2023-07-28 12:04:55 来源 : 文秘帮
关键词:商场节能 现状 原因 对策
(资料图片仅供参考)
从目前来看,我国正在全国范围内开展节能减排的大行动,商场超市等行业纷纷响应号召,不断探索节电节能新途径,并借助专业节电技术节能降耗日益成为众多商场超市等行业实现节电目标的重要途径。
1、关于商场用电现状分析
当前,随着商场行业的竞争日益加剧,多数商场都面临着利润下降的处境,这一问题解决只能从加强市场开拓及成本控制两方面着手。相对而言,成本控制易于实施,风险也比较更小。在各项成本当中,用电是一项主要成本。
2、关于商场用电能源浪费症状分析
2.1 商场供输电系统效率低
(1)商场变压器效率偏低:商场变压器使用效率不高,尤其是晚上变压器几乎空载运行,造成变压器自身损耗很大,电压变化率偏高;
(2)商场供电线路损耗大:因商场用电设备多,供电线路分支多、长,视在功率大,存在较大的集肤效应损耗及热阻线损,致使末端电压降大,电能使用效率明显下降,且存在一定的安全隐患;
(3)商场电力品质差:一些商场线路较混乱,动力跟照明用电混合在一起,同时电子设备、电器、非线性及冲击性用电设备偏多,就会产生大量谐波电流,也构成了电力系统中电能质量的主要污染,对用电设备造成不良影响,不但会耗费大量电能,甚至造成严重危害。
2.2 商场用电设备电能浪费比较严重
(1)商场的照明用电:商场照明用电用电设备有电子式节能灯、电感式日光灯、T5灯具、金卤灯等。照明设备大多是感性负载,功率因数多在0.5到0.8之间,存在大量的无功损耗;单相供电,线路中都存在着严重的三相不平衡,致使零序电流过大,电能损失不断增加;工作电压会普遍高于额定值,不仅不会使照明灯具更有效的工作,反而会导致设备发热及过早损坏,不同程度降低了灯具寿命。
(2)商场的空调用电:空调系统在设计选型时,大多预计留了20%左右余量,但是正常运行时很少完全运行在满负荷状态;另一方面,空调水循环系统实际运行时处于最大设计固定流量下工作,不随负荷变化而变化,没法达到辅机、主机和末端舒适温度三者达到合理的动态自动调节,致使电能利用率低,电能严重浪费。
(3)商场的其它设备用电:自动扶梯及冰箱冷柜、电烘(烤)箱等用电设备中,设备本身的特性存在一定程度的空载,致使了电能的损耗。
2.3 商场相关人员节能意识不强,管理方式简单
为了实现在“十一五”期间国内单位GDP能耗降低到20%左右的约束性目标,国家舆论工具不仅以立体、平面的传播方式进行全方位宣传贯彻以外,还利用相关行业协会节能办对企业进行引导或管理。但是由于技术上没有相应得到跟进与之相配套,商场依然不知道电能主要消耗在什么地方,电能质量有没有被污染,根本不明白电能浪费的漏洞在哪里,也不清楚改善的地方有哪些,如何去进行改善。加上对能源管理方式过于简单,使多数企业只能从保障设备安全的角度对电能进行管理,而没从成本、效率和电气设备使用寿命的角度,对电能进行精益管理。
3、商场超市电费成本控制解决方案
3.1 商场能源效率审计
节能技术工程师为商场超市用电状况进行全程监测,要对供电系统中的线路、电网质量、变压器、设备、能效管理方式等进行全面测试,且对用户单位能源使用效率进行综合评审和计算。
3.2 商场施工安装及调试
要严格按照节能项目施工方案要求进行现场施工,且在施工完毕后进行系统调试和试运行。
3.3 商场节能信息咨询
节能项目经理及其技术工程师免费为商场超市用户单位提供节能信息咨询服务,如如何建立节能管理机制、商场超市节能技术改造经济分析、节能相关技术的咨询及培训等等。
3.4 商场节能改造方案设计
在工程师经过技术交流和数据分析后,要针对商场超市的整体用电状况,进行量身设计出高效、科学、经济的节能改造方案,包括节能空间测算、系统能效状况、工程实施计划、有效节能措施、节能产品组合选择、节能效益分析及投资回报率等等。
3.5 商场制定投资方案
要根据具体情况,制订多种节能工程项目实施计划供用户选择,且由此确定节能项目投资方案。
3.6 商场设备组合采购
有着丰富的节能系列产品,要针对商场超市的基本用电特点,选用不同类型产品进行组合安装使用,以此来整体提升系统电能使用效率,达到全面降低电费开支的真正目的。
3.7 商场施工方案设计
对于先进的节能技术和产品,对施工安装有着更严格要求,项目组在节能项目施工以前,要对用户单位现场进行详细了解和测算,且设计出科学、严谨的节能项目施工方案,内容包括施工时间、防护要求、施工进度、安装位置、安装工艺、项目分工、辅材规格等等,以保障节能项目实施达到最佳的效果。
3.8 商场运行改进、保养和维护
在节能项目施工完后,工程师会了解节能系统运行情况,并及时的对节能系统运行进行改进或是调整,定期对节能系统进行保养及维护,为用户提供全程的售后服务支持以确保用户能收获得相对长效、稳妥的最佳节能效果。
3.9 商场节能及效益评估
在节能项目实施后,要选择科学合理的方式,要进行数据收集和整理,对节能项目的综合效益进行评估,计算出包括节约的电费、节省的设备维护和更换费用等综合效益。
4、结语
关键词:商场 新风系统节能
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
一、商场的节能现状
随着人民生活水平的提高,城市中的商业建筑特别是大型商场越来越多,并且呈现上升趋势。根据有关资料表明,建筑物空调负荷中新风负荷占到20%~30%。商场由于人流量大、人员密度高,所需新风量较大。商场新风负荷的计算取决与人流量的多少,而商场的人流量受季节、气候、经济状况等的影响。在一天中其营业时间集中在9:00~12:00,全年基本无节假日。商场内的人数在平日和节假日里相差很大,就是在一天内变化也很大。因此,空调系统中新风的正确处理是空调节能的最有效措施。
二、商场中央空调新风系统设计
下面以某商场的新风系统设计为例,分析新风系统设计时采取的具体节能措施。
该商场建筑面积30000m2,其中空调面积22000m2。地下一层,地上五层,每层设置变风量卧式空调处理机组,首层至五层的空调机房内均设置全热交换机组。其中地下一层制冷机房设置如图1,三层某空调机房设置如图2。其中,图2中1为组合式空调机组,3为全热交换器。在设计新风系统时采取了以下措施:
1、根据人员变化采用最小新风量
空调系统除了要满足对室内环境温、湿度控制的要求外,还需要提供足够的室外新鲜空气。由于商场新风量大,新风负荷占空调负荷的比重高,而人员流量变化也很大,因此通过手动或自动来控制新风阀的开度显得尤为重要。新风阀开度的自动控制可以根据室内CO2
图1 地下一层制冷机房
图2三层某空调机房
浓度的多少进行调节,本设计采用电动对开多叶调节阀;如果采用手动调节方式则需要物业管理人员有较为丰富的经验才能最大限度的满足人员和节能的要求。另外,商场开业前人数较少,夏季可关闭新风阀开启空调系统进行预冷,过渡季节提前预冷时则不应关闭新风阀。
夏季新风量按满足人员需要的最小新风量计算;而冬季新风量则按消除内区余热所需风量计算,冬季送风温度的设定值直接影响送风量的确定和新风机组的选择,也直接影响到节能的效果。送风温度降低可以减少送风量,但在此送风量基础上选择的新风机组使用时限就会缩短,室外温度超过这个温度后,风量就不再满足承担冷负荷的要求;反之,新风机组就会选型过大,投资提高,耗电增加。
2、过渡季节的全新风运行
过渡季节室外新风的温度或焓值往往低于室内回风的温度和焓值,因此过渡季采用新风供冷是商场空调节能的一个有效措施。如果设计时采用可变风量空调机组,就可实现变新风或全新风运行。
过渡季节新风调节的一种方式是将室外新风温度和设计送风温度比较来确定新风量的大小。如果新风温度等于送风温度,则可以全新风运行;若新风温度低于设计送风温度,则可以与回风混合后送入室内。实际工程中应用更多的调节方式是新风的焓值控制,当室外新风的焓值小于机器露点温度时,可改变新回风比,充分利用室外新风的冷量,推迟启动制冷设备的时间,达到节能的目的。当室外新风的焓值恰好等于机器露点温度时,就可以采用100%的新风,关闭一次回风。为了避免商场内部的正压值过高,在调节新风比的同时需要开大排风阀,大型商场需要设置回风机来解决。本次设计过渡季节新风由热交换机组新风旁通管设电控阀引入室内,提供了全新风运行的可能性。
3、排风热回收
大型商场需要送入大量新风,必然有等量的室内空气排出,夏季排风含有一定的冷量。商场往往采用机械排风这种有组织的形式。如果在排风中设置热交换装置,最多可节约新风能耗70%左右。
排风热回收设备大致可以分为两类:全热型热回收和显热型热回收。全热型热回收的工作原理是利用室内外空气的焓差,利用机芯的导热透湿功能,新风获取排风中的焓值,达到节约冷量的目的,不仅有热交换还有湿交换。常用的有转轮式全热交换器和板翅式全热交换器。全热交换的热效率一般在65%~80%之间。显热型热交换只有热交换而无湿交换。常用的有板翅式显热交换器和轮道式等。另外,还有采用热泵来回收排风中的能量。到底选用哪种热交换器应该根据当地气候、建筑类型、热交换热备自身的特点和经济发展状况等综合分析后决定。该商场位于夏热冬暖地区,设计中采用全热型热回收机组。
4、新风的空调系统用于商场时,具有以下突出的优点:
(1)可根据人流量控制送风量,室内相对湿度较低,人体更加舒适,室内空气质量更高;(2)商场是人员密集的场所,由于新风量大,因此无需再安装显冷设备,新风可以消除全部的空调负荷;
(3)商场内无回风,对于这类人员高度集中的场所,大大改善了室内空气质量,在流行性疾病爆发期间,极大降低了传染源扩散的可能性;
(4)送风量小,因此风管尺寸较小,末端设备运行噪声低;
(5)系统一次投资和运行费用低于常规空调系统。
5、分析和讨论
大型商场空调系统耗能高,新风负荷又占比较大的比重,对新风的处理采取有效地节能措施是很有必要的。通过该商场的新风系统设计,笔者有以下体会和建议。
(1)商场人流量是一个动态的过程,受到很多因素的影响,如何使新风量满足人体的需要,而新风负荷又最小,除了设置必要的新风和排风通路,还应依据规范要求和项目具体情况设置相应的监测控制系统,依靠手动调节显然难以完全满足要求。
(2)过渡季采用室外新风负担室内部分甚至全部负荷,可以充分利用新风这一天然冷源,缩短制冷设备运行的时间,达到节能的目的。采用焓值控制,更有利于新风冷量的有效利用。(3)商场空调系统采用排风热回收节能效果会更明显,但是热回收机组受机房面积的限制设置新风口和排风口时应避免短路,应使风系统布置合理,并考虑建筑立面的要求。应根据不同地区选择采用全热回收设备还是显热回收设备。
(4)日常管理是决定建筑节能措施是否有效运行的关键环节。应该加强人员的培养,提高设备的管理水平。
三、结束语
空调系统是建筑耗能大户,建筑节能中很重要的是要减少空调系统能耗,而商场新风能耗又占空调能耗的20%以上,节能潜力很大。实现空调系统的节能应从设计、施工、运行管理等方面采取有效措施以达到节能减排的目的。
参考文献:
[1] GB 50189-2005,公共建筑节能设计标准[S].
[2] 陆亚俊.暖通空调[M].北京:中国建筑工业出版社,2002
[3] 刘东,陈沛霖,张云坤.建筑环境与暖通空调节能[J].节能技术,2001,2.
[关键词] 节能运行中央空调系统能耗
空调能耗是商业类建筑能耗的主要部分,据统计空调能耗占总能耗的50%~60%。所以,中央空调的运行费用也成为商家重要的资金投入,引起商家的广泛关注。笔者在河北省廊坊市的公共建筑空调系统中进行实地调查观测,并发出20份调查报告,收回13份,其中商场空调系统3份,均为全空气系统。本文针对该地区中央空调系统运行中存在的问题,对目前空调系统的运行管理进行探讨。
一、商场空调系统运行中存在的问题
1.冷水机组长期处于工作状态,没有温度设定,进行开启,即使设定了温度,也不能有效地对冷水机组的开启进行自动控制。
2.主要运行设备(如水泵、风机、冷却塔)能耗过大。
3.系统运行中的水系统随室外气温变化,其波动性较大,加大了其在管路中的阻力,且稳定性差。
4.多数商场都存在空调能耗大,过度季、冬季不能采用大量新风,全年制冷机运行时间过长,并经常出现过度期或冬季室内温度偏热现象。
5.长期以来,由于各种原因,一直缺乏比较完善、简便有效的计量核算、运行管理制度。
二、商场空调负荷特点
商场空调属于舒适性空调,设置目的是为顾客创造一个舒适的购物环境,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,人员结构复杂,人员负荷和新风负荷占冷负荷的大部分,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。
三、运行参数的设定对空调系统节能运行的影响
室内参数的高低,与空调能耗的多少有密切的关系,其中温度对其影响最大。很多资料给出了室内计算温度与能耗的关系,如《实用供热空调设计手册》:“供暖时,每降低1℃,可节能约10%~15%;供冷时,每提高1℃,可节能约10%左右”。因此,在不降低室内舒适度标准的前提下,通过合理的设定室内空调的运行参数,可以收到明显的节能效果。
四、运行管理方案探讨
1.机组的节能运行。在空调系统中,主机能耗占总能耗60%以上,因此主机的节能运行是整个系统节能的重要环节。在空调系统设计中,主机都要按最大负荷进行设计,而空调系统对每个具体工况而言,都有一条最佳的特性曲线,满足这条曲线工作,主机效率最高,能耗最小,控制主机尽量满足其特性曲线,则可以达到节能的目的。
正如上述第三点所述,选择合理的运行参数将会对空调节能运行起到明显的效果。设计中避免送风温度过低,因为当送风温度由18℃降到14℃时,在同样的房间温度下(26℃,相对湿度50%),处理新风的能耗会增加25%。因此,从健康、舒适、节能考虑,舒适性空调夏季室内设计温度确定取比室外环境温度低5℃~8℃为好,同时室内外相对湿度差也不宜太大。
2.水泵的节能运行。由于水泵在设备选型时大都留有余量,因此水泵的出水侧阀门都不会全开,有的仅能开到二分之一,这就造成了阀门的节流损失。同时由于阀门限制水量,使主机的制冷效果不理想。设计负荷运行时间约占总运行时间的6%~8%,水泵的能耗约占空调系统总能耗量的15%~20%。为此,采用变频变流量系统,使输送能耗随流量的增减而增减,具有显著的节能效益。
3.减少水系统的隐性能耗。在空调系统中,冷却水和冷冻水两大水系统的节能,即如何降低水系统的隐性能耗,往往被人们所忽视。实际上,这两大水系统水的耗失量是相当大的,水的大量耗失,一则增大水资源的压力,二则也增加冷水机组、水泵和冷却塔的电能消耗,即隐性能耗。(1)冷冻水系统的节能。冷冻水在空调系统中主要起着中间载冷作用,在隐性能耗方面主要表现在管路保温的冷量损失及冷冻水流失方面,其中后者往往被忽视。冷冻水流失绝大部分是因为排污阀、旁通阀失效或关不死所致。(2)冷却水系统的节能。冷却水系统中水的流失主要在如下三个方面:①蒸发耗水。冷却塔内热水通过蒸发释放潜热而达到自身的冷却。大风量导致的出水温度降低,并不能达到节能的目的。②控制飞水,节约水耗。空气将水带出冷却塔,造成水耗称为冷却水飞水。这是冷却水系统的另一种隐性能耗。③排污换水消耗。尽管排污换水消耗是不可避免的,但是保持水系统清洁却可以减小换水的频率。
4.启停最佳控制。空调装置消耗的电能等于装置运行的时间和装置的容量的乘积,如果运行时间减少,消耗的电能就会按比例下降。对大楼不同场所的空调负荷进行详细的调查分析,寻找最佳启停控制方式,并在过度季节,尽量采用室外新风送风,关闭机组,减少机组全年的运行时间,这样将既能满足人们对空调环境的要求,又能符合节能的要求。
5.加强运行管理。建立严格的运行管理制度,引入专业管理人员,在管理人员上岗之前要进行专业的运行管理培训,并进行实际操作的考核。定期对运行情况进行实际的观测和记录,做到“天天有记录,月月做总结,年年定计划”,并按照实际观测情况填写《中央空调运行情况记录表》和《中央空调运行情况统计表》。
五、结论
综上所述,对于商场空调系统运行,要在各个环节紧紧把握,不疏忽任何一个环节,这样才能有效的控制能耗。
参考文献:
[1]江亿薛志峰:商业建筑节能技术与市场分析・2000暖通空调年会论文集,2000
[2]劳文慧:空调节能技术分析[J].制冷,2004(3):18―20
[3]龙惟定:上海公共建筑能耗现状及节能潜力分析[J].暖通空调,2002(2):8―10
[4]郎四维龙惟定等:公共建筑节能设计标准宣贯辅导教材,2005
[5]刘清江韩学庭:中央空调运行管理节能问题的研究
[6]黄绪镜:百货商场空调设计.北京:中国建筑工业出版社,1985
[7]杨善勤:民用建筑节能设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997
【关键词】节能设计;公共建筑;空调系统
引言
近年来,随着节能减排低碳理念的深入人心,在大型公共商业建筑上的要求就更加严格,由于公共建筑中空调系统占建筑能耗的比重相对比较大,因此如何提高其空调系统的节能设计与改造成为设计工作者研究的重点问题。本文主要以某大型商业建筑节能设计为例,通过对其节能设计与优化改造方案进行重点分析,为大型公共建筑的节能设计提供参考资料。
1、项目概况
1.1 建筑及能源系统概况
某商场建筑共5层,项目建筑面积为22435m2,营业面积18355m2,商场空调系统为一次泵定流量水冷式中央空调系统。中央空调系统示意图如图1所示。制冷站系统有两台850冷吨离心机,在冷冻水侧,有三台冷冻水泵(两用一备)并联后与冷机连接,冷机并联运行,冷冻水供回水温度设计值为7/12℃。在冷却水侧,三台冷却水泵(两用一备)并联与冷机连接,冷却塔位于6层屋面,分两组,每组4台,单台冷机分别与单组冷却塔采用串联方式连接,冷却水供回水温度设计值为37/32℃。制冷站系统没有安装控制系统,其运行采用人工手动模式,运行随意度大。空调末端采用全空气系统,每层设四个空调风柜机房控制A、B、C、D四个区域,新风通过外墙新风口百叶窗引入,无组织排风系统。空调箱设有自动控制水阀,在控制设定点控制回风温度。
商场室内照明公共区域的大部分灯具为节能型筒灯,功率为2*13W/盏,镇流器为电子式镇流器。部分区域(如珠宝、化妆品、超市等区域)采用射灯、大罩灯等。冷链的照明采用T8灯管,每支36W。
1.2 建筑性能基准状况
商场2007-2010年平均耗电量为611万度,其中中央空调系统全年耗电量约为260万度,单位建筑面积空调系统用电量约为111kwh/(m2·yr),而夏热冬暖地区商场空调能耗指标为100kwh/(m2·yr),高于平均能耗指标约11%。
商场三、四、五层存在冷热不均现象且部分区域过热。经过2009年11月21日测试得到证实,同层不同区域温差可达2℃-3℃,温度最高区域可达28℃。另外,商场四、五层容易产生气闷现象,经过测试发现,室内大部分区域的CO2 浓度相对偏高,除一层外,二、三、四、五层大部分区域的CO2 浓度超过800ppm,有不少区域的室内二氧化碳浓度超过1000ppm。不佳的室内舒适性情况已影响到顾客对购物环境的满意度,这也成为业主进行系统节能改造的直接动力之一。
另经过测试发现,商场一楼入口处,吹风感强烈,风速在冬季甚至达到2-3m/s,这造成了大量无组织的新风涌入,使一楼入口处的舒适性变差;在夏季也易造成冷风外泄,造成冷量浪费。
2、节能改造内容
2.1 中央空调系统节能优化控制
中央空调系统电耗一般要占整座建筑电耗的40%以上,有的甚至可达到60%,因而有效降低中央空调系统运行能耗是建筑节能的关键。
节能改造之前,中央空调制冷站系统运行采用人工手动模式,运行随意性大。然而中央空调系统设备间的运行是相互耦合且彼此影响联系的,同一个冷负荷需求,系统可以有很多种不同的运行方式来满足。如何在不同实际运行工况下,寻优发现系统的最佳运行模式、最优运行参数,以在保证系统舒适性的前提下,取得系统最佳的节能效果。
常规节能控制,一般是针对某个局部及设备进行独立控制,没能考虑系统各设备间的相互联系与平衡,缺少系统协调运行优化的“智能大脑”,常导致某个设备节能而系统里另一个关联设备却费能,从而系统整体节能效果受到限制,或者牺牲了室内舒适性。
商场中央空调系统的节能优化控制,采用了系统智能优化技术-SOD·技术,该系统优化技术追求的是系统层的“整体”优化节能,而非常规优化控制的单个设备或局部节能。其考虑各个设备之间、水系统与风系统之间控制的相互影响与联系,将中央空调系统作为一个整体来考虑,以整个系统能效最高为控制优化目标,通过采集系统运行参数,动态建立系统设备,包括冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、管路水力及风系统能耗等模型,对系统进行优化联合计算,寻优求解出:保证需求的情况下,实现系统最低能耗时各设备的最优运行工况,从而实现“系统”层次的节能优化控制。
该系统优化技术包括冷冻机群控及水阀优化控制、冷冻水出水温度设定优化、冷冻水泵台数及频率控制、冷却水泵台数及频率控制、冷却水塔群控及风机频率优化控制等,其相当于为系统装上一个智能“大脑”,追求系统整体的优化节能,从而解决常见系统有“骨”无“脑”,节能效果不佳等问题。
2.2 制冷站冷却水管路系统改造
节能改造之前,根据系统设计情况,由于单台冷机分别与单组冷却塔采用串联方式连接,且制冷站系统没有安装自动控制阀门,当系统只开启一台制冷机时,为防止停机制冷机所对应冷却塔的积水盘被抽空而导致系统进气,运行人员不得不同时开启两台制冷机的冷却水阀,使冷却水系统旁通。这样导致了制冷机冷却水约只有原流量的1/2、冷却水出水温度偏高、冷冻机效率降低。
为解决制冷站冷却水系统旁通问题,且为冷却塔的群控优化提供便利条件,对冷却水管路系统进行了改造,即通过加装冷却水并联管,将原来单台冷机分别与单组冷却塔串联方式改为并联模式,从而可实现单台冷机对两组冷却塔的非旁通运行。
2.3 空调箱风系统节能优化控制
节能改造之前,空调箱仅有手动回风阀,新风通过外墙新风口百叶窗引入,无组织排风系统。空调箱自动控制水阀可自动调节以控制回风温度在其控制设定点,无CO2 浓度控制。
而商场具有内区大、内扰大、基本常年需要供冷等特点,为在新风可利用时段充分利用新风,并保证室内CO2 浓度在控制范围内,对空调箱进行了风系统改造,即添加可自动控制的新风阀、回风阀、排风阀,添加回风管及加装排风机的排风管道,并添加CO2 浓度传感器、室外温湿度传感器等。空调箱控制点示意图如图2。
该项目风系统的节能优化控制采用Op-economizer技术,其主要指对应不同的室内外参数,对新风阀、排风阀及回风阀进行实时最佳控制,以降低机械制冷负荷,提高室内舒适性。其可克服常规控制方法的不足,实现同时满足室内温湿度及CO2 要求、降低系统能耗的新/回/排风最佳控制。
2.4 空调箱冷凝水回收
空调箱在降温除湿过程中,都会析出大量的冷凝水,这些冷凝水具有温度较低、杂质很少的特点,如能加以利用对节能减排将具有很大价值。然而,这部分冷凝水常常都是直接排入污水管道中。
该项目空调箱冷凝水回收系统,直接将冷凝水进行统一回收利用,并将其作为空调冷却水系统的补水使用,从而减少了冷却塔水资源的消耗。另外,回收的冷凝水,温度较低,用于冷却水系统,有利于提高中央空调系统能效,节约空调用电量。
2.5 照明节能
由于商场大部分区域已采用节能灯具,本项目中仅对冷链系统的T8 灯具进行改造。通过采用最新的LED节能灯,替换冷链系统原有的T8灯具,在保证照度的同时,实现节能率约33%。
3、节能改造实际效果
3.1 改善室内热舒适性
通过中央空调系统及空调风系统的节能优化控制,以及对不同区域风量的平衡调节,区域热舒适性得到了很大的改善。不同区域温度可控制在设定温度偏差±0.5℃的范围内,CO2 浓度均可以控制在800ppm以内,一楼商场入口的吹风感及温度舒适性也得到了明显的改善。2011随机调查的室内舒适性顾客满意度达到87%,较2010年上升了11%。
3.2 降低系统运行能耗
2011年中央空调系统耗电相对原基准值降低了98.6万度,系统节能率约为38%。
节能改造前后中央空调系统具体的节能量见表1。
本次节能改造共投资197.1万元,按2011年实际共减少能源费用85.9万元,其中电价按0.8558元/kwh计算,整个项目投资回收期为2.3年。
3.3 提供精细化管理平台
该项目搭建的SEMS节能管控优化系统,不仅为商场能源系统提供节能优化控制,实现节能降耗目的,还为系统运维人员提供能耗计量、诊断分析、节能评估、报警管理、报表管理及设备运维管理等,为能源管理带来了极大的便利,减少了人力成本。另外,由于SEMS系统具有远程链接功能,可为商场的能源管理提供远程监管服务与支持,并可统一纳入天虹商场集团的能源监管平台中,从而确保系统的稳定、安全与节能运行。
4、结语
通过对该商场节能改造的案例分析可知,系统优化节能控制,绝不是常规节能改造的单个设备或局部节能,而是将中央空调系统作为一个整体来考虑,考虑各个设备之间、水系统与风系统之间控制的相互影响与联系,以整个系统能效最高为控制优化目标,在保证需求的情况下,实现“系统”层次的节能优化控制。
参考文献:
[1]薛志峰.公共建筑节能[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
关键词:能源计量;节能改造;能效测试;价值分析
0、前言
在“十二五”规划中,节能环保成为国策中的重中之重。在这样的背景下, 合同能源管理(EMC)成为一种节能新机制。目前各行业都在开展节能降耗行动,对于照明改造也是节能降耗的重中之重。据统计,照明用电已经占我国发电总量的12%,大多数企业的照明系统存在以下问题:亮度低、设备旧、耗能高、维护高、舒适性差等。以某大型商场室内停车场照明优化改造工程为例,探析节能照明最优方案。沈阳计量测试院制定了一个简便、易行、可靠的现场测试方案,对节能效果进行了测评分析,并进行节能量计算和价值分析[1-4]。
1、照明改造工程简介
某大型商场的室内停车场包括地下两层停车场、地上四层停车楼,可提供近2000个停车位。停车场原有照明采用常规T8电感日光灯,该类灯具能耗高,年运行费用较高;寿命短,使用寿命为3000小时,灯管的更换率较高;且具有频闪 、噪声、含汞量高、辐射等环保缺陷。
为降低能耗,同时减少日常维护费用,商场对室内停车场照明设施进行节能改造,采用纳米高效节能荧光灯替换原有的T8灯管,达到提高照度和节能的目的。为确定该照明节能改造工程的效果,该商场委托沈阳计量测试院进行现场测试和节能量计算及价值分析。
2、节能量测试计算
2.1节能方案及节能效果
1)测试对比灯具
采用更换高效光源的节能技术来实现照明系统节能,具体内容为纳米高效节能荧光灯替换原有的传统T8荧光灯。采用A、B两组照明回路进行对比测试:A组为纳米高效节能荧光灯(柔光型),B组为在用的电子镇流器支架式荧光灯。二者的技术参数对比如表1所示。
2) 测试灯具数量与电路安排
选取的测试地点在商场的地下负二层C02-C07通道区域,测试照明回路光照范围约为400m3。A、B两组灯具各9套,均按该区域现有灯具位置安装,并采用护套线铺设临时独立回路,两个回路采用同一开关控制开闭,两个回路中各安装一块电度表,电度表起始读数由双方共同确认。图1为测试电路示意图。
2.2节能量计算
改造前在用灯具为2903支传统T8荧光灯。改造后,由于照度提高,地上四层停车楼在照明时段内灯具无需全部开启即可满足使用要求,有700支R3-18型节能灯具处于常闭状态,实际在用灯具数=灯具总数-常闭灯具数=2903-700=2203(支)(其中R3-18型:1349支,R3-12型:854支)。因此节能改造的实质相当于减少了700支传统T8灯具,更换了2203支节能灯。其结果是进一步增加了停车场的实际节能幅度。
节电量=改造前在用灯具的耗电量-改造后在用灯具的耗电量
改造前在用灯具为2903支传统T8荧光灯,改造后实际在用灯具为2203支节能灯。
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申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。 摘要:随着我国经济的飞速发展,为了促进国内消费在GDP中的所占有的份额,国家推出了一些了的惠民政策来逐步提高人们的生活水平,这就使得各种大型商场、超市等公共建筑如雨后春笋般陆续出现。这些商场、超市等是人流量聚集的重要场所,尤其是节假日,人流量更大,这就使得商场和超市等大型建筑区域的供配电系统超负荷运转。本文通过对商场等公共场所的供配电设计中的节能设计问题自己的看法和意见,仅供参考。
关键词:大型商场;供配电设计;节能
Abstract: with the rapid development of China"s economy, in order to promote domestic consumption in the GDP of share, the state introduced a number of policy we to gradually raise the living standard of people, which makes all kinds of shopping malls, supermarkets and other public buildings were springing up appear in succession. These stores, supermarkets is an important place for visitors gathered together, especially the holidays, etc, this makes more stores and supermarkets large building area for distribution system overload operation. This article through to market, public power supply design of energy saving design their own views and opinions, only supplies the reference.
Keywords: shopping malls, Power supply design; Energy saving 中图分类号:TU832.5+2 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
随着人们生活水平的提高,消费欲望也较以前大大增加,这不仅拉动了内需,也使得大型商场的项目开发建设达到一个高潮,也为其提供了良好的经济前景。一个大型商场不仅能给开发商带来良好的经济效益,也能带动周围经济商业圈的发展,也给业主带来了不少的方便,因此商场的开发深受开发商和消费群体的青睐。但是,怎样使商场在系统设计上既能满足经济需求、还要满足用电的安全性、可靠性和节能等都是需要综合考虑的。
由于商场等商业场所的自身特点,其对电能的消耗是非常巨大的,当然节能的潜力同样很大。据资料统计,在综合性建筑的电能消耗中空调系统约占总能耗的35.6%,照明能耗约占总能耗的33%,因此,大型商场的节能应该着重在设计阶段体现。 一、大型商场供配电系统的节能设计遵循原则
满足建筑物电气功能的条件下,即照明系统要满足照明的照度、色温、显色指数等要求;中央空调的通风系统要满足提供舒适的温度和适当的新风量;电梯系统要确保其上下的运输通道畅通;要满足一些特殊的电气设计的用电,以及展览的工艺照明等。
应从建筑物运行的长远考虑其实际的经济效益,尽量减少运行期间的维修费用,在减少后期投资的同时,能在几年内或者是更短的时间内从节能中节省的费用相互抵消。
由于商场等综合性建筑的电气设计较为复杂,要求较高,因此节能应该从长远的方向考虑,遵循和贯彻节能、经济、先进的技术原则,慎重仔细的考虑其具体的设计细节。
总之,对商场供配电的设计,不仅通过详细的计算做好设计前的分析工作,还要通过合理使用电气设备和采用已经推广的新技术和新材料等。
二、变压器的选择
1.选择不同的变压器类型对于商场等公共建筑的日常节能非常重要。变压器的空载损耗主要发生在变压器的铁心叠片内,它主要是因为交变磁力感线通过铁心产生磁滞及涡流而带来的损耗。目前,变压器的铁心材料已渐渐被非晶态磁性节能材料替代,称为非晶合金铁心变压器。另外S11、S13等型号变压器卷铁心改变了传统的叠片式铁心结构,大大减少了磁阻,空载电流减少了60%~80%,提高了功率因数,降低了电网线损,改善了电网的供电质量,使空载损耗降低20%~35%。
1.2变压器的容量选择
为了使变压器负载率接近最佳值,考虑变压器铜耗与负载率的平方成正比,在不同的负载下变压器的有功损耗不同,计算公式为P=P0+β2Pk
式中:P0――空载损耗标称值;Pk――短路损耗标称值;β――负载率
随着变压器的负载率增加,变压器的效率会逐渐降低(变压器的负载率为0.5时的效率最高)。因此可以得出,变压器的荷载率会直接影响电能的损耗,负载率越高,电能损耗也就越高。现在的一些商场等综合性建筑中的非线性负荷越来越多,电力系统中的高次谐波分量也在逐渐增加,变相的增加了变压器的负荷,而且这些由于谐波电流增加的负荷无从计算,导致了电能的损耗。在设计时应预先留出一定的余量,制约变压器的负荷率不能取得过高。通常变压器负荷率在65%~80%比较合适。
三、照明系统的节能设计
由建设部公布的“十一五城市规划绿色照明工程规划纲要”指出,到2010年城市照明中高效节能灯具的应用达到了85%,公共设施、宾馆、商厦等住宅中推广高效节能照明系统是我国节能工程中的重中之重。其主要原因是:①商场等公共场所的建筑使用面积较大,由不同的功能分区组成,如工作区、服务区等;②照明的类别较为复杂,如工作区、工作间、走廊过道、消防通道、洗手间、展示柜等区域的照明。因此照明系统的节能措施是考核该建筑物照明系统设计是否合理的重要标准。主要的也是最基本的照明系统节能是通过降低照明装置的单位耗电量和在设计阶段采取有效合理的节能措施,减少不必要的能源浪费。
要充分利用自然光
照明系统的节能不仅是要有效的设计和利用节能灯具,优化照明控制系统外,应最大限度的利用自然光源,将自然光源和人工照明有机的结合在一起。太阳能是取之不尽,用之不竭的能源,充分利用太阳能既环保又能节省电能消耗。
利用自然光应从两方面着手:一是室内引入阳光,提高白天阳光的利用率,减少灯具的使用(只有在地上或者是顶层商场等综合性建筑适用),首先房间的采光系数或采光窗的面积比应符合《建筑采光设计标准》,同时充分利用室内受光面的反射性,能有效地提高光的利用率,如白色的墙面的反射系数可达70~80%,能起到节能的作用;二是在技术经济条件均允许的条件下,采用各种导光设置,将太阳光导如室内,或者是将太能能转化电能,储存起来,供应晚上灯具的照明;其三在电气控制方面,也可以充分利用自然光,当自然光线较长时,可以关掉部分靠窗的灯具。
灯具的选择上要注意以下几点:
①室外灯具和装饰灯具,尽量采用太阳能灯具,虽然其价格较高,但是从长远的节能角度看,可以再很大的程度上减少电能的损耗。
②室内也可采用利用太阳能蓄电池作为能源供应的灯具。但是从投资和长久的利益上会存在实施的难度,但是从节约能源的角度是很有必要的。
③选用高效的灯具,在不同的场所所需的照明和亮度的要求不一样,所以照明灯具的选择需根据场合的不同而确定。 2.选择科学合理的照明配电系统 照明配电系统的设计应结合商场日常节能的需要加以合理的考虑。
2.1一般照明光源的电源电压应采用220V,1500W 以上的高强度气体放电灯宜用380V,以降低损耗:照明灯具的端电压宜介于其额定电压的95%和105%之间,有利于延长灯具寿命和降低能耗。
2.2照明的安装功率不大时,电力设备又没有大功率冲击性负荷,共用变压器比较经济,但照明最好由独立馈电线路供给,以获得相对稳定的电源电压;照明安装功率大时,采用专用的变压器,有利于保证照度的稳定和光源的使用寿命。
2.3照明系统设计时宜采用放射式和树干式结合的系统,三相供电系统的各相负荷尽量保持平衡,最大不宜超过三相平均负荷的115%,最小相负荷不宜低于三相平均负荷的85%。照明配电箱宜设置在照明负荷中心且方便操作的地方,减少各级照明线缆的长度,降低电压损失和线路损耗。
2.4荧光灯及其他气体放电光源应在灯具内或近旁就地装设补偿电容器,使功率因数达0.9 以上。以T8 型36w 单只荧光灯为例,由于配用节能电感镇流器时,功率因数较低,仅为0.4,装设电容补偿器前电流约为0.450A,装设之后为0.172A。这样不但大大降低了照明线路电流,减少了线路损耗,而且各级配电线路、开关设备和保护设备均可相应降低,节能效果非常显著。
结论
综上所述,在设计时应根据商场的供配电特点和能源消耗状况,科学合理地设计和使用商场供配电系统,对供电区域进行合理的划分和配置变压器,同时通过引用节能新技术,从根本上降低了商场能耗。另外节能需要要从长远考虑和其实际的经济效益的关系,这不仅需要在设计时对供配电系统的节能设计,还需要后期运作过程中的各项节能措施的应用,以及在管理上要对其的经营活动中的能源使用情况进行统筹和规划。
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关键词:商场 新风系统节能
一、商场的用能特点
随着人民生活水平的提高,城市中的商业建筑特别是大型商场越来越多,并且呈现上升趋势。根据有关资料表明,建筑物空调负荷中新风负荷占到20%~30%。商场由于人流量大、人员密度高,所需新风量较大。商场新风负荷的计算取决与人流量的多少,而商场的人流量受季节、气候、经济状况等的影响。在一天中其营业时间集中在9:00~12:00,全年基本无节假日。商场内的人数在平日和节假日里相差很大,就是在一天内变化也很大。因此,空调系统中新风的正确处理是空调节能的最有效措施。
二、商场新风系统节能措施
下面以某商场的新风系统设计为例,分析新风系统设计时采取的具体节能措施。该商场建筑面积20000m2,其中空调面积15000m2。地下一层,地上五层,每层设置变风量卧式空调处理机组,首层至五层的空调机房内均设置全热交换机组。其中地下一层制冷机房设置如图1,三层某空调机房设置如图2,图2中1为组合式空调机组,3为全热交换器。在设计新风系统时采取了以下措施。
1、根据人员变化采用最小新风量
空调系统除了要满足对室内环境温、湿度控制的要求外,还需要提供足够的室外新鲜空气。由于商场新风量大,新风负荷占空调负荷的比重高,而人员流量变化也很大,因此通过手动或自动来控制新风阀的开度显得尤为重要。新风阀开度的自动控制可以根据室内CO2
浓度的多少进行调节,本设计采用电动对开多叶调节阀;如果采用手动调节方式则需要物业管理人员有较为丰富的经验才能最大限度的满足人员和节能的要求。另外,商场开业前人数较少,夏季可关闭新风阀开启空调系统进行预冷,过渡季节提前预冷时则不应关闭新风阀。
夏季新风量按满足人员需要的最小新风量计算;而冬季新风量则按消除内区余热所需风量计算,冬季送风温度的设定值直接影响到节能的效果,送风温度降低可以减少送风量。
2、过渡季节的全新风运行
过渡季节室外新风的温度或焓值往往低于室内回风的温度和焓值,因此过渡季采用新风供冷是商场空调节能的一个有效措施。如果设计时采用可变风量空调机组,就可实现变新风或全新风运行。
过渡季节新风调节的一种方式是将室外新风温度 和设计送风温度 比较来确定新风量的大小。如果新风温度等于送风温度,则可以全新风运行;若新风温度 低于设计送风温度 ,则可以与回风混合后送入室内。实际工程中应用更多的调节方式是新风的焓值控制,当室外新风的焓值 小于机器露点温度 时,可改变新回风比,充分利用室外新风的冷量,推迟启动制冷设备的时间,达到节能的目的。当室外新风的焓值 恰好等于机器露点温度 时,就可以采用100%的新风,关闭一次回风。为了避免商场内部的正压值过高,在调节新风比的同时需要开大排风阀,大型商场需要设置回风机来解决。本次设计过渡季节新风由热交换机组新风旁通管设电控阀引入室内,提供了全新风运行的可能性。
3、排风热回收
大型商场需要送入大量新风,必然有等量的室内空气排出,夏季排风含有一定的冷量。商场往往采用机械排风这种有组织的形式。如果在排风中设置热交换装置,最多可节约新风能耗70%左右。
排风热回收设备大致可以分为两类:全热型热回收和显热型热回收。全热回收器不同于显热回收器的地方在于前者同时回收排风中的能量和湿量,是靠新风与排风的温差和水蒸汽压力差来达到热湿交换,其进出口关系可以由温度效率和湿度效率确定,效率值与新风量、排风量大小有关;而显热回收器则仅仅是温差的热交换。
全热型热回收的工作原理是利用室内外空气的焓差,利用机芯的导热透湿功能,新风获取排风中的焓值,达到节约冷量的目的。常用的有转轮式全热交换器和板翅式全热交换器。全热交换的热效率一般在65%~80%之间。显热型热交换只有热交换而无湿交换,常用的有板翅式显热交换器和轮道式等。另外,还有采用热泵来回收排风中的能量。在设计热回收方案时有一下几点建议:
(1)应考虑商家的利益,空调机房面积总是被限制,空间利用率有限,而且室外进风口和排风口的距离要求尽量间隔远,避免气流短路。由于城市空气质量较差,积灰现象较严重,过滤器易堵塞,应设计过滤器压差开关装置,提示用户清洗或更换过滤器。
(2)能量回收必要条件是新风系统与排风系统布置在一处,这就要求设计时对系统划分、风道布置、送排风机和热回收装置的设备等统筹安排,使系统趋于合理。
(3)热交换器的大小是按空调供冷或供暖时的最小风量确定的。必须注意的是过渡季节或冬季采用新风供冷时不能用热交换器,因为新风被排风加湿、换热后,会降低新风供冷的效果。所以过渡季节能量回收器不运行的系统采用新风供冷时,应在新风道和排风道上分别设旁通风道,使空气绕过热交换器,以节省能耗。
至于到底选用哪种热交换器应该根据当地气候、建筑类型、热交换热备自身的特点和经济发展状况等综合分析后决定。该商场位于夏热冬暖地区,设计中采用了全热型热回收机组。
4、分析和讨论
大型商场空调系统耗能高,新风负荷又占比较大的比重,对新风的处理采取有效地节能措施是很有必要的。通过该商场的新风系统设计,笔者有以下体会和建议。
(1)商场人流量是一个动态的过程,受到很多因素的影响,如何使新风量满足人体的需要,而新风负荷又最小,除了设置必要的新风和排风通路,还应依据规范要求和项目具体情况设置相应的监测控制系统,依靠手动调节显然难以完全满足要求。
(2)过渡季采用室外新风负担室内部分甚至全部负荷,可以充分利用新风这一天然冷源 ,缩短制冷设备运行的时间,达到节能的目的。采用焓值控制,更有利于新风冷量的有效利用。
(3)商场空调系统采用排风热回收节能效果会更明显,但是热回收机组受机房面积的限制设置新风口和排风口时应避免短路,应使风系统布置合理,并考虑建筑立面的要求。应根据不同地区选择采用全热回收设备还是显热回收设备。
(4)日常管理是决定建筑节能措施是否有效运行的关键环节。应该加强人员的培训,提高设备的管理水平。
三、结束语
【关键词】大型商场 空调 节能技巧
中图分类号:TE08文献标识码: A 文章编号:
0引言
众所周知,公共建筑具有很大的空调节能潜力,正确设置冬、夏天室内设计温度能产生良好的节能效果。不过我国当前的建筑物室内温度常常存在夏天设定过低,冬天设定过高的现象,造成能源的大量浪费。其实通过加强中央空调运行管理,杜绝“跑冒滴漏”的浪费现象,可节能5%-10%;通过提高水泵风机等输配设备的运行效率及应用变频调速技术可节能10%-20%;此外通过改善过渡季节设备运行方式,避免冷热不均、增加自动控制系统等措施,也可实现10%-20%的节能效果。综合各项节能措施,公共建筑空调的节能潜力应在30%-50%。本文在于通过结合某商场夏热冬暖地区的气候条件和商场特点做空调设计优化节能分析,并进一步按照采用优化的的空调系统方案进行节能分析,论证了建筑空调节能的重要性和可行性,对建筑空调系统节能的设计和运行有着重要的指导和参考价值。
1大型商场的建筑特点
(1)空间较大,货架、柜台的摆放位置可以多样化,人流众多,要合理安排顾客流动路线和货物进出路线,避免交错混杂。(2)根据商品特性安排营业部位,贵重商品一般设在楼上,日用商品设在最方便的地方,笨重商品多安排在一层或地下层。(3)营业大厅要求宽敞,且有良好的通风、采光设施,柜台平面布置应有较大的灵活性,以适应经营商品交换的需要。(4)因人流集中,应特别注意安全消防措施等。
2大型商场空调冷负荷形成影响的因素分析
2.1 建筑照明对能耗的影响:
在商场的照明设计中,合理运用光源的特性,可为广大消费者营造舒适的光环境和烘托商业气氛,是商场建筑不可缺少的部分。而这部分的能耗也相当可观,照明用电占商场用电量的40%-50%,在商场运营成本中占着一定的比重,降低照明能耗对于提高商场的商业竞争力具有重要作用。而在对空调总负荷各组成部分分析时,可看出照明负荷在其中占的比例较小,很容易被忽视,因此针对前述的商场照明现状做分析,说明商场照明节能对空调节能的意义。
2.2人员新风负荷对空调冷负荷的影响形成:
随着人民生活水平的不断提高,为繁荣市场,适应商业竞争机制的需要,城市兴建商场建筑呈上升趋势。通过调查走访的情况来看,有空调的商场比无空调的商场年营业额多约16%,利润增加约26%,但增设空调势必增加能耗、初投资和运行费用,直接影响商场的经济效益。同时商场夏季工况的空调设计冷负荷中最大比例是人员的新风负荷,占到了总冷负荷的60%。可以看出,新风负荷占了相当大的比重,而新风负荷的计算取决于人员密度的取值,与同时在场的人数有关系,而这个人数是个动态的、难以确定的数值。客流量不仅与季节、天气、节假日等时间因素有关,而且随着商场所在位置、商场规模及经营范围、经营因素、柜台多少、货源情况、商场中空气环境的好坏等因素而变化。
3大型商场的特点及节能设计优化
3.1 实行自然和机械相结合的通风运用:
《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)第4.2.8条:“外窗的可开启面积不应小于窗面积的30%,透明幕墙应具有可开启部分或设有通风换气装置。”公共建筑一般室内人员密度比较大,建筑室内空气流动,特别是自然、新鲜空气的流动,是保证建筑室内空气质量符合国家相关标准的关键。无论在北方地区还是在南方地区,在春、秋季节和冬、夏季的某些时段普遍有开窗加强房间通风的习惯,这也是节能和提高室内热舒适性的重要手段.外窗的可开启面积过小,会严重影响建筑室内的自然通风效果。因此,这条规定是为了使室内人员在较好的室外气象条件下,可以通过开启外窗来获得热舒适性和良好的室内空气品质。所以做好自然通风气流组织设计,保证一定的外窗可开启面积,可以减少房间空调设备的运行时间,节约能源,提高舒适度。为了保证室内有良好的自然通风,明确规定外窗的可开启面积不应小于窗面积的30%是必要的。笔者设计的某商场五层屋面局部设有中庭采光天窗,本来商场的中庭贯通一至五层,空间高大,在炎热的夏季,中庭内的温度很高,应考虑在中庭上部的侧面开设一些窗户或百叶式的通风口,充分利用自然通风,达到降低中庭温度的目的。但是此商场建筑设计师考虑中庭的采光天窗标高几乎与室外实体屋面标高一致,没有开启外窗或通风口的可能,因此为了达到有关规范、标准的要求,必须考虑在中庭上部设置排风机加强通风,改善中庭热环境,同时此排风系统又可以兼做火灾的排烟风机。这样的设计系统简单,排风机布置多台,在夏季中央空调运行时,只开启部分风机排风,排风量约为新风量的80%, 以保证室内的微正压,由于室内空气能够部分排出,也使组合空调的新风能够顺利进入,形成对流,使室内空气形成流动,排除有害气体,让商场工作人员有个健康舒适环境。
3.2实行空调冷冻水泵变频运行:
关键词:建筑设计;商场;节能
近年来,能源短缺已经与环境污染和人口膨胀并称为当今世界面临的三大主要问题,也是构建环境友好型社会和资源节约型社会所要解决的重大课题。虽然我国的能源总量位居世界第三,但是由于我国人口众多,使得人均占有量严重不足,目前已经成为了制约社会发展的主要因素之一。随着城市化进程的逐步发展,建筑行业呈现出了迅猛的发展态势,其设计水平与能源消耗量已经不仅仅关系到建筑行业的整体水平,而且成为了衡量一个国家综合国力的重要指标。伴随着绿色环保理念的深入发展,商业建筑设计在保证观赏性的基础上还要保证节约能源和环境保护,改变以往商场消耗能源的弊端,从而实现节能减排。
一、商场建筑的节能设计
(一)商场照明节能设计
商场建筑是我国主要建筑物之一,而且大多数商场都位于城市的中心或黄金地带,夜晚的灯光非常漂亮,是城市的一道靓丽风景线,但是,其背后浪费的能源和产生的污染也就可想而知。所以,加强商场照明的节能技术改进已经成为了大势所趋。
第一,利用天然采光技术材料取代以往的传统照明法。天然采光技术是以纯天然的材质为原料的,材质更加绿色环保,而光导纤维、采光隔板、棱镜窗等新的彩光技术又能够最大限度的加强对自然光的应用,减少能源的消耗量。
第二,实现天然光与人工照明的有机结合。天然光是光技术中最为环保的措施之一,但是由于很多原因,有时候会出现光照不足的现象,这时就要对其加以人工控制。众所周知,人工照明控制是天然采光中最难的环节,会受到很多外在因素的制约。因此,商场建造者一定要不断改进技术,把握好照明控制的时间和节奏,利用好手动控制、区分自动开关控制和自动调光控制三个关键手段,根据具体情况采取具体对策,从而降低商场能耗,为实现建筑的节能设计奠定基础。
(二)商场空调节能设计
大中型商场是城市的主体建筑,为了满足人们的需要,商场内部大多会有很多空调设施,从而满足购物者“冬暖夏凉”的心愿,但与此同时也会产生大量的能耗,影响环保建设。所以,商场设计者一定要改进空调的节能设计,保证其建设的节约性,具体来说有以下几点措施。
首先,做好商场的内外分区。在季节过渡时或者冬季的内部制冷时期,可以采用外部空气引入的方法,这样做可以减少能耗,实现资源的节约。此外,也可以使用空气源热泵或全热交替器加强商场排风,并对其进行回收再利用,从而实现节能设计。
其次,为了提高商场空调的送风到达度,实现大范围送气供暖,就一定要对气流组织进行严密的测算分析,在充分考虑到商场货物、设备的前提下进行送风口、排风口和回风口的布置。
最后,伴随着科学技术的不断进步和行业指标的建立完善,对于正在改造或建设中的商场,要运用建筑能耗动态模拟分析新技术进行测算,在不违反国家数据指标规定的基础上根据实际情况进行建设,并对其进行严格的控制,避免能源消耗过大的情况发生。
二、商场建筑的节能措施
(一)选址节能
想要实现建筑的节能设计,首先就要在地址的选取上做功课,在建设之前一定要把握好建设地的经济水平、周围环境、能耗送出设计等问题,发现不足尽量给予解决,并发挥出其优势特点,从而实现能源的节约。
(二)保温节能
在商场的节能设计中,很重要的一点就是节能保温的运用,它涉及到的方面广泛,具体来说主要有以下几个方面。
第一,建筑形体保温。这也是我们通常所说的建筑物体形保温,指的是建筑商场与室外空气接触的面积与其体积的比例数值,根据传热原理我们可以知道,建筑的总传热量在温差条件不变的时候,是与建筑围护结构的面积成正比的,只要减少其结构的总面积,就可以降低能耗,节约成本。所以,商场建筑在设计过程中会把体形系数控制在0.3以下,一旦超过这个数值,就必须加强保温,那么势必会浪费能源。
第二,保证楼间距和朝向的准确。我们都知道,太阳光是最环保节能的资源,在商场的建造过程中一定要充分考虑建筑物之间的距离并做好朝向,只有这样才能最大限度的利用自然资源。目前,很多商场为了美观都安装了玻璃幕墙,这样做既浪费材料也造成了污染,还不能充分利用起对人体最有益的自然资源,造成了不必要的损失。
第三,外保温技术的应用。简单来说,外保温是把保温层放置在承重层的外侧,并以此来实现保温功效的技术。与传统的内保温相比,它具有很大的优势,不仅能够降低商场受热应力的影响,维护室内温度,保护商场的主体结构,还能在很大程度上实现节能改造,提高能源节约技术。
第四,热桥与玻璃保温。热桥就是我们通常所说的钢筋混凝土骨架、圈梁等容易传热的构件,加强热桥和玻璃的保温,能够减少能源浪费,加大玻璃部分热阻。
(三)防热节能
1、在选取了正确的建筑地址和朝向布局的基础上,为了避免商场中玻璃幕墙、中庭等使用空间或透明体遭到日晒,就一定要在商场加强绿化建设,从而实现能源节约,降低辐射。
2、大中型商场很重要的一点就在于阳光的遮挡上,为了减少能耗,防止热源进入,很多商场选择百叶窗进行遮蔽,对设计的要求有所下降。
3、为了减少能耗,实现节约环保,商场一定不能忽视通风设计。据调查了解到,很多商场都在使用机械通风法来缓解货架多、面积广、难通风的现象,这样做不仅会提高成本资金的消耗数量,还会造成污染。所以,商场一定要做好通风控制,在充分考虑到货架、货物的基础上进行准确的测量,缩短商场内部平均空气龄,加强风力的到达度。
(四)节能利用
商场为了实现建筑设计的节能降耗,就一定要充分利用起各种自然资源,从而做到绿色环保。首先,在实现人工照明的基础上加强太阳光的应用,改进商场建筑建造材料,采取自动开关加以控制;其次,在商场的用水量上下功夫,加强雨水的利用效率,适当设计水量聚集装置,从而减少水资源的浪费。
三、商场建筑节能的重要意义
综上所述,我们一直在探讨如何实现商场建筑的节能降耗,提高能源的使用效率,其实,这么做有非常深远的意义。第一,这是贯彻党的大政方针的重要之举,也是科学发展观下提出的新要求。我国的商场建筑设计想要在竞争中立于不败之地,实现经济效益与社会效益的统一,就要坚持不懈的走能源环保之路,转变经济增长方式,减少耗能,提高环境的承受力。第二,商场建筑的节能设计有利于我国经济的持续健康发展,有利于资源的合理应用,促进人们思想观念的转变,实现资源的循环利用,缓解社会压力,提高人们的生活质量,保证科学发展。
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[关键词] 温度传感器 单片机 节能 变频器
随着国民经济的快速增长,商业企业正在飞速发展,尤其是大型商场在日益增多。目前我国的电力资源十分紧缺,能源是我国国民经济发展中的一个战略问题,实行“节能优先,结构多元,环境友好”的可持续发展战略,把节约资源提升到基本国策的高度,将“控制人口,节约资源,保护环境”并称为新时期的三大基本国策。商场消耗的能源主要用于空调及照明设备,节约能源既能够降低商场的运营成本,提高商场的竞争力,又符合我国的国策。因此,开发一套适用于商场环境的自动控制系统,在保证商场室内舒适环境的前提下,达到绿色、节能的目的,具有非常重要的意义。
一、系统组成
本系统是一个集散式控制系统。它包含两个层次的含义:一是分布式的智能数据采集系统(下位机);另一个是数据处理和显示系统(上位机系统)。下位机通常指硬件层上的,即各种智能数据采集、控制设备。这些智能采集设备将采集到的各种参数转换成数字信号,并以串行通信的方式传送给上位机。系统组成如图1所示。
1.上位机功能
上位机选用工业控制计算机,其作用是通过与下位机的通信,实时采集商场内部的环境参数,上位机在接收到这些信息后,对数据进行处理、显示、存储,以适当的形式显示给用户,以达到监视的目的;上位机作为人机界面,还可以接受操作人员的指令,将设定的控制参数发送到下位机,以达到自动控制的目的。
2.下位机功能
下位机是以AT89C52单片机为核心的智能设备处理机,它主要完成商场室内、外温度的检测,按设定要求及当前室外的环境温度,自动控制空调机组、换风设备的工作状态。下位机的分布以楼层为单元。
温度传感器采用美国达拉斯公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20,微处理器只需一根端口线就能与多个DS18B20通信,占用微处理器的端口少,可节省大量的引线和逻辑电路。DS18B20的温度测量范围为-55℃~+125℃, 具有12位A/D转换精度,测温分辨率:0.0625℃;微处理器通过简单地编程即可实现(12位的)数字值读数方式,与微处理器的接线如图2所示。
3.方案简介本系统的节能主要体现在以下两个方面
(1)目前,大型商场的换风系统,在给人们带来舒适购物环境的同时,也消耗掉了大量的电力能源。风机在大多数时间内处于轻载运行,风量的调节通常采用传统的节流控制方式(采用调节挡板或阀门来改变鼓风量)。虽然实际供风量改变了但电动机的额定电压和额定转速不变,使电动机长期处于高功耗、低效率下运行,造成电能的浪费,通过采用变频调速技术改造传统商场的供风系统,以变频调速的方式改变风量,能够显著地降低电能消耗。
(2)商场的中央空调缺乏自动控制系统,一年四季工作在制冷或制热状态,本系统通过采用自动检测及控制技术,充分利用春、秋季室外新风调节商场的室内环境,减少空调机组运行时间,可获得极大的节能效果。
二、系统功能
本系统为全数字化集中管理,分散控制方案。主要实现对商场内环境温度的自动调控。根据采集的室内及室外实际温度值决定是否启动空调机组的运行。当室外温度低于一定值时,不启动空调制冷,采用换风降温,并且根据室内的实际温度与设定值的差值,通过PID运算自动调节变频器的输出,控制风量的大小,保障商场室内环境的舒适性。同理,当室外温度高于一定值时,不启动空调制热,由于商场内人员密度大,温度一定会高于室外。这样,可以减少空调机组的运行时间,达到节能、环保的目的。系统控制流程图如图3所示。
1.上位机设计
上位机的应用软件采用组态软件编制,主要由主控界面、系统设置、数据采集(与下位机的通信)、数据处理(计算、存储)、系统帮助等五部分组成。系统软件具有良好的模块化程序及标准的互联接口,便于组成各种规模的系统,有利于产品和技术的更新换代,还具有较强的应用程序接口(API),以便针对特殊应用编制应用软件及进行系统功能的扩充和开发。例如,如果下位机增添商场内的灯光自动控制单元,可以方便地实现商场照明的自动控制。
2.下位机设计
下位机系统主要由:单片机、数字式温度传感器、光电隔离器、变频器等组成。通过温度传感器(室内、室外)进行数据采集,主要完成商场环境温度的检测,控制空调、换风设备的工作状态,实现商场内部环境温度的自动控制。
单片机因其体积小、价格低廉、开发应用方便,在工业控制、数据采集、智能仪表等方面得到广泛的应用。下位机的软件采用汇编语言编制,包括主程序、初始化程序、数据采集、通信程序、控制输出等。它是一个独立的测控单元,并能够通过串行总线与上位机进行数据交换。
三、系统的优越性
本设计方案充分发挥了微型计算机、单片机的优势,微型计算机具有容量大、适合进行大量的数据处理、存储和输出的特征;单片机系统成本低廉,体积小,恰到好处地弥补了微型计算机系统体积大,操作繁琐,成本高,不宜推广等缺陷。二者的有机结合,使系统结构紧凑,性能可靠,集管理、测控于一体,提高了系统的性能价格比。
四、结束语
本系统在保持商场舒适环境的前提下,充分利用外界自然资源缩短空调机组的运行时间,节约能源、延长空调寿命,为商场带来直接的经济效益,每年能为3万平方米的商场节约近百万元的资金,是商用空调系统理想的节能方案。
参考文献:
[1]刘 红:我国的能源现状及发展.商场现代化,2004(10):21
[2]DALLAS 1-Wire Digital Thermometer datasheet.DALLAS SEMICONDUCTOR
[3]张东春 郝海龙:应用变频技术改造商场通风系统.商场现代化,2007(3):45~46
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