摘要：随着生活水平的提高，空调作为现代人们生活的必需品，而商业综合体建筑作为一种特殊的公共建筑，空调系统能耗相对较高，本文通过介绍上海市某商业综合体暖通空调系统末端设计，并进一步分析讨论其节能措施，为商业综合体暖通空调的节能运行和优化设计提供一定的参考。
关键词：空调系统；变风量运行；全新风运行；节能
0 引言
随着中国城镇化和社会经济的不断发展，建筑作为社会能耗大户，近30%的社会能耗用于建筑的运行能耗[1]，商场类建筑作为一类典型的大型公共建筑，它关系到人们生活的基本方面，直接影响到社会生活质量的高低，另一方面又构成了国民经济的一个重要的组成部分。在我国，商场建筑具备以下特点：第一，客流密度大，照明、电器功率密度高，致使室内发热量大；第二，商场体积较为庞大，冷量传输距离长，且多采用全空气系统，衰减较大；第三，空调系统运行时间长，一般运行时长在12小时以上，个别全天候运行。以上特点共同决定了商场建筑相比于其他公共建筑，其单位面积耗电量高，全年总耗电量大[2]。
综上所示，对商业建筑进行节能优化将有助于缓解城市供能压力，包括对新建商业建筑进行节能设计以及对既有商业建筑进行节能改造，对能源日益紧缺的现状具有极大的意义。
1 工程概况
本工程位于上海市浦东新区临港，总建筑面积71265.45平方米，地上建筑面积44964.45平方米，包含商业及酒店功能。酒店1层及2层为酒店公共服务区及辅助办公用房，3~10层为酒店客房，酒店面积18280.00m2；商业部分北面为餐饮区，共5层，南面1~2层为商场，3~6层为影院，中间为挑空四层中庭，商业面积24891.25m2。地下建筑面积26301.00平方米，分为两层，地下1层为酒店后勤、设备用房、变配电房及机动车库，地下2层为设备用房、电动汽车库及机动车库，人防区位于地下2层。
本文仅针对酒店及商业区域舒适性空调系统设计进行说明。
2 设计计算参数
2.1 室外计算参数
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3 室内空调末端系统设计
3.1空调风系统设计
本项目酒店大堂、商业中庭高大空间空调系统采用全空气空调系统形式，空调箱（定风量空调机组上加变频器，使空调系统变风量运行）。空气处理机均设置于地下一层空调机房内，空调箱均具有可变新风比功能，最大新风比为70%[3]，供过渡季节使用，同时设置过渡季节排风机，保证室内风量平衡，送风风口均采用带自动温控调整装置的喷口，系统原理图如图1所示。
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图1 中庭/酒店大堂空调系统原理图
酒店早餐厅、健身房、客房、后勤办公及商业餐饮商铺空调系统均采用风机盘管加新风系统，卧式风机盘管设在吊顶内，新风机设于每层空调机房内，新风机组设新风初效过滤段G4和中效静电过滤段，新风机组采用变频控制，变新风量运行，过渡季全新风量运行。系统最小新风量满足人员新风需求及保持室内正压的新风需求，室内送风系统和送风口应设调节装置。
影院空调系统采用全空气空调系统形式，空调设备设置于影院屋顶，为确保影院后期使用及装修效果，甲方要求本次影院末端设计仅预留影院空调系统所需土建管井及设备平台。
3.2 空调水系统设计
本项目空调冷热水由能源中心主机提供，能源中心冷热水由地下连通道进入本项目地下室，然后异程式分支供给酒店及商业部分。
酒店主立管及楼层水平干管均采用同程式，各楼层水平回水干管设置静态平衡阀。空调机组末端采用动态电动平衡阀，风机盘管末端采用电动两通阀（ON/OFF）。
商铺主立管及楼层水平干管均采用异程式布置，各楼层水平供水干管设置静态平衡阀，回水干管设置自力式压差阀，空调机组末端采用动态电动平衡阀，风机盘管末端采用电动两通阀（ON/OFF）。
本项目以各楼层为计量单元，设置能量计量表。
3.3 自动控制设计
本项目设置楼宇自控系统（BAS）对系统整体控制与监测，包括空调系统设备的启、停控制及其状态显示、故障报警；所有空调系统的电动调节水阀、风阀的控制；空气过滤器的压差报警；空调箱、新风机组送风温湿度控制。采用 DDC（直接数据控制）方式对各空调设备进行自动控制管理并进入BA控制系统。空调末端设备的控制主要为送风温度和室温控制，根据负荷变化由温控器调节冷（热）量的需要，过渡季排风机的控制主要为恒压差控制。本项目送风温度为17℃。
4 空调风系统运行节能分析
4.1 空调风系统能耗分析
空调系统冷负荷主要包括围护结构冷负荷、新风冷负荷、内热源造成的冷负荷包括照明、设备冷负荷和人体冷负荷。内热源造成的冷负荷和室外温度基本无关，围护结构冷负荷及新风冷负荷受室外温度影响较大，对于商场类建筑，仅包含外围护结构的区域受到室外温度波动的影响较大，商场内区则影响较小，从整体来看，人员密度以及新风对商场内部空气温度和空调系统能耗起主导作用[2]。
4.2 空调风系统运行策略
4.2.1夏季冬季空调运行策略
本项目高大空间采用全空气系统，空调机组设变频器，采用送风温度控制和室温控制相结合的方法变风量运行。送风温度控制系统由设在送风管上的温度传感器、DDC控制器和电动调节阀组成。本项目送风温度为17℃，当负荷改变时，DDC控制器根据温度传感器的信号控制盘管出水管上电动调节阀的开度以恒定送风温度；室温控制系统由设在送风管上的温度传感器、DDC控制器和变频器组成。当室温改变时，DDC控制器控制空调箱变频器的频率来改变送风量以恒定室温[4]。夏季和冬季空调系统变风量运行，采用恒定送风温度、改变送风量的方法控制室温。当空调冷热负荷减小时送风量随之变小，空调系统的新、回风阀应作相应的调节（改变新回风比），以保证新风量不随送风量的减少而减少。当空调系统送风量达到最小风量时（最小风量为最大送风量的50%），送风量不再减小。
本项目酒店早餐厅、健身房、客房、后勤办公及商业餐饮商铺采用风机盘管加新风系统，新风机组设变频器，空调房间设置CO2浓度传感器，对CO2浓度进行实时监测和控制，保证房间内CO2浓度不大于0.10%[5]。空调房间送风支管上设置电动调节风阀，夏季和冬季新风系统根据CO2浓度的变化调节电动调节风阀开度来调节送风量，同时联动新风机调整总送风量，当新风系统送风量达到最小风量时（最小风量为最大送风量的50%），送风量不再减小。采用送风温度控制和室温控制相结合的方法变风量运行。风机盘管末端采用电动两通阀（ON/OFF），通过室温传感器对盘管水侧进行控制。
4.2.2 过渡季节空调运行策略
过渡季空调系统采用全新风运行，高大空间全空气系统，空调机组以最大新风量运行，为额定送风量的70%，为防止室内结露，送风温度控制在17℃以上，当室内温度能够达到25~27℃时，基本满足人员舒适度，人工冷源不启动；当室温大于27℃，DDC控制器根据温度传感器的信号控制开启制冷机，新风和人工冷源各承担一部分室内冷负荷。风机盘管加新风系统，新风系统以最大新风量运行，当室内温度能够达到25~27℃时，基本满足人员舒适度，人工冷源不启动；当室温大于27℃，DDC控制器根据温度传感器的信号控制开启制冷机。
5结 论
本文根据商场的特殊性，对上海市某商业综合体暖通空调系统末端设计进行介绍，本项目空调系统采用变风量运行以减少风机运行能耗。在以后的类似项目设计中，可以借鉴和参考本次项目的设计方法和理念，以力争在保证使用效果的前提下促进节能、减排的深度融合。
1）空调系统宜采用变风量运行，空调箱采用送风温度控制，恒定送风温度；室温的控制应根据室温的变化，由温控器控制变频调速风机调节送风量，同时调节新、回风阀的开度以保证新风量不变。
2）新风机宜采用变风量运行，室内设置CO2浓度传感器，送风支管上设置电动调节风阀，通过对室内CO2浓度的监测，调节电动风阀的开度，从而调节系统送风量。
2）空调系统应具有全新风运行功能，考虑到室内结露情况，本项目设定当室外温度不小于17℃时，过渡季节应利用室外新风免费供冷，尽量缩短开启冷水机组的时间，以节省运行费用。
参考文献：
[1]梁锟.商场建筑能耗及节能设计研究[D].西安建筑科技大学，2007
[2]刘美州 广东省商场建筑空调系统节能运行能耗分析[D].广州大学.2016
[3]2014 DJ.公共建筑绿色设计标准[S].2014
[4]李延魁，祝金.某商场空调系统设计及运行调节分析[J].暖通空调.2010
[5]2002 GB.室内空气质量标准[S].2002
论文作者:闫晓娟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/2/3
标签：新风论文; 空调系统论文; 空调论文; 室温论文; 系统论文; 风机论文; 负荷论文; 《基层建设》2019年第28期论文;