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1、1大连地区大中型商场空调方式探讨摘要： 商场内部环境的优劣是影响人们身心健康的重要指标，目前一些商场存在由于客流量的增加导致商场内的温度过高，空气品质差的问题，笔者针对这一问题对大连市某商场春季空调系统运行情况进行调查研究，并进一步分析其空调系统全年运行情况，提出在大连地区控制大中型商场内部环境并达到节能的目的采用组合式空调机组的全空气系统比较合理，以供设计与运行管理的有关工程人员参考。 关键词： 大中型商场 空调系统 过渡季节 全新风运行1 引言近年来，随着我国国民经济的发展，人民生活水平的提高，老百姓购买力增强，新建了不少大中型商业建筑，特别是繁华地区商场比较拥挤。为了给顾客营造一个舒适的
2、购物环境，在大中型商场内普遍配置了中央空调设施。但是很多空调系统不能满足要求，有些商场为了使室内环境舒适需要付出很大的能耗代价。目前对于大中型商场普遍认为使用吊顶式空调机系统或组合式空调机组的全空气系统，大连现有大中型商场二十余家，其中八家采用吊顶式空调机系统，十多家采用组合式空调机组的全空气系统。本文通过对某采用组合式空调机组的全空气系统的商场进行调查研究，分析大中型商场采用何种空调系统形式更加合理。2 商场负荷特点 商场空调属于舒适性空调，设置的目的是为顾客创造一个舒适的购物环境，为营业员提供良好的工作环境并有利于商品的储存。商场负荷的主要特点是：大中型商场有较大的内区，人员多，人员结构复
3、杂，人员负荷和新风负荷占冷负荷的大部2分，而建筑围护结构负荷所占比例很小。为保证商场的采光和广告效应，商场使用的各种照明设备较多且发热值高(如投射灯、卤素灯等)，导致照明负荷很大。冬季外区由于围护结构负荷的存在导致热负荷较大，而内区由于受建筑围护结构的影响较小，而人员负荷和照明负荷不变使其热负荷很小，甚至有可能是冷负荷。过渡季节室外温度低于室内温度，这个时期不存在围护结构冷负荷，送新风可以降低商场内的温度。3 商场空调方式的选择商业建筑空调系统的选择与其规模大小，建筑的平面结构和功能分区有关，小型商场一般采用分体式空调机组，通常大中型商场有三种空调方式：风机盘管加新风系统；吊顶式空调机系统；组
4、合式空调机组的全空气系统。3.1 风机盘管加新风系统风机盘管加新风系统节省使用面积，但是新风量有限，对于大中型商场，很难利用室外新风进行通风换气，不利于过渡季节的节能。回风是由悬挂在吊顶内的风机盘管回风箱处的过滤器过滤，过滤器极易堵塞，清洗工作量既大又很麻烦，特别是在夏季，如果过滤网清洗不及时，将导致回风量减少，凝结水增加，排水不畅，滴水盘处溢水，这种潮湿的条件是病菌滋生的最好环境，也有可能造成其它的病菌和病毒的聚集和滋长，给管理带来麻烦和不必要的损失。受安装空间限制，风机盘管的维修和保养不便。不适合用于大型商场。3.2 吊顶式空调机系统吊顶式空调机系统是近几年发展起来的一种空调系统，可以省去
5、机房面积，降低3建筑层高，节约风管。吊顶式空调机组安装在使用空间吊顶内，机组噪声不仅通过风口传出，而且直接辐射出来，所以噪声问题是吊顶式空调机组的一大问题。其次，供回水管多，并且水管安装在吊顶内，增加了漏滴水。新风量有限也是吊顶式空调机组的一大缺点，由于梁下风管、水管等各种管道很多，限制了新风管道，所以吊顶式空调机系统只在外区有有限的新风。3.3 组合式空调机组的全空气系统组合式空调机组的全空气系统具有处理热湿负荷能力较大；过渡季节可实现全新风运行；水管少，减少漏滴水现象；冬季可通过新回风比例的调节来调节送风温度，解决冬季内区温度过高的问题；能达到较高的洁净度；运行管理及维修方便的优点。这些优
6、点使其适合于大中型商场。但由于其机房占地面积过大，风道断面尺寸大，所占空间大，导致一些开发商不愿意采用这种系统形式。综合考虑三种系统形式的优缺点，对于有较大内区的大中型商场，采用组合式空调机组的全空气系统比较好。既可以解决内区冬季过热的问题，又可以在过渡季节大量利用新风，不但改善了室内环境，还可以降低大中型商场空调运行费用。4 实例分析五一假期是商场客流量较大的一个时期，又是过渡季节春季，笔者在这期间针对大连市某商场做了实测调查研究，来说明大连地区大中型商场适宜采用组合式空调机组的全空气系统，在过渡季节可实现全新风运行。4.1 工程概况该商场位于大连市的黄金地段二七广场，于 2004 年建成，
7、建筑面积达 5 万平方米。4共有地下三层，地上五层，层高 5.1 米。地下三层作为冷冻机房；地下二层一部分作为车库，其余部分作为商场；地下一层及地上五层均为商场。空调系统总的冷负荷 120W/，总的热负荷 100 W/。采用组合式空调机组的全空气系统，每层有 4 个空调机房。空调系统冷热源：夏季采用 2 台 3000kW 离心式冷水机组，冬季采用 2 台 2500kW 汽水换热器。设计新风量 15m3/（h.人）。4.2 测试方法选取 5 月 2 日和 5 月 3 日两天进行测试，两天均为晴天，5 月 2 日室外气温 19.8，5 月 3 日室外气温 20，并且商场客流量比较恒定。4F 层 5
8、 月 2 日 11：30 开全部的 4 台空调机组，5 月 3 日 10：30 开全部的 4 台空调机组，11：30 关闭。5F 层两日均在 11：30 开餐饮区的两台空调机组。均未开冷水机组，全新风运行。 （商场内有 2部自动扶梯，由于热压作用热空气上升，加之考虑节省运行费用，商场只开了最上面两层的空调机组，由于商场运行条件的限制，5F 层的空调机组不能关闭，否则商场温度会过高，使商场无法正常营业）。测试共分温度测试和二氧化碳浓度测试两部分。选取商场温度最高的 4F 层和顶层 5F 层进行测试，每层取该层温度相对较高的 5 个测温点，测距地面 1.5 米左右的温度。采用清华同方研发中心电子产
9、品基地生产的型号为 RHLOG-T-H 的智能温湿度自记仪，每隔 5 分钟记录两天 10：00 到 15：30 两层的温度。另外每层在内区取 5 个测试点分别在 11：00、13：30 和 15：00 测试二氧化碳浓度。使用的仪器是德国 TESTO 公司生产的型号为 Testo 445 的多功能测量仪。通过测试说明全空气系统在过渡季节不开冷水机组全新风运行可以满足负荷要求，5使商场内的温度达到要求。并且全新风运行时商场内的空气品质比仅满足规范规定的新风量运行时好，可以很好的改善商场内的空气品质。4.3 测试结果4.3.1 温度测试结果每半个小时的温度求一个平均值作为该层该时段内的温度，两天 1
10、0：00 到 15：30的温度情况如图 1、图 2 所示。图 1 4F 层温度对比图 图 2 5F 层温度对比图由图 1 看出 10：00 到 10：30 这个时段里两日的温度几乎相同，因为 10：30 以前两天均未开空调机组。在 5 月 2 日 11：30 之前 4F 层温度呈上升趋势，11：30 温度开始下降，并且以后保持下降的趋势。5 月 3 日 11：30 之前 4F 层温度呈下降趋势，11：30 以后温度逐渐上升。两天 11：30 以后温度的下降与上升是因为分别在当天的 11：30 分打开和关闭了 4F 层的 4 台空调机组所致。10：30 到 12：00 这期间 5月 3 日的温度
11、低于 5 月 2 日的温度，因为在 5 月 3 日 10：30 至 11：30 开了该层的空调机组，而 5 月 2 日没有开。12：00 以后 5 月 2 日的 4F 层温度低于 5 月 3 日 4F层温度，并且温差逐渐增大。开空调机组时商场温度控制在 26上下，而不开空调机组时商场温度达到 28.6，最大温差为 2.1 。由图 2 可得 5 月 2 日和 3 日两天 5F 层的空调机组均开了所以两天的温度趋势差不多，但是由于 5F 层只开了两台空调机组，不能满足负荷的要求，所以温度有上升的趋势。64.3.2 二氧化碳浓度测试结果分别取 11：00、13：30 和 15：00 三个时刻每层每个
12、时刻 5 个测试点的平均值作为该层该时刻的 CO2 浓度，如图 3、图 4 所示。图 3 4F 层 CO2 浓度对比图 图 4 5F 层 CO2 浓度对比图由图 3 看出 5 月 2 日开始二氧化碳浓度很高，但打开空调机组后浓度下降，并且比较恒定，而 5 月 3 日开始时二氧化碳浓度较低，空调机组关闭后浓度上升。 5月 1 日 15：30 开 4F 和 5F 层的空调机组，16：40 关闭；5 月 2 日 11：30 开 4F 和 5F层的空调机，17：05 关闭，5 月 3 日 10：30 开 4F 层的空调机，11：30 关闭 4F 层的空调机组。5 月 2 日比 5 月 1 日的通风换气
13、时间长，并且在 3 日早上 10：30 开了4F 层的空调机组，所以 3 日 11 点 4F 层的二氧化碳浓度小于 2 日的二氧化碳浓度。5F 层两天均开了两台空调机组，由图 3 和图 4 对比看出 5F 层二氧化碳浓度变化趋势与 4F 层相仿，这是因为 5F 层受到了 4F 层的影响。4.3.3 空调系统费用 整个商场在春季（4-5 月份）正常运行时全新风运行，不开冷水机组。每天运行 18台每台功率为 18.5kW 的组合式空调机组 2 小时，6 台功率为 25kW 的排风机 4小时，按电价 0.87 元/小时（以下的费用计算均按此值计算）计算，春季运行费用为 66,085 元。秋季（9-1
14、0 月份）也是全新风运行。每天运行 6 台每台功率为 15kW的空调机组 2 小时，6 台每台功率 25kW 排风机 4 小时，秋季运行费用为：40,7167元。商场采用全空气系统在过渡季节总的运行费用为 106,801 元。如果在春秋季节不是全新风运行就要加开冷水机组，根据该商场的设计需要加开1 台功率为 530kW 的离心式制冷机，在春季运行 55%左右，秋季运行 70%左右，每天运行 2 小时，与其配套的有 1 台功率为 75kW 的冷却水泵，1 台功率为 75kW的冷冻水泵，1 台功率为 1.5kW 的系统补水泵，并且冷却水塔配有 6 个功率为7.5kW 的风机。商场在过渡季节不采用全
15、新风运行的运行费用为 216,839 元。表 1 运行费用对比表 过渡季节全新风运行的运行费用（元）过渡季节不采用全新风运行的运行费用（元）两种运行费用差值（元）106,801216,839110,0384.4 结果分析大连地区春季室外温度在 20左右时，全空气系统送新风可以降低室内温度。春季顾客的衣着量要比夏季厚一些，所以此时的温度应比夏季的设计温度低一些，4F 层不开空调机组时的 28.6已超过了夏季的设计温度，远远偏离了人体舒适区8范围。5F 层两天均开了空调机组但由于只开了部分空调机组，5F 层的温度还是上升，并没有像 4F 层有效的控制了温度。开空调机组时刚好使商场内环境控制在舒适区
16、边缘，既可以给顾客创造一个较好的购物环境，又可以达到节能的目的。不开空调机组商场内区存在严重的新风不足问题。吊顶式空调机系统和风机盘管加新风系统由于梁下风管、水管等各种管道很多，限制了新风管道，所以只在外区有有限的新风，其内区的空气品质与全空气系统不送新风时的情况相似。从二氧化碳浓度对比图看出，空调机组全新风运行时商场内的二氧化碳浓度明显下降，商场的空气品质明显好转。全新风运行的 5 月 2 日在开空调机组后二氧化碳浓度维持在 600ppm700ppm 之间，并没有因为营业了一个时段，商场内客流量增加，二氧化碳浓度随之增加，反而比刚刚开业时的 851ppm 低。可见对于提高商场的空气品质采用全空气系统比采用吊顶式空调机系统要好很多。该商场只开了 4F层和 5F 层的部分空调机组，如果商场每层的空调机组都开，商场的温度可以控制的更低一些，空气品质还会有所提高。这一结论同样适用于和春季气候相似的秋季全空气系统在过渡季节全新风运行，由空调机组送入商场内的均是室外的新鲜空气，高效率的稀释商场内污浊的空气。其总的送风量和吊顶
