某商业建筑冷热源优化方案

张家瑶，高瑞凯

（安徽省建筑设计研究总院股份有限公司，合肥 230022）

0 引言

近年来，我国能源消耗稳步增长，建筑能耗中公共建筑能耗是重要组成部分，大型公共建筑单位建筑面积折合电耗为70～300kWh/（m2.a），商业综合体建筑是大型公共建筑中的典型高能耗建筑，研究商业建筑冷热源优化，对于推动我国建筑节能事业发展具有重大意义。

1 项目概况

该商业建筑位于安徽省合肥市，建筑地下二层，地上七层，地下建筑面积34000m2，地上建筑面积为62000m2；建筑总面积为96000m2，空调面积约50000m2，建筑高度42.66m。地下一层为超市，地下二层为机械停车库，地上1-6层均为商场，7层为电影院。

2 设计参数

2.1 室内空气计算参数室内空气计算参数见表1。

表1 室内空气计算参数

2.2 人员密度及新风量取值

对于商场内人员密度情况，结合商场业态分布及以往经验，确定各楼层各部位人员密度取值及对应的新风量取值见表2。

表2 人员密度及新风量

3 负荷计算与冷热源优化

3.1 夏季冷负荷

3.1.1 负荷计算

采用鸿业负荷6.0对该项目进行细化条件后的逐时负荷计算，可得设计日最大负荷时为16:00，总冷负荷8788kW，夏季冷指标175W/m2；最小负荷时为22:00，总冷负荷8644kW。由此可见，对于商业综合体建筑，在设计日设计人数条件下全天负荷随时间变化波动极小。

对最大时刻冷负荷构成进行拆分，可以得出冷负荷构成详图1，人体负荷及供给人员的新风负荷占总负荷70%，若商场内部人员较设计取值减少1/2，总冷负荷将会降低35%。

图1 冷负荷构成

3.1.2 设计选型优化

（1）确定多台冷水机组组合方式：

小机组设计制冷容量Qx=Qmin/r

单台大机组设计容量Qd=Qx/R

大机组的安装台数n=(Qmax-Qx)/Qd

式中，Qmax为建筑设计冷负荷，Qmin为建筑最小冷负荷，r为小机组允许最低负荷率，R为大机组允许最低负荷率。

根据以上公式，结合负荷计算分析结果，确定冷水机组选型见表3，原设计选用冷源设备见表4，初投资对比见表5。

表3 冷水机组及配套设备选型

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表4 原设计冷水机组及配套设备选型

由表5可见，冷源初投资共节省750万元。

表5 冷源初投资对比表

根据表3、表4总装机功率差值计算运行费用节省情况：夏季运行费按年运行天数120天，每天平均运行约12小时，平均每小时按总电量负荷50%估算。

总运行费差价为：（3232-1769）×120×12×0.5×1.1=115.9万/年。

3.2 冬季热负荷

采用鸿业负荷6.0对该项目进行负荷计算，冬季空调面积约45000 m2（负一层超市部分冬季不制热），建筑总热负荷3450kW，热指标76W/m2；其中冬季新风热负荷3185kW，占总热负荷约90%，设备故障时可短时间降低室内新风量以保证室内温度，故选择两台1800kW换热器，节约设备初投资及一次侧热网增容费用。据热源初投资比较，详见表6，热源初投资节省约198万元。

表6 热源初投资对比表

4 结论

本项目在空调系统设计前期，根据商业建筑使用特性，对室内设计参数进行了细化处理，并以此为基础进行了详细的冷热负荷计算及分析，综合考虑商业建筑运行特性、负荷占比等因素，对冷热源设备进行合理选型配置，冷热源优化共节省初投资948万元，夏季运行费用节省约115.9万元/年，冷热源优化成果显著。

本项目自投入使用以来，经过一个制冷季，运行情况良好，可同时兼顾商场工作日人员较少与周末节假日人员较多时的空调运行，具有较好的灵活性，但介于现场流量测点安装的问题，一直未能收集到有效的供冷量数据，待问题解决后另作分析。