夏熱冬冷地區(qū)商場全空氣系統(tǒng)節(jié)能策略研究

1、Nanjing University of Technology夏熱冬冷地區(qū)商場建筑全空氣系統(tǒng)夏熱冬冷地區(qū)商場建筑全空氣系統(tǒng)全年節(jié)能策略研究全年節(jié)能策略研究Nanjing University of Technology總體研究思路負荷特點商場特點商場負荷規(guī)律全空氣系統(tǒng)形式室內(nèi)送風狀態(tài)點與室外氣溫特點的關(guān)系提出室外氣候分區(qū)方法確定不同氣候條件下空調(diào)運行策略估算節(jié)能效益Nanjing University of Technology目錄目錄o 1 1、商場建筑特點、商場建筑特點o 2 2、商場負荷特點、商場負荷特點o 3 3、商場空調(diào)主要形式、商場空調(diào)主要形式o 4 4、存在問題、存在問題o 5

2、 5、空調(diào)運行策略、空調(diào)運行策略Nanjing University of Technology1 1、商場建筑特點、商場建筑特點Nanjing University of Technology商場建筑商場建筑圍護結(jié)構(gòu)特點圍護結(jié)構(gòu)特點o夏熱冬冷地區(qū)的商場建筑多是低層建夏熱冬冷地區(qū)的商場建筑多是低層建筑或者住宅樓的裙房，面積筑或者住宅樓的裙房，面積2000-2000-10000m10000m2 2不等，均屬于大體量建筑。不等，均屬于大體量建筑。o大部分商場建筑圍護結(jié)構(gòu)均采用的是大部分商場建筑圍護結(jié)構(gòu)均采用的是公共建筑節(jié)能設(shè)計標準公共建筑節(jié)能設(shè)計標準出臺以前出臺以前的標準。的標準。Nanjing

3、University of Technology商場建筑商場建筑人員密度特點人員密度特點o 數(shù)據(jù)表明，南京地區(qū)商數(shù)據(jù)表明，南京地區(qū)商場峰值人員密度為場峰值人員密度為0.7-10.7-1人人/m/m2 2，均值人員密度為，均值人員密度為0.250.25人人/m/m2 2?？土骺土饔绊懹绊懸蛩匾蛩丶竟?jié)季節(jié)氣候氣候節(jié)假日節(jié)假日商家商家促銷促銷經(jīng)濟經(jīng)濟狀況狀況節(jié)假日商場人流情況節(jié)假日商場人流情況Nanjing University of Technology商場建筑商場建筑照明負荷特點照明負荷特點 商場一般照明的功商場一般照明的功率在率在40w/m40w/m2 2。有時為達到。有時為達到吸引顧客的目的

4、，局部吸引顧客的目的，局部照明功率可達照明功率可達200w/m200w/m2 2。商場照明情景商場照明情景特定功能照明特定功能照明Nanjing University of Technology其他特點營業(yè)時間長營業(yè)時間長夏熱冬冷地區(qū)商場的每日營業(yè)夏熱冬冷地區(qū)商場的每日營業(yè)時間為時間為9 9：00002121：0000，長達，長達1212小時，全年無休；小時，全年無休；運營能耗高運營能耗高冬季，室內(nèi)設(shè)定溫度過高冬季，室內(nèi)設(shè)定溫度過高; ;夏夏季，不良的通風造成空調(diào)制冷能耗增加；季，不良的通風造成空調(diào)制冷能耗增加；商場建筑的部分格局會隨季節(jié)或需求的不同而商場建筑的部分格局會隨季節(jié)或需求的不同而變

5、動，故要求變動，故要求空調(diào)設(shè)備具有一定的靈活性空調(diào)設(shè)備具有一定的靈活性。Nanjing University of Technology2 2、商場負荷特點、商場負荷特點Nanjing University of Technology商場負荷特點商場負荷特點1 1、商場建筑人員多且復(fù)雜，人員負荷和新風負、商場建筑人員多且復(fù)雜，人員負荷和新風負荷占冷負荷的大部分荷占冷負荷的大部分, ,所占比例約為所占比例約為45-70%45-70%，而，而建筑圍護結(jié)構(gòu)負荷所占比例很小，約為建筑圍護結(jié)構(gòu)負荷所占比例很小，約為15-25%15-25%。2 2、為保證商場的采光和廣告效應(yīng)，商場使用的、為保證商場的采光

6、和廣告效應(yīng)，商場使用的各種照明設(shè)備較多且發(fā)熱值高導(dǎo)致照明負荷較各種照明設(shè)備較多且發(fā)熱值高導(dǎo)致照明負荷較大，所占比例約為大，所占比例約為15-30%15-30%。Nanjing University of Technology 商場室內(nèi)溫度商場室內(nèi)溫度既要考慮既要考慮顧客的需顧客的需求求，也要考慮，也要考慮商場商場職工的要求。職工的要求。商場室內(nèi)環(huán)境特點商場室內(nèi)環(huán)境特點Nanjing University of Technology3 3、商場空調(diào)主要形式、商場空調(diào)主要形式節(jié)省機房面積，但新風量不夠，不利于過渡季節(jié)的節(jié)能。節(jié)省機房面積，但新風量不夠，不利于過渡季節(jié)的節(jié)能。省去機房面積，節(jié)約風管，

7、但存在噪聲，且供回水管道多，省去機房面積，節(jié)約風管，但存在噪聲，且供回水管道多，增加漏水幾率，新風量不足增加漏水幾率，新風量不足處理熱濕負荷能力大，過渡季可實現(xiàn)全新風運行，水管少，處理熱濕負荷能力大，過渡季可實現(xiàn)全新風運行，水管少，減少漏水現(xiàn)象占用機房面積大，風道斷面尺寸大。減少漏水現(xiàn)象占用機房面積大，風道斷面尺寸大。VRVVRV系統(tǒng)系統(tǒng)全空氣全空氣系統(tǒng)系統(tǒng)風機盤風機盤管管+ +新新風系統(tǒng)風系統(tǒng)Nanjing University of Technology4 4、存在問題、存在問題1 1、在過渡季節(jié)，對室外新風利用量不足，與、在過渡季節(jié)，對室外新風利用量不足，與室外氣候工況結(jié)合不夠密切。室外

8、氣候工況結(jié)合不夠密切。2 2、商場夏季室內(nèi)溫度設(shè)定過低，冬季設(shè)定溫、商場夏季室內(nèi)溫度設(shè)定過低，冬季設(shè)定溫度過高，是目前商場存在的普遍現(xiàn)象。度過高，是目前商場存在的普遍現(xiàn)象。3 3、缺乏完善的管理制度，智能化管理水平較、缺乏完善的管理制度，智能化管理水平較低，不能很好的找到空調(diào)的啟停時機及控制低，不能很好的找到空調(diào)的啟停時機及控制方式。方式。Nanjing University of Technology5 5、空調(diào)運行策略、空調(diào)運行策略Nanjing University of Technology空調(diào)運行空調(diào)運行策略策略分區(qū)分區(qū)原則原則全年全年工況工況區(qū)域區(qū)域劃分劃分轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換溫度溫度定義定義

9、送風送風狀態(tài)狀態(tài)點的點的分析分析Nanjing University of Technology1 1 保持商場內(nèi)部的溫、濕度等參數(shù)在規(guī)范要求范圍內(nèi)；并合理利用波動值，減保持商場內(nèi)部的溫、濕度等參數(shù)在規(guī)范要求范圍內(nèi)；并合理利用波動值，減少使用冷、熱源；少使用冷、熱源；2 2 分區(qū)適宜，既能較為精確的調(diào)節(jié)運行，又減少控制、調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)；分區(qū)適宜，既能較為精確的調(diào)節(jié)運行，又減少控制、調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)；3 3 避免出現(xiàn)為調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度而出現(xiàn)的冷、熱量抵消問題；避免出現(xiàn)為調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度而出現(xiàn)的冷、熱量抵消問題；4 4 （擴大不用冷、熱源的時間。冬、夏季，充分利用室內(nèi)回風，保持最小新風（擴大不用冷、熱源的時間。

10、冬、夏季，充分利用室內(nèi)回風，保持最小新風量，節(jié)省能量；在過度季，充分利用室外新風的調(diào)節(jié)能力，推遲或減少實用量，節(jié)省能量；在過度季，充分利用室外新風的調(diào)節(jié)能力，推遲或減少實用冷、熱源。冷、熱源。5.15.1分區(qū)原則分區(qū)原則Nanjing University of Technology5.25.2商場的參數(shù)信息商場的參數(shù)信息商場基本商場基本參數(shù)參數(shù)熱工參數(shù)熱工參數(shù)w w/(m/(m2 2.k).k)屋面屋面0.70.7外墻外墻0.80.8樓板樓板1.01.0室內(nèi)環(huán)境參數(shù)室內(nèi)環(huán)境參數(shù)室內(nèi)設(shè)計溫度室內(nèi)設(shè)計溫度夏季：夏季：2626冬季：冬季：1818空調(diào)季節(jié)空調(diào)季節(jié)夏季夏季6-96-9月；冬季月；冬季

11、12-212-2月月運營時間：運營時間：9:00-21:009:00-21:00人員密度人員密度0.25p/m0.25p/m2 2照明功率照明功率40w/m40w/m2 2 建筑建筑尺寸尺寸30m30m* *50m50m* *(4.5m(4.5m* *5)5)Nanjing University of Technology5.35.3商場測試商場測試（南京）（南京）山西路百貨山西路百貨溫度溫度1010月測試數(shù)據(jù)（月測試數(shù)據(jù)（）功能功能時間時間10:0010:0011:0011:0013:0013:0015:0015:0016:0016:00一層一層地點地點1 124.224.224.224.2

12、24.824.824.824.825.225.2珠寶、鞋珠寶、鞋賣場賣場一層一層地點地點2 224.824.825.025.025.825.826.026.026.126.1三層三層地點地點1 122.922.922.622.622.522.522.422.422.622.6衣服賣場衣服賣場三層三層地點地點2 224.224.223.723.722.722.723.423.423.623.6室外室外212122.222.223.823.8242423.723.7Nanjing University of TechnologyNanjing University of Technology山西路

13、百貨山西路百貨溫度溫度1 1月測試數(shù)據(jù)（月測試數(shù)據(jù)（）功能功能時間時間10:0010:0011:0011:0013:0013:0015:0015:0016:0016:00珠寶、鞋珠寶、鞋賣場賣場一層地點一一層地點一9.19.110.210.211.411.411.811.812.212.2一層地點二一層地點二9.89.810.810.811.811.811.911.912.612.6三層地點一三層地點一11.411.411.711.712.612.613.213.213.813.8衣服賣場衣服賣場三層地點二三層地點二10.410.410.510.511.811.812.412.412.612.

14、6室外氣溫室外氣溫0.80.81.21.24.14.13.93.93.63.6Nanjing University of Technology南京南京6-96-9月份室外氣溫趨勢圖月份室外氣溫趨勢圖Nanjing University of Technologyo劃分原理：利用全空氣系統(tǒng)較強的季節(jié)性特點，采用劃分原理：利用全空氣系統(tǒng)較強的季節(jié)性特點，采用同一種空氣同一種空氣處理過程處理過程方法方法的相似室外氣象參數(shù)劃分為一個區(qū)域統(tǒng)一控制運行的相似室外氣象參數(shù)劃分為一個區(qū)域統(tǒng)一控制運行5.45.4全年工況區(qū)域劃分全年工況區(qū)域劃分夏、冬季室外氣溫與送風溫度趨勢圖夏、冬季室外氣溫與送風溫度趨勢圖注：

15、注：T Th h定義為定義為“上轉(zhuǎn)換溫度上轉(zhuǎn)換溫度”，T Tl l定義為定義為“下轉(zhuǎn)換溫度下轉(zhuǎn)換溫度”。Nanjing University of Technology 在冬季工況下，商場建筑在冬季工況下，商場建筑室內(nèi)設(shè)置溫度越高，對應(yīng)的送室內(nèi)設(shè)置溫度越高，對應(yīng)的送風狀態(tài)點隨之變高，且增幅較風狀態(tài)點隨之變高，且增幅較大，空調(diào)機組能耗將變高。大，空調(diào)機組能耗將變高。冬季不同室溫下，室外溫度與送風溫度趨勢圖冬季不同室溫下，室外溫度與送風溫度趨勢圖Nanjing University of Technologyo 夏季工況劃分 空調(diào)系統(tǒng)夏季工況的分區(qū)，空調(diào)系統(tǒng)夏季工況的分區(qū)，N N為室內(nèi)狀態(tài)點，為室

16、內(nèi)狀態(tài)點，O O為為送風狀態(tài)點，送風狀態(tài)點，ThTh、TlTl為上、下轉(zhuǎn)換溫度。為上、下轉(zhuǎn)換溫度。5.65.6多工況分區(qū)及調(diào)節(jié)策略多工況分區(qū)及調(diào)節(jié)策略Nanjing University of Technology區(qū)處理過程：區(qū)處理過程： 室外空氣狀態(tài)處于此區(qū)內(nèi)，為夏室外空氣狀態(tài)處于此區(qū)內(nèi)，為夏季最炎熱季，送風區(qū)域在季最炎熱季，送風區(qū)域在TlTl等溫線下等溫線下方處，方處，hc-ho hn-hohc-ho hn-ho。 此時盡可能的多采用回風以降低此時盡可能的多采用回風以降低混合點混合點C C的焓值，減少空調(diào)機組的處理的焓值，減少空調(diào)機組的處理焓差。通常的做法是采用滿足衛(wèi)生要焓差。通常的做法是

17、采用滿足衛(wèi)生要求的最小新風比。求的最小新風比。 區(qū)處理過程區(qū)處理過程Nanjing University of Technology區(qū)處理過程：區(qū)處理過程： 如果仍采用新風與回風混合，其混如果仍采用新風與回風混合，其混合點合點C C點的焓值必將高于新風焓值點的焓值必將高于新風焓值hwhw，空，空調(diào)機組處理的焓差調(diào)機組處理的焓差hc-hohc-ho顯然大于顯然大于hw-hohw-ho，即采用混合風的耗冷量將大于直接采，即采用混合風的耗冷量將大于直接采用全新風時的耗冷量。用全新風時的耗冷量。 此時，應(yīng)將新風比調(diào)為此時，應(yīng)將新風比調(diào)為100%100%。此時。此時盡管盡管hwhnhwhn，但是其差值不

18、足以承擔室內(nèi)，但是其差值不足以承擔室內(nèi)熱量，因此要求表冷器繼續(xù)供冷。熱量，因此要求表冷器繼續(xù)供冷。 區(qū)處理過程區(qū)處理過程Nanjing University of Technology區(qū)處理過程：區(qū)處理過程： 室外狀態(tài)點與送風區(qū)室外狀態(tài)點與送風區(qū)域重合，直接將新風送入域重合，直接將新風送入室內(nèi)，無冷熱量消耗，無室內(nèi)，無冷熱量消耗，無需加濕處理。需加濕處理。 區(qū)處理過程區(qū)處理過程Nanjing University of Technology區(qū)處理過程：區(qū)處理過程： 送風區(qū)域與室內(nèi)狀態(tài)點重合，按照理論分析，應(yīng)將最小新風量加熱送風區(qū)域與室內(nèi)狀態(tài)點重合，按照理論分析，應(yīng)將最小新風量加熱后送入室內(nèi)，但

19、在實際運行中，這明顯是不合適的。所以，可直接利后送入室內(nèi)，但在實際運行中，這明顯是不合適的。所以，可直接利用室外新風，可根據(jù)新回風比控制室內(nèi)濕度要求，而不消耗熱源，達用室外新風，可根據(jù)新回風比控制室內(nèi)濕度要求，而不消耗熱源，達到經(jīng)濟節(jié)能的目的。到經(jīng)濟節(jié)能的目的。Nanjing University of Technologyo 冬季工況的劃分 空調(diào)系統(tǒng)冬季工況的分區(qū)，空調(diào)系統(tǒng)冬季工況的分區(qū)，N為室內(nèi)狀態(tài)點，為室內(nèi)狀態(tài)點，O為送風狀態(tài)點，為送風狀態(tài)點，Th、Tl為上、下轉(zhuǎn)換溫度。為上、下轉(zhuǎn)換溫度。Nanjing University of Technology區(qū)處理過程：區(qū)處理過程： 室外空氣溫

20、度低于冬季下轉(zhuǎn)換溫度室外空氣溫度低于冬季下轉(zhuǎn)換溫度TlTl，含濕量小于送風點含濕量，送風，含濕量小于送風點含濕量，送風域在域在ThTh等溫線以上。屬于較為寒冷的等溫線以上。屬于較為寒冷的冬季工況。采用最小新風比，對空氣加冬季工況。采用最小新風比，對空氣加熱加濕處理。加濕量為熱加濕處理。加濕量為dO-dCdO-dC，加，加熱負荷為室內(nèi)負荷熱負荷為室內(nèi)負荷QnQn與新風熱負荷與新風熱負荷QxQx之之和，即和，即Q=Qn+Gw(iN-iW)Q=Qn+Gw(iN-iW)，新風量最小，新風量最小，加熱量亦最少。加熱量亦最少。 區(qū)處理過程區(qū)處理過程Nanjing University of Technol

21、ogy區(qū)處理方法：區(qū)處理方法：此區(qū)處理方式基本與此區(qū)處理方式基本與區(qū)區(qū)相同，區(qū)別的是此區(qū)不需相同，區(qū)別的是此區(qū)不需要加濕處理，采用調(diào)節(jié)新要加濕處理，采用調(diào)節(jié)新回風比調(diào)節(jié)濕度?；仫L比調(diào)節(jié)濕度。 區(qū)處理過程區(qū)處理過程Nanjing University of Technology區(qū)處理過程：區(qū)處理過程： 此區(qū)室外空氣狀態(tài)落此區(qū)室外空氣狀態(tài)落在在ThTh和和TlTl之間，與之間，與送風區(qū)域重合，濕度送風區(qū)域重合，濕度dwdodwth,hwhntwth,hwhn冷水量冷水量冷水量冷水量調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉twth,hwhntwth,hwhn冷水量冷水量新回風比新回風比調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉t1t

22、wtht1twth新回風比新回風比新回風比新回風比關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉twtwtltl新回風比新回風比新回風比新回風比關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉冬季冬季twtl,twtl,dwdodwdo加熱加熱加濕加濕關(guān)閉關(guān)閉調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)twtl,twdodwdo加熱加熱新回風比新回風比關(guān)閉關(guān)閉調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)關(guān)閉關(guān)閉tltltwth,dwdotwth,dwdo新風新風加濕加濕關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)tltltwdotwdo新回風比新回風比新回風比新回風比關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉tltwth,dwdotltwth,dwdo新風新風加濕加濕關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)tltwdotltwdo新回風比新回風比新回風比新回風比關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉Nanjing University of Technologyo結(jié)合上表和系統(tǒng)工況劃分方式可看出，對于空調(diào)系統(tǒng)夏季工況，結(jié)合上表和系統(tǒng)工況劃分方式可看出，對于空調(diào)系統(tǒng)夏季工況，約有約有58.3%58.3%的時間（的時間（、區(qū)）是耗能運行狀態(tài)，其余區(qū)）是耗