摘要：商場內(nèi)部環(huán)境的優(yōu)劣是影響人們身心健康的重要指標(biāo)，目前一些商場存在由于客流量的增加導(dǎo)致商場內(nèi)的溫度過高，空氣品質(zhì)差的問題，筆者針對這一問題對大連市某商場春季空調(diào)系統(tǒng)運行情況進行調(diào)查研究，并進一步分析其空調(diào)系統(tǒng)全年運行情況，提出在大連地區(qū)控制大中型商場內(nèi)部環(huán)境并達到節(jié)能的目的采用組合式空調(diào)機組的全空氣系統(tǒng)比較合理，以供設(shè)計與運行管理的有關(guān)工程人員參考。
關(guān)鍵詞：大中型商場空調(diào)系統(tǒng)過渡季節(jié)全新風(fēng)運行
1引言
近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的提高，老百姓購買力增強，新建了不少大中型商業(yè)建筑，特別是繁華地區(qū)商場比較擁擠。為了給顧客營造一個舒適的購物環(huán)境，在大中型商場內(nèi)普遍配置了中央空調(diào)設(shè)施。但是很多空調(diào)系統(tǒng)不能滿足要求，有些商場為了使室內(nèi)環(huán)境舒適需要付出很大的能耗代價。目前對于大中型商場普遍認為使用吊頂式空調(diào)機系統(tǒng)或組合式空調(diào)機組的全空氣系統(tǒng)，大連現(xiàn)有大中型商場二十余家，其中八家采用吊頂式空調(diào)機系統(tǒng)，十多家采用組合式空調(diào)機組的全空氣系統(tǒng)。本文通過對某采用組合式空調(diào)機組的全空氣系統(tǒng)的商場進行調(diào)查研究，分析大中型商場采用何種空調(diào)系統(tǒng)形式更加合理。
2商場負荷特點
商場空調(diào)屬于舒適性空調(diào)，設(shè)置的目的是為顧客創(chuàng)造一個舒適的購物環(huán)境，為營業(yè)員提供良好的工作環(huán)境并有利于商品的儲存。商場負荷的主要特點是：大中型商場有較大的內(nèi)區(qū)，人員多，人員結(jié)構(gòu)復(fù)雜，人員負荷和新風(fēng)負荷占冷負荷的大部分，而建筑圍護結(jié)構(gòu)負荷所占比例很小。為保證商場的采光和廣告效應(yīng)，商場使用的各種照明設(shè)備較多且發(fā)熱值高(如投射燈、鹵素?zé)舻?，導(dǎo)致照明負荷很大。冬季外區(qū)由于圍護結(jié)構(gòu)負荷的存在導(dǎo)致熱負荷較大，而內(nèi)區(qū)由于受建筑圍護結(jié)構(gòu)的影響較小，而人員負荷和照明負荷不變使其熱負荷很小，甚至有可能是冷負荷。過渡季節(jié)室外溫度低于室內(nèi)溫度，這個時期不存在圍護結(jié)構(gòu)冷負荷，送新風(fēng)可以降低商場內(nèi)的溫度。
3商場空調(diào)方式的選擇
商業(yè)建筑空調(diào)系統(tǒng)的選擇與其規(guī)模大小，建筑的平面結(jié)構(gòu)和功能分區(qū)有關(guān)，小型商場一般采用分體式空調(diào)機組，通常大中型商場有三種空調(diào)方式：風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)；吊頂式空調(diào)機系統(tǒng)；組合式空調(diào)機組的全空氣系統(tǒng)。
3.1風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)
風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)節(jié)省使用面積，但是新風(fēng)量有限，對于大中型商場，很難利用室外新風(fēng)進行通風(fēng)換氣，不利于過渡季節(jié)的節(jié)能�；仫L(fēng)是由懸掛在吊頂內(nèi)的風(fēng)機盤管回風(fēng)箱處的過濾器過濾，過濾器極易堵塞，清洗工作量既大又很麻煩，特別是在夏季，如果過濾網(wǎng)清洗不及時，將導(dǎo)致回風(fēng)量減少，凝結(jié)水增加，排水不暢，滴水盤處溢水，這種潮濕的條件是病菌滋生的最好環(huán)境，也有可能造成其它的病菌和病毒的聚集和滋長，給管理帶來麻煩和不必要的損失。受安裝空間限制，風(fēng)機盤管的維修和保養(yǎng)不便。不適合用于大型商場。
3.2吊頂式空調(diào)機系統(tǒng)
吊頂式空調(diào)機系統(tǒng)是近幾年發(fā)展起來的一種空調(diào)系統(tǒng)，可以省去機房面積，降低建筑層高，節(jié)約風(fēng)管。吊頂式空調(diào)機組安裝在使用空間吊頂內(nèi)，機組噪聲不僅通過風(fēng)口傳出，而且直接輻射出來，所以噪聲問題是吊頂式空調(diào)機組的一大問題。其次，供回水管多，并且水管安裝在吊頂內(nèi)，增加了漏滴水。新風(fēng)量有限也是吊頂式空調(diào)機組的一大缺點，由于梁下風(fēng)管、水管等各種管道很多，限制了新風(fēng)管道，所以吊頂式空調(diào)機系統(tǒng)只在外區(qū)有有限的新風(fēng)。
3.3組合式空調(diào)機組的全空氣系統(tǒng)
組合式空調(diào)機組的全空氣系統(tǒng)具有處理熱濕負荷能力較大；過渡季節(jié)可實現(xiàn)全新風(fēng)運行；水管少，減少漏滴水現(xiàn)象；冬季可通過新回風(fēng)比例的調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度，解決冬季內(nèi)區(qū)溫度過高的問題；能達到較高的潔凈度；運行管理及維修方便的優(yōu)點。這些優(yōu)點使其適合于大中型商場。但由于其機房占地面積過大，風(fēng)道斷面尺寸大，所占空間大，導(dǎo)致一些開發(fā)商不愿意采用這種系統(tǒng)形式。
綜合考慮三種系統(tǒng)形式的優(yōu)缺點，對于有較大內(nèi)區(qū)的大中型商場，采用組合式空調(diào)機組的全空氣系統(tǒng)比較好。既可以解決內(nèi)區(qū)冬季過熱的問題，又可以在過渡季節(jié)大量利用新風(fēng)，不但改善了室內(nèi)環(huán)境，還可以降低大中型商場空調(diào)運行費用。
4實例分析
五一假期是商場客流量較大的一個時期，又是過渡季節(jié)春季，筆者在這期間針對大連市某商場做了實測調(diào)查研究，來說明大連地區(qū)大中型商場適宜采用組合式空調(diào)機組的全空氣系統(tǒng)，在過渡季節(jié)可實現(xiàn)全新風(fēng)運行。
4.1工程概況
該商場位于大連市的黃金地段二七廣場，于2004年建成，建筑面積達5萬平方米。共有地下三層，地上五層，層高5.1米。地下三層作為冷凍機房；地下二層一部分作為車庫，其余部分作為商場；地下一層及地上五層均為商場。
空調(diào)系統(tǒng)總的冷負荷120W/㎡，總的熱負荷100W/㎡。采用組合式空調(diào)機組的全空氣系統(tǒng)，每層有4個空調(diào)機房。空調(diào)系統(tǒng)冷熱源：夏季采用2臺3000kW離心式冷水機組，冬季采用2臺2500kW汽水換熱器。設(shè)計新風(fēng)量15m3/（h.人）。
4.2測試方法
選取5月2日和5月3日兩天進行測試，兩天均為晴天，5月2日室外氣溫19.8℃，5月3日室外氣溫20℃，并且商場客流量比較恒定。4F層5月2日11：30開全部的4臺空調(diào)機組，5月3日10：30開全部的4臺空調(diào)機組，11：30關(guān)閉。5F層兩日均在11：30開餐飲區(qū)的兩臺空調(diào)機組。均未開冷水機組，全新風(fēng)運行。（商場內(nèi)有2部自動扶梯，由于熱壓作用熱空氣上升，加之考慮節(jié)省運行費用，商場只開了最上面兩層的空調(diào)機組，由于商場運行條件的限制，5F層的空調(diào)機組不能關(guān)閉，否則商場溫度會過高，使商場無法正常營業(yè)）。
測試共分溫度測試和二氧化碳濃度測試兩部分。選取商場溫度最高的4F層和頂層5F層進行測試，每層取該層溫度相對較高的5個測溫點，測距地面1.5米左右的溫度。采用清華同方研發(fā)中心電子產(chǎn)品基地生產(chǎn)的型號為RHLOG-T-H的智能溫濕度自記儀，每隔5分鐘記錄兩天10：00到15：30兩層的溫度。另外每層在內(nèi)區(qū)取5個測試點分別在11：00、13：30和15：00測試二氧化碳濃度。使用的儀器是德國TESTO公司生產(chǎn)的型號為Testo445的多功能測量儀。
通過測試說明全空氣系統(tǒng)在過渡季節(jié)不開冷水機組全新風(fēng)運行可以滿足負荷要求，使商場內(nèi)的溫度達到要求。并且全新風(fēng)運行時商場內(nèi)的空氣品質(zhì)比僅滿足規(guī)范規(guī)定的新風(fēng)量運行時好，可以很好的改善商場內(nèi)的空氣品質(zhì)。
4.3測試結(jié)果
4.3.1溫度測試結(jié)果
每半個小時的溫度求一個平均值作為該層該時段內(nèi)的溫度，兩天10：00到15：30的溫度情況如圖1、圖2所示。
圖14F層溫度對比圖圖25F層溫度對比圖
由圖1看出10：00到10：30這個時段里兩日的溫度幾乎相同，因為10：30以前兩天均未開空調(diào)機組。在5月2日11：30之前4F層溫度呈上升趨勢，11：30溫度開始下降，并且以后保持下降的趨勢。5月3日11：30之前4F層溫度呈下降趨勢，11：30以后溫度逐漸上升。兩天11：30以后溫度的下降與上升是因為分別在當(dāng)天的11：30分打開和關(guān)閉了4F層的4臺空調(diào)機組所致。10：30到12：00這期間5月3日的溫度低于5月2日的溫度，因為在5月3日10：30至11：30開了該層的空調(diào)機組，而5月2日沒有開。12：00以后5月2日的4F層溫度低于5月3日4F層溫度，并且溫差逐漸增大。開空調(diào)機組時商場溫度控制在26℃上下，而不開空調(diào)機組時商場溫度達到28.6℃，最大溫差為2.1℃。
由圖2可得5月2日和3日兩天5F層的空調(diào)機組均開了所以兩天的溫度趨勢差不多，但是由于5F層只開了兩臺空調(diào)機組，不能滿足負荷的要求，所以溫度有上升的趨勢。
4.3.2二氧化碳濃度測試結(jié)果
分別取11：00、13：30和15：00三個時刻每層每個時刻5個測試點的平均值作為該層該時刻的CO2濃度，如圖3、圖4所示。
圖34F層CO2濃度對比圖圖45F層CO2濃度對比圖
由圖3看出5月2日開始二氧化碳濃度很高，但打開空調(diào)機組后濃度下降，并且比較恒定，而5月3日開始時二氧化碳濃度較低，空調(diào)機組關(guān)閉后濃度上升。5月1日15：30開4F和5F層的空調(diào)機組，16：40關(guān)閉；5月2日11：30開4F和5F層的空調(diào)機，17：05關(guān)閉，5月3日10：30開4F層的空調(diào)機，11：30關(guān)閉4F層的空調(diào)機組。5月2日比5月1日的通風(fēng)換氣時間長，并且在3日早上10：30開了4F層的空調(diào)機組，所以3日11點4F層的二氧化碳濃度小于2日的二氧化碳濃度。
5F層兩天均開了兩臺空調(diào)機組，由圖3和圖4對比看出5F層二氧化碳濃度變化趨勢與4F層相仿，這是因為5F層受到了4F層的影響。
4.3.3空調(diào)系統(tǒng)費用
整個商場在春季（4--5月份）正常運行時全新風(fēng)運行，不開冷水機組。每天運行18臺每臺功率為18.5kW的組合式空調(diào)機組2小時，6臺功率為25kW的排風(fēng)機4小時，按電價0.87元/小時（以下的費用計算均按此值計算）計算，春季運行費用為66,085元。秋季（9--10月份）也是全新風(fēng)運行。每天運行6臺每臺功率為15kW的空調(diào)機組2小時，6臺每臺功率25kW排風(fēng)機4小時，秋季運行費用為：40,716元。商場采用全空氣系統(tǒng)在過渡季節(jié)總的運行費用為106,801元。
如果在春秋季節(jié)不是全新風(fēng)運行就要加開冷水機組，根據(jù)該商場的設(shè)計需要加開1臺功率為530kW的離心式制冷機，在春季運行55%左右，秋季運行70%左右，每天運行2小時，與其配套的有1臺功率為75kW的冷卻水泵，1臺功率為75kW的冷凍水泵，1臺功率為1.5kW的系統(tǒng)補水泵，并且冷卻水塔配有6個功率為7.5kW的風(fēng)機。商場在過渡季節(jié)不采用全新風(fēng)運行的運行費用為216,839元。
4.4結(jié)果分析
大連地區(qū)春季室外溫度在20℃左右時，全空氣系統(tǒng)送新風(fēng)可以降低室內(nèi)溫度。春季顧客的衣著量要比夏季厚一些，所以此時的溫度應(yīng)比夏季的設(shè)計溫度低一些，4F層不開空調(diào)機組時的28.6℃已超過了夏季的設(shè)計溫度，遠遠偏離了人體舒適區(qū)范圍。5F層兩天均開了空調(diào)機組但由于只開了部分空調(diào)機組，5F層的溫度還是上升，并沒有像4F層有效的控制了溫度。開空調(diào)機組時剛好使商場內(nèi)環(huán)境控制在舒適區(qū)邊緣，既可以給顧客創(chuàng)造一個較好的購物環(huán)境，又可以達到節(jié)能的目的。
不開空調(diào)機組商場內(nèi)區(qū)存在嚴(yán)重的新風(fēng)不足問題。吊頂式空調(diào)機系統(tǒng)和風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)由于梁下風(fēng)管、水管等各種管道很多，限制了新風(fēng)管道，所以只在外區(qū)有有限的新風(fēng)，其內(nèi)區(qū)的空氣品質(zhì)與全空氣系統(tǒng)不送新風(fēng)時的情況相似。從二氧化碳濃度對比圖看出，空調(diào)機組全新風(fēng)運行時商場內(nèi)的二氧化碳濃度明顯下降，商場的空氣品質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)。全新風(fēng)運行的5月2日在開空調(diào)機組后二氧化碳濃度維持在600ppm—700ppm之間，并沒有因為營業(yè)了一個時段，商場內(nèi)客流量增加，二氧化碳濃度隨之增加，反而比剛剛開業(yè)時的851ppm低�？梢妼τ谔岣呱虉龅目諝馄焚|(zhì)采用全空氣系統(tǒng)比采用吊頂式空調(diào)機系統(tǒng)要好很多。該商場只開了4F層和5F層的部分空調(diào)機組，如果商場每層的空調(diào)機組都開，商場的溫度可以控制的更低一些，空氣品質(zhì)還會有所提高。這一結(jié)論同樣適用于和春季氣候相似的秋季
全空氣系統(tǒng)在過渡季節(jié)全新風(fēng)運行，由空調(diào)機組送入商場內(nèi)的均是室外的新鮮空氣，高效率的稀釋商場內(nèi)污濁的空氣。其總的送風(fēng)量和吊頂式空調(diào)機系統(tǒng)一樣，不會增加空調(diào)機組這部分的運行費用。
商場空調(diào)系統(tǒng)在過渡季節(jié)全新風(fēng)運行時使商場的溫度和空氣品質(zhì)均控制在一個良好的范圍內(nèi)，但是為了達到這一舒適的環(huán)境并沒有付出能源浪費的代價。通過計算得出，春秋兩季全空氣系統(tǒng)全新風(fēng)運行比非全新風(fēng)運行一年節(jié)省運行費用11萬元多。如果采用吊頂式空調(diào)機系統(tǒng)其在過渡季節(jié)的運行費用和全空氣系統(tǒng)在過渡季節(jié)不采用全新風(fēng)運行時差不多。在冬季全空系統(tǒng)可以內(nèi)外區(qū)送風(fēng)參數(shù)不同，各樓層送風(fēng)參數(shù)不同，內(nèi)區(qū)送風(fēng)溫度可以比外區(qū)送風(fēng)溫度低一些，頂層送風(fēng)溫度可以比底層送風(fēng)溫度低一些，送到內(nèi)區(qū)和頂層的空氣新風(fēng)比例可以加大，這樣既解決了商場大內(nèi)區(qū)和頂層冬季溫度過高的問題，又降低了熱負荷，節(jié)省運行費用。所以雖然全空氣系統(tǒng)占用建筑面積，但其運行費用比吊頂式空調(diào)機系統(tǒng)節(jié)約很多。
5結(jié)論
5.1在過渡季節(jié)可實現(xiàn)全新風(fēng)運行控制室內(nèi)的溫度和空氣品質(zhì)。
5.2組合式空調(diào)機組的全空氣系統(tǒng)新風(fēng)和回風(fēng)的比例調(diào)節(jié)比較靈活，可以隨時根據(jù)要求調(diào)解新風(fēng)量，來滿足商場舒適性的要求，提高商場空氣品質(zhì)，對于解決目前一些客流量較大的大中型商場空氣品質(zhì)較差的問題是一個較好的辦法。
5.3在冬季可以分層，分區(qū)送風(fēng)，通過送風(fēng)參數(shù)的不同來調(diào)節(jié)商場的溫度，減小商場內(nèi)的溫差，使顧客在商場不會出現(xiàn)冷熱不均的感覺。
綜上所述，大連地區(qū)大中型商場采用組合式空調(diào)機組的全空氣系統(tǒng)比較合理。目前，能源短缺，對于空調(diào)系統(tǒng)這一能源消耗大戶節(jié)約能源是至關(guān)重要的。全空氣系統(tǒng)在合理的運行情況之下，商場環(huán)境好，節(jié)省運行費用，同時還節(jié)約了能源。經(jīng)過調(diào)查研究筆者推薦大中型商場在條件允許的情況下應(yīng)盡量采用組合式空調(diào)機組的全空氣空調(diào)系統(tǒng)，外區(qū)和門市房等部位可以考慮采用風(fēng)機盤管系統(tǒng)或吊頂式空調(diào)機系統(tǒng)。
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