位于夏热冬暖地区，设计中采用了全热

2.2 风系统与节能

变频控制是目前送风系统节能改造的主要策略。大型商场内的热湿负荷随时间变化有很大的变化，然而送风系统却是一直高负荷运行，造成很大的浪费；且随季节的不同，送风量也有不同，特别是新风量有很大的变化，冬夏季只需要提供卫生的最小新风量，而过度季节需要更多的新风来除去余热余湿，从而减少机组运行时间，降低能耗。因此，在合理设计新风系统时，应根据实际的需要来对风机转速进行调节，风机的变频运行可以实现这一目的。在保证最小风量的情况下，利用传感器测得的送回风的干湿球温度，计算送回风焓差，从而计算出所需的风量，对风机实行变频控制；对空调系统的节能改造中，对现有的风机加装4个变频柜，对风机进行变频控制。

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,以保证在四季能提供足够的新风量,而在新风温度接近室内温度设定时,尽量引入新风,使其达到节能之功效;(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(如图5)，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。因为管路系统中的水或空气都是携带冷量或热量的介质，它们从系统中泄露就直接造成了能量的损失，经常对管道设备进行检查并采取相应的措施是很有必要的。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。

除了以上提到的改造措施以外，还可以根据实际的能耗情况对大型商场的其他组成部分进行改造，达到节能降耗的目的，如对冷却塔进行变频控制，根据实际的负荷调节冷却塔风机转速等。

结束语

空调系统是建筑耗能大户，建筑节能中很重要的是要减少空调系统能耗，而商场新风能耗又占空调能耗的20%以上，节能潜力很大。根据人员变化采用最小新风量、过渡季全新风运行和利用热回收装置回收排气中的能量，能够达到减少能源消耗量，降低运行费用，减少对环境的污染，低碳排放的目的，可以取得明显的节能效益及经济效益。要实现空调系统的节能应从设计、施工、运行管理等方面采取有效措施以达到节能减排的目的。