广州某商业广场既有空调系统运行能耗分析及改造建议

广州某商业广场既有空调系统运行能耗
分析及改造建议
摘要:对广州市某商业广场往年空调系统运行参数进行分析。

分析了空调系统存在的问
题以及运行能耗。

并结合该商场的实际情况，解决商场冷源改造施工过程中常见的主要问题，提出改造建议方案。

关键词商业广场空调系统运行参数改造设计能耗分析
0引言
为贯彻落实国务院《2030年前碳达峰行动方》关于“逐步开展公共建筑能耗限额管理的工作部署”为加强公共建筑电耗限额管理为重点，探索建立广州市公
共建筑能限额管理模式，合理控制建筑用能和碳排放总量增长速度，形成可复制
可推广的建筑减少能耗改造方案，本文以广州市某商业大厦介绍改造方案。

1.项目概况
该商业大厦坐落于广州市中山五路68号，建于2003年，坐北朝南，地上有13层，地下4层，建筑总高度为67.7m，总建筑面积为51469m²。

其中1至5层
为商场，6至7层为电影院，8层为酒楼，9至13层为写字楼。

地下一层及地下
二层为餐饮和商铺，地下三层及地下四层为停车库及设备用房。

1.商业大厦业态分布
整个项目办公面积占比为37.31%，商业的占比为45.11%，电影院面积占比17.58%。

重餐饮商铺的商业占比约为40.89%，主要分布在B2~5F和8F。

2. 商业大厦空调系统概况
该建筑空调系统采用的是集中供冷系统，制冷空调机房位于屋面层。

由冷冻水管输送冷冻水至各区域末端设备进行冷热交换。

运行时间为每天早上8：00至晚上22：00。

制冷系统运行主要由人工手动控制。

电影院、11楼、12楼租户另行在屋面层安装风冷式冷水机组，运行由租户自行控制。

2大厦空调现况
2.1 空调系统能耗情况
根据查阅本项目物业管理公司提供的2019年至2021年空调系统运行记录，及相关暖通图纸。

可统计得出大厦空调系统运行数据，
分析2019年至2022年空调系统的运行记录，空调系统的运行时间为8：00至22：00，每间隔2小时，记录一次。

记录数据包括制冷设备运行台数、冷主机蒸发器冷凝器进出水温度、主机运行电流信息、空调水泵运行功率、冷却塔运行功率等信息。

以2019年至2022年运行数据计算，可算近三年的空调系统平均制冷量约为660万kW。

（供11、12层风冷热泵系统未统计在内）
统计分析空调系统在2019年至2021年的用电量情况（供11、12层风冷热泵系统未统计在内），近三年的空调系统用电量有小幅上升的趋势，总体维持在300万kwh左右。

用于中央空调系统电量约为190万kwh，用于11、12的独立风冷热泵系统约为110万kwh。

由各月空调系统用电量可以看到，空调系统全年运行，空调系统用电量（供11、12层风冷热泵系统未统计在内），在7-9月份达到高峰，不同年份峰值出现的时间有些差异。

空调系统用电量的峰期与商场总用电量的峰期基本一致。

根据物业提供空调系统运行数据，可计算出该项目空调系统全年综合COP约为3.4，处于相对较低范围以内。

2.2商场室内环境
对项目进行室内空气环境测量，及室内的空气环境状况进行调研分析，可作
为评价商场空调系统运行效果的参考依据。

测量数据为空气温度与CO2浓度。

根据测试结果，商场室内热环境存在较大的不均匀性，商场部分（B2-5F），首至五层的室内温度较低，B1F、B2F、4F温度较高，商场大部分楼层二氧化碳浓
度均低于规范限定值1000ppm，其中B2F、B1F，5F CO2浓度度较高。

分析主要原因是，本商场餐饮业态主要分布于地下以及4F、5F。

其中多个餐
饮商铺设置排油烟系统，但未设置相应配套的补风措施，空调区冷空气直接补入
餐饮厨房区域，导致空调区产生负压，室外未处理空气由门、窗等开口处侵入。

现场勘察发现，商场有多处对外开口，未处理空气由室外补入的路由复杂，
首层大门为常开状为，为主要补入途径。

室外新风直接补进空调区，造成夏季有
大量的室外空气渗入室内，增加空调负荷与能耗。

3改造方案
3.1冷源系统改造
现有空调冷源系统，使用年限较长。

设备性能下降，制冷能力下降，耗电量
增大，能耗增加，已无法满足本商场发展及目前业态的冷负荷要求。

由于制冷机房内群控系统已经失效，制冷系统各设备开启依靠人工运维，设
备耗电量增大。

制冷系统全年综合能效比约为3.4，存在严重能耗浪费的现象。

结合政府关于推广使用高效制冷、智能化用能控制的相关要求，建议本项目
冷源系统设备进行更换，更换节能设备，对制冷机房进行整体高效机房改。

拆除
机房内原有管线，重新规划改造水管路由，减少管道阻力，增加监测系统与计量
系统。

以搭建全年平均运行能效可高达5.3高效机房为目标，整体改造天面制冷
机房。

现有4台横流式冷却塔，投入使用年限较短，整体更换费用较高且浪费设备，仅需要定期维护，清理填料积尘。

冷却塔风机缺少变频装置，无法根据系统
负荷变化变频调节运行。

原冷却塔电机增加变频器控制，降低冷却塔在低负荷时
运行能耗。

根据负荷模拟计算结果，考虑未来本项目商业业态发展，按商业区76.9%的
餐饮比例（商业楼层为B2层~8层），计算最大冷负荷为1517RT。

据此，空调系统改造选用设备如下：
变频离心冷水机组（3台）：500RT，制冷量：1758kw；输入功率：302.9kW；IPLV=，cop=6.2；
高效变频冷冻水泵（4台）：水量:302m3/h,
扬程:38m, 输入功率：55kW；
高效变频冷却水泵（4台）：水量:378m3/h,
扬程：25m,输入功率：45kW；
横流式冷却塔（4台）：500m³/h，风机增加变频控制
改造具体措施：
1.更换空调水泵。

2.更换变频制冷冷水主机。

3.冷却塔风机增加变频控制。

4.重新规划水管路由。

5.补充计量及自控系统
3.2临时冷源
考虑到制冷机房进行整体改造时，改造工期较长，为保证商场正常营业，可
在首层商场北侧临时冷源整装式机房，经由汽车坡道天花接入冷冻水立管。

整装式集成冷水机房，基于“即插即用”的理念，所有冷水机房的组件均采
用模块化设计，施工现场仅需要像搭积木一样将系统简单、快捷、安全的拼装在
一起。

无需专用的机房建筑，可提供室外安装选项。

机房性能稳定可靠，整机预
制并测试，出厂前自控系统预调试。

所选设备参数（350RT）
3.3 设备起吊方案
本项目的制冷机房位于屋面，制冷主机重量大，进行设备更换时，采用大型
吊装就位设施进行吊装作业，相关的吊装方案论述如下。

本项目大厦建筑高度67.7m，制冷机房位于大楼屋面，制冷机房层高5.6m。

本次改造方案需运输至屋面重量最大设备为500RT制冷主机（3台），重量为
6.9t。

商场北侧为停车场进出口，人流较少，隔马路有露天停车场，有足够的空间
作为吊车作业平台，北侧立面在5层、7层、9层、11层有进深较小的逐级退台。

不影响吊臂作业。

屋面作业可拆除制冷机房的北侧墙，进入制冷机房。

综上所述，吊装设施应能满足吊重6900kg，考虑到设备需越过屋面的制冷机房，根据几何关系估算，吊机需足高度90m，进深60m，吊重6.9t的吊重求。

根据上述的分析，可选用500t的汽车型起吊机完成吊重作业。

500t汽车吊进场支车，并绑挂吊索；起升过程中，在设备下部系2条100m 长的麻绳，一条麻绳由2个工人拉住，防止设备空中转动。

500t吊车将设备提升超过制冷机房屋面的高度74m后停止起吊，然后吊车向楼边安放位置旋转。

吊车慢慢趴臂，至设备越过楼边后停止趴臂，然后吊车下钩，将设备贴着楼边放置到楼顶上。

吊车松钩，楼顶上工人解除吊索，楼下工人准备下一件设备起吊。

具体的吊装方案由施工方制定、确定。

3.4 厨房油烟补风改造
根据上文分析，商场内多个餐饮商铺设置排油烟系统，但未设置相应配套的补风措施，室外未处理空气由门、窗等开口处侵入。

室外新风直接补进空调区，造成夏季有大量的室外空气渗入室内，增加空调负荷与能耗。

影响商场人员舒适性。

为解决对此问题，建议物业公司要求3~5层餐饮店铺在各自厨房区域外墙外窗处，改造设置补风百叶，业主自行安装补风风机，室外新风补至厨房区域，使厨房形成微负压。

补风风量可取该商铺油烟风机风量的60%至90%。

4结语
本商业大厦建成时间较早，暖通设计符合当时设计要求。

但是随着设备老化、物业公司根据业态调整多次改造，本商业大厦现有空调系统已无法满足现时及未
来商业发展的使用需求。

具体体现在空调使用舒适性不足及空调系统耗电量增大。

本次改造既要满足现阶段使用需求，亦要符合建筑现有条件。

改造期间需满足业
主物业商业不停业的要求，再加上原始设计资料缺失，给设计工作带来一定困难。

此次空调系统改造项目的实施，可为各位同仁提供参考和借鉴。

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