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大型商场中央空调系统可实现25%以上节能
大型商场中央空调系统可实现25%以上节能
来源:中国经济导报    2011-6-2
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      随着社会的发展,公共建筑在逐年增加,其能耗也在不断增大,耗电占建筑总耗电量的20%~25%,占我国供电总量的5%,其中空调系统的能耗占到50%以上。大型商场作为公共建筑的一个重要组成部分,也面临着能耗大的问题。日前,北京制冷学会公布了一项对北京市60余家大商场能耗的调研结果。结果显示,大型商场在大型公共建筑中单位面积能耗最高。该调研项目负责人、北京制冷学会副理事长李先庭告诉记者,以商场为代表的大型公共建筑虽然面积只占北京市民用建筑总面积的5%,其电耗却占到了全市民用建筑总用电量的25%,与全市居民生活用电的一半相当。

      调研还显示,在商场的总耗能中,空调能耗与照明能耗所占比例最大,其中空调能耗就占了总能耗的50%左右。李先庭表示,空调系统的节能设计、优化运行控制、科学运行管理对于降低商场总能耗,提高舒适度具有重要意义。“经过改造,大型商场中央空调系统实现25%以上的节能目标是完全可行的。”李先庭说。

      空调设计千篇一律

      北京目前大型商场超过100个,总建筑面积在400万?以上,且单位面积能耗较高。根据北京制冷学会对北京市10个大型商场的能耗调查,单位建筑面积全年总耗电量为210~370kWh,年耗电量约10亿kWh,各商场相互之间用电量差异较大,电耗高的商场用电量是电耗低的商场的近两倍。“营业额相近的两家商场之间用电量竟然相差两倍以上,可见商场的节能潜力巨大。”李先庭说。

      造成商场空调能耗高的原因有很多,据北京制冷学会的调查,主要包括:商场设备容量选择冗余量较大,导致冷机多数时间在部分负荷下低效率运行,造成很大投资和能源浪费;自然能源利用率低,多数商场不能实现全新风运行,延长了冷机运行时间;在冬季,商场的外缘区还需要热源供热,中心区则存在大量余热未被利用;为满足个别空间的除湿和降温要求而使用7度冷水,降低了冷机能效;带回风的全空气系统风机输配能耗高,较少根据负荷情况调节,交叉污染问题也难以控制;部分商场气流组织不合理,经常出现冷热不均现象;运行控制与管理调节存在诸多不到位的地方。

      据李先庭介绍,这些原因的背后是商场空调设计的理念问题,如在不同地区、不同环境下,以千篇一律的方法进行建筑空调设计;过分强调一次投资的节约,忽视运行费用;空调方案比较中,只简单进行满负荷运行费用的比较,忽视了当地气候及设备部分负荷运行费用的影响;系统不能够根据商场负荷特性的变化,实现有效调节;以及建筑设备能源管理自动化水平比较低,设备长期在低效率下运行等。

      利用现有设备的节能空间就很大

      在李先庭看来,目前只要利用现有的设备、改变管理方式就可以达到较好的节能效果。例如使用7度冷水的问题,其实商场绝大多数负荷为显热负荷(即没有因为水的蒸发而产生的热转移),完全可以用高温冷水降温,而不必用7℃冷水,可充分利用温湿度独立控制的思想,实现制取冷水的高能效。又如,由于商场单位面积发热量大,供冷时间长,可以充分利用自然界提供的免费冷源,利用冷却塔在过渡季或冬季制冷水,用于空气处理装置的降温。再如,在冬季和夏季,室内外温差较大,可以合理利用热回收降低能耗,包括新鲜空气与排风间的热回收,商场中心区与外缘区域间的热回收,冷却水热回收用于生活热水等。李先庭还提出,商场还可以将高峰用电转移到夜间,不仅可以降低高峰时的用电负荷,降低运行费用,也可提高设备系统部分负荷时的效率;可以利用消防水池的蓄冷;利用夜间开启空调,将房屋壁体降温蓄冷;有条件时还可以采用冰蓄冷等。

      发展“三无”空调系统

      当然,传统中央空调系统(全空气和风机盘管系统)受形式所限,节能潜力是有限的。据了解,现有传统中央空调系统存在3大局限:冷却水、回风、再热。

      针对上述问题,李先庭介绍了一种适应新建商场的中央空调系统,即NOCWRARE系统,这一系统的特点是无冷却水、无回风、无再热。由于无冷却水的生产和输送,一定程度上解决了制冷时水的蒸发问题,提高了冷机能效比;无回风,使得循环风能就近处理,风系统的输配能耗减少,而且冬季也无新鲜空气的预热问题;无再热,通过用换热方式处理前的空气再热,使得冷机能耗下降。据李先庭介绍,NOCWRARE中央空调系统能耗经济性非常好。在夏季,与传统中央空调相比能节能15%~30%;在冬季,节能可超过50%以上。同时,NOCWRARE中央空调系统的初期投资也是相对节约的,大约为风机盘管加新风(辅以燃气锅炉)的90%,是全空气系统(辅以燃气锅炉)的60%。    

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