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“超市”遍及中國的城市農(nóng)村,正在改變中國人民傳統(tǒng)的購物習慣。它以*的豐富產(chǎn)品、寬敞舒適的購物環(huán)境和*的休閑娛樂功能區(qū)為鮮明特色。然而隨著大型超市的發(fā)展,其巨大的能耗給城市能源和商家經(jīng)營成本帶來了巨大的壓力。因此,節(jié)省投資和運行成本將是商家提高經(jīng)濟效益的辦法。對于一座超市來說,空調耗電量約占整個超市能耗的60%。設計中如何在確保超市營業(yè)廳的空氣舒適度的前提下,節(jié)省空調系統(tǒng)的初投資及運行費用是全體設計人員的責任。盡管超市同屬于百貨商場建筑類型,但其購物形式和客流量以及室內(nèi)空氣舒適度要求又與傳統(tǒng)的百貨商場不同,所以空調設計時就不能套用商場的空調設計指標。
1 空調負荷分析計算
1.1 超市空調室內(nèi)設計參數(shù)的取值由于超市主要經(jīng)營的是日用百貨和食品蔬菜,與傳統(tǒng)的百貨商場不同,而且購物者大多數(shù)是超市附近的居民,對空調的要求是夏季不太熱,冬季不太冷。因此對于設計中空調室內(nèi)設計參數(shù)的取值,筆者認為,夏季室內(nèi)空調設計溫度不高于28℃,相對濕度≤60%;冬季室內(nèi)空調設計溫度不低于15℃,相對濕度≥35%為宜。在夏季供冷工況下,室內(nèi)計算溫度每升高1T,能耗減少8%-10%;冬季供暖工況下,室內(nèi)計算溫度每降低1℃,能耗減少5%-10%。因此降低室內(nèi)設計溫度標準對空調系統(tǒng)的節(jié)能是十分有意義的。 暖通百科
1.2 超市空調負荷選取取空調負荷包括圍護結構傳熱負荷、照明負荷、新風負荷、人員負荷以及設備負荷等。就超市而言,空調負荷主要是新風負荷以及人員負荷。
1.2.1 照明負荷超市空調負荷中,照明負荷一般較為固定,營業(yè)區(qū)35W/㎡,倉儲區(qū)12W/㎡,輔助區(qū)15W/㎡,辦公區(qū)20W/㎡。作為計算值,平均取20.5W/㎡。
1.2.2 新風負荷營業(yè)廳的新風國家標準為20m3/ h·P。但是超市人流的特點是,夏天圍護結構傳熱負荷zui大時刻14-16時恰是人員zui少的時刻,而室內(nèi)人員zui多時,又是室外溫度相對較低。超市人員的取值比較難確定,由于超市這個特殊的購物場所中,所有的商品基本是開架自選式,開架所占面積約為超市面積的1/2,所以計算人數(shù)就不能以超市建筑面積來計算,而應當減半作為實際面積。參考以往統(tǒng)計數(shù)據(jù),以及大部分超市目前運營狀況超市每/㎡人員密度取0.3人/㎡為宜,即6m3/㎡新風量,根據(jù)計算公式 q新=ρφLΔi ρ:新風密度,ρ=1.2kg/m3; φ:負荷系數(shù),φ=1; L:新風量,m3/h·P; Δi:室內(nèi)外空氣設計計算焓差,南京地區(qū)為9.05KJ/kg??梢杂嬎愕贸龀锌照{面積新風負荷為64W/㎡。
1.2.3 人員負荷由計算軟件可以算出,超市人員在購物狀態(tài)下每人發(fā)熱量約為171W,則按照空調面積人員密度為0.3人/㎡,通過計算可以得出超市人員負荷為51W/㎡。
1.2.4 圍護結構負荷目前新建在建的建筑大多數(shù)均按《公共建筑節(jié)能設計標準》執(zhí)行,它對建筑外墻、外窗、屋面的傳熱系數(shù)X值均作了強制性規(guī)定。因此,就超市來說,其圍護結構負荷是較小的,一般取值在22~24W/㎡。
將上述各項負荷匯總,得到如表1所示:表1 負荷分項照明新風人員圍護結構設備總和負荷值/(W/㎡)20.5645124 159.5 某2層超市,空調面積為10000㎡,在空調設計中通過負荷計算軟件對其進行計算,得到此超市的空調逐時負荷如表2所示: 2.1 超市冷熱源的選擇根據(jù)超市的具體位置和規(guī)模大小等實際情況,冷熱源的選擇有a).冷水機組加鍋爐、b).風冷熱泵機組、c).氟系統(tǒng)風管機等。不管選用何種冷熱源系統(tǒng),必須優(yōu)先考慮節(jié)能環(huán)保。特別是在居住區(qū)內(nèi)的超市,設計時空調室外機噪聲必須達到國家的相關要求。另外,超市空調系統(tǒng)不應選擇VRV系統(tǒng)。 2.2 超市空調系統(tǒng)的選擇超市空調如果是采用水系統(tǒng),應盡量采用同程式,空調末端應采用電動常閉二通閥,其系統(tǒng)總供回水管之間設置壓差控制旁通閥;如果是采用氟系統(tǒng)風管機,應優(yōu)化室外機與室內(nèi)機間的配管布置,減少配管長度,從而降低由于氟管過長帶來的制冷量衰減。 2.3 超市空調送風系統(tǒng)的選擇超市空調風系統(tǒng)一般都會采用單風道吊頂空調機組,通過風管及風口將冷熱空氣送人室內(nèi)。考慮吊頂空調機組噪聲對室內(nèi)的影響,建議單臺機組風量不超過8000m3/h。在采用吊頂空調機組的系統(tǒng)中,回風盡量考慮采用回風箱,避免吊頂內(nèi)的冷熱量損失。對于空間較大的商用場合,其節(jié)能是十分有利的。超市建筑空間較大,商品陳列基本是開架自選。因此,高峰人流可能多于百貨商場,應充分考慮風管及風口的合理布置及送風方式的選擇。超市內(nèi)的風口應根據(jù)貨架布置而定,盡量設在人行道上,設計空調系統(tǒng)時應考慮劃分一定區(qū)域給商家提供變換的靈活性。另外建筑物進深較大,內(nèi)區(qū)應考慮較充分的新風量。 2.4 建議采用變頻變風量機組由于新風負荷占整個空調系統(tǒng)比重較大,大約在30%以上,對于平時人少的時候,全部采用定風量空調機組送新風是沒有必要也是浪費能源的。因此,筆者建議單獨設計新風系統(tǒng)時,新風機組采用變頻變風量機組,對每臺空調機組直接接室外新風,其新風多葉調節(jié)閥應采用電動閥。這樣可以根據(jù)超市內(nèi)的人員多少適當?shù)脑鰷p新風量,既能滿足超市內(nèi)的空氣品質的要求,又能節(jié)省空調運行費用。 3 結論 ⑴ 對于單風道吊頂式空調機組系統(tǒng)設計,建議有可能多接新風人口,將新風管接在每臺空調機組的回風口上,特別內(nèi)區(qū)更是如此??照{季節(jié)可以按新風量要求開啟新風機組,在過渡季節(jié)可以適當多開新風機以改善超市空氣品質,有利于節(jié)能能源和節(jié)省運行成本??照{機與新風人口之間的多葉調節(jié)閥建議采用電動閥。所有新風電動閥應設在方便管理的地方,以便操作。 ?、?由于超市對空調設計溫度要求不是太高,通過以上數(shù)據(jù)的計算和分析以及考慮到zui大負荷出現(xiàn)的時間不同,并對正在運行的超市進行調查,筆者認為選擇冷熱源設備按超市空調面積140W/m2,選擇空調末端設備按160—180W/m2為宜。 ⑷ 對于收銀區(qū)域應適當加大送風量和新風量,因為此地人員較為集中。 ?、?為了改善超市的空氣品質,其排風系統(tǒng)也是很重要的。排風口位置一般多設置在氣味散發(fā)較大的地點。 ⑹ 對于吊頂式空調機組,電源開關盡量單獨控制,能與新風電動閥統(tǒng)一考慮,這樣可有利于操作方便。合理地操作室內(nèi)機組及新風電動閥的開啟對空調節(jié)能也是有意義的。
1.2.5 設備負荷超市設備負荷主要包括面包烘焙、熟食烹調及冷藏冷凍設備發(fā)熱量,而且這部分熱量通常是采用獨立的通風系統(tǒng)將熱量直接排出室外,所以這部分負荷難以準確統(tǒng)計且在整個空調負荷中所占比例非常小,因此可以忽略不計。
2 空調系統(tǒng)及氣流組織設計
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2.5 空氣系統(tǒng)的氣流組織盡量區(qū)分內(nèi)外區(qū)設計首先應對進出口及收銀臺部分重點考慮。收銀臺一般是人員比較集中和停留時間比較長的地方,此部分的空調效果直接影響超市的業(yè)務多少。至于送多少風量及冷量很難計算。筆者通過對現(xiàn)有超市調研結果認為,在收銀臺區(qū)人員密度指標取1.2人/m2,新風取20m3幾,則收銀臺區(qū)負荷如表3所示:表3 負荷分項照明新風人員圍護結構設備總和負荷值/(W/㎡)35259205 5504 從以上超市各項負荷分析可以看出,超市的人員確定是影響空調負荷和設備選型的重要因素。但由于超市的人員多少是隨著天氣、時間等變化而變化的,因此空調系統(tǒng)設計時就應該考慮采用自控或手控裝置,以及合理的空調送風系統(tǒng),特別對于較大空間的超市,其空調系統(tǒng)應盡量區(qū)分內(nèi)外區(qū)設計,從而在外部因素的變化中能夠使用zui小的空調負荷來滿足室內(nèi)設計標準。
?、?目前我國大部分超市對空調送風均未采取凈化措施,加之室外空氣品質也不盡人意,建議設計時有可能在新風人口處設置必要的過濾裝置,這樣有利于改善室內(nèi)空氣品質。
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