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,人民的購買力提高,新建了許多中型商業(yè)建筑,特別是繁華地區(qū)的百貨商店擁擠。為了給顧客營造舒適的購物環(huán)境,中大型商場普遍配置了中央空調(diào)設(shè)施。但是,許多空調(diào)系統(tǒng)不能滿足要求。一些購物中心需要很大的能源消耗費來使室內(nèi)環(huán)境舒適。目前,大中型百貨公司認為使用天花板式空調(diào)系統(tǒng)和組合式空調(diào)單元的全空氣系統(tǒng),大連現(xiàn)有大中型百貨公司20多家,其中8家采用天花板式空調(diào)系統(tǒng),10多家采用組合式空調(diào)單元的全空氣系統(tǒng)。本文通過對某些采用組合式空調(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哪種空調(diào)系統(tǒng)形式更合理。
2商場負荷特點
商場空調(diào)屬于舒適空調(diào),安裝的目的是為客戶創(chuàng)造舒適的購物環(huán)境,為業(yè)務(wù)員提供良好的工作環(huán)境,有利于商品的儲存。百貨公司負荷的主要特點是大中型百貨公司有大內(nèi)部區(qū)域,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,建筑圍護結(jié)構(gòu)負荷的比例小。為了保證百貨商店的采光和廣告效果,百貨商店使用的各種照明設(shè)備多,發(fā)熱值高(投影燈、鹵素?zé)舻?,照明負荷大。冬季外區(qū)由于圍護結(jié)構(gòu)負荷的存在,熱負荷大,內(nèi)區(qū)受建筑圍護結(jié)構(gòu)的影響小,人員負荷和照明負荷不變,熱負荷小,冷負荷也有可能。過渡季室外溫度低于室內(nèi)溫度,此時不存在圍護結(jié)構(gòu)冷負荷,送新風(fēng)可降低商場內(nèi)溫度。
3百貨公司空調(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、建筑平面結(jié)構(gòu)和功能區(qū)域有關(guān),小型百貨公司一般采用分體式空調(diào)單元,通常中型百貨公司有風(fēng)扇線圈和新風(fēng)系統(tǒng)的天花板式空調(diào)系統(tǒng)組合式空調(diào)單元的全空氣系統(tǒng)。
3.1風(fēng)機線圈加新風(fēng)系統(tǒng)
風(fēng)機線圈加新風(fēng)系統(tǒng)節(jié)省使用面積,但新風(fēng)量有限,對于大中型商場來說,很難利用戶外新風(fēng)通風(fēng),不利于過渡季節(jié)的節(jié)能。回風(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。不適合大型商場使用。
3.2天花板式空調(diào)系統(tǒng)
天花板式空調(diào)系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的空調(diào)系統(tǒng),節(jié)約機房面積,降低建筑層高,節(jié)約管道。天花板式空調(diào)單元設(shè)置在使用空間的天花板上,單元的噪音不僅從風(fēng)口傳出,而且直接輻射,噪音問題是天花板式空調(diào)單元的大問題。其次,回水管多,水管安裝在天花板上,漏水。新風(fēng)量有限也是天花板式空調(diào)機組的一大缺點,梁下管道、水管等各種管道多,限制了新管道,因此天花板式空調(diào)系統(tǒng)只在外區(qū)有限的新風(fēng)。
3.3組合式空調(diào)單元全空氣系統(tǒng)
組合式空調(diào)單元全空氣系統(tǒng)處理熱濕負荷能力大的過渡季節(jié)可實現(xiàn)新風(fēng)運行的水管少,減少滴水現(xiàn)象的冬季通過新的回風(fēng)比例的調(diào)節(jié)可以調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度,解決冬季內(nèi)部溫度過高的問題這些優(yōu)點適合大中型商場。但是,由于其機械室占地面積過大,風(fēng)道斷面尺寸大,占地面積大,一些開發(fā)人員不愿采用該系統(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,最好采用組合式空調(diào)機組的全空氣系統(tǒng)。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),不僅改善了室內(nèi)環(huán)境,還可以降低中型百貨商店的空調(diào)運行費用。
4實例分析
五一假期是百貨公司客流量大的時期,也是過渡季節(jié)的春天,筆者在此期間對大連市某百貨公司進行了實測調(diào)查研究,說明大連地區(qū)大中型百貨公司適合采用組合式空調(diào)單元的全空氣系統(tǒng),可以在過渡季節(jié)實現(xiàn)新的風(fēng)運行。
4.1工程概況
該商場位于大連市黃金地段二七廣場,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。地下三層作為冷凍室地下二層的一部分作為車庫,其馀部分作為百貨商店地下一層和地上五層都是百貨商店。
空調(diào)系統(tǒng)總冷負荷為120W/㎡,總熱負荷為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)室。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
選擇5月2日和5月3日兩天進行測試,兩天為晴天,5月2日室外氣溫為19.8℃,5月3日室外氣溫為20℃,百貨公司客流量比較一定。4F層于5月2日11:30開設(shè)所有4臺空調(diào)單元,5月3日10:30開設(shè)所有4臺空調(diào)單元,11:30關(guān)閉。5F層每兩天在11:30開設(shè)飲食區(qū)的兩個空調(diào)單元。沒有開冷水單元,新風(fēng)運行。(百貨公司有兩臺自動扶梯,考慮到熱壓作用熱空氣上升,節(jié)約運行費用,百貨公司只開設(shè)最上層的空調(diào)單元,百貨公司運行條件的限制,5F層的空調(diào)單元不能關(guān)閉。否則,百貨公司的溫度會過高,百貨公司不能正常營業(yè))。
4.3測試結(jié)果
4.3.1溫度測試結(jié)果
每30分鐘的溫度要求平均值作為該層時間段內(nèi)的溫度,2天10:00到15:30的溫度如圖1、圖2所示。
圖14F層溫度對比圖25F層溫度對比圖
從圖1可以看出,10:00到10:30這個時間段2天的溫度幾乎相同。因為到10:30為止兩天都沒有打開空調(diào)單元。到5月2日11:30為止,4F層的溫度有上升的傾向,11:30的溫度開始下降,之后有下降的傾向。5月3日11:30之前4F層的溫度有下降的傾向,11:30之后溫度有上升的傾向。2天11:30以后溫度的下降和上升是因為當(dāng)天11:30分開關(guān)閉了4F層的空調(diào)單元。從10:30到12:00之間,5月3日的溫度低于5月2日的溫度。因為5月3日從10:30到11:30打開了這個層的空調(diào)單元,但是5月2日沒有打開。12:00以后5月2日的4F層溫度低于5月3日的4F層溫度,溫差逐漸增大。開空調(diào)機組時商場溫度控制在26℃左右,不開空調(diào)機組時商場溫度達到28.6℃,最大溫差為2.1℃。
由于圖2可得到5月2日和3日2日5F層空調(diào)機組全部開啟,因此2日溫度趨勢基本相同,但5F層只開啟2臺空調(diào)機組,不能滿足負荷要求,因此溫度有上升趨勢。
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,每層每時5個測試點的平均值作為該層時刻的CO2濃度,如圖3、圖4所示。
圖34F層CO2濃度對比圖45F層CO2濃度對比圖
從圖3可以看出,5月2日開始二氧化碳濃度較高,但是開空調(diào)機組后濃度會下降,而且相對來說比較恒定,而5月3日開始二氧化碳濃度較低,空調(diào)機組關(guān)閉后濃度會上升。5月1日15:30打開4F和5F層的空調(diào)單元,16:40關(guān)閉的5月2日11:30打開4F和5F層的空調(diào)單元,17:05關(guān)閉,5月3日10:30打開4F層的空調(diào)單元,11:30關(guān)閉4F層的空調(diào)單元。5月2日比5月1日通風(fēng)時間長,3日早上10點30分開設(shè)了4F層的空調(diào)單元,因此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層每兩天打開兩臺空調(diào)單元,通過圖3和圖4的比較,5F層的二氧化碳濃度變化傾向與4F層相似,5F層受到4F層的影響。
4.3.3空調(diào)系統(tǒng)費用
整個百貨商店在春天(4-5月)正常運行時新風(fēng)運行,不開冷水單元。每天運行18臺電力為18.5kW的組合式空調(diào)單元2小時,6臺電力為25kW的排氣扇4小時,電價為0.87元/小時(以下費用計算均按此值計算),春季運行費用為66,085元。秋天(9-10月)也是新風(fēng)運行。每天運行6臺電力為15kW的空調(diào)單元2小時,6臺功率為25kW的排氣扇4小時,秋季運行費用為40,716元。百貨公司采用全空氣系統(tǒng),過渡季節(jié)總運行費用為106,801元。
春秋季節(jié)如果不是新風(fēng)運轉(zhuǎn),就必須打開冷水單元,根據(jù)該百貨商店的設(shè)計需要打開1臺功率為530kw的離心式冷凍機,春季運轉(zhuǎn)55%左右,秋季運轉(zhuǎn)70%左右,每天運轉(zhuǎn)2小時,與其組合1臺功率為75kw的冷卻泵,1臺功率為75kw的冷凍泵,1臺功率為1.5kw的系統(tǒng)補充泵,冷卻塔配備6臺功率為7.5kw的鼓風(fēng)機。百貨公司過渡季節(jié)不采用新風(fēng)運行的運行費用為216,839元。
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