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招商型购物广场的空调设计简介
本文以一个建筑面积60000 m2（车库和设备用房面积约20000 m2，不计算在负荷内）的购物广场为例，按照一般经营模式，租赁面积约占建筑面积的65%，其中餐饮面积约占20%~30%，电影院占4000 m2，其余为百货、超市。商场的估算总冷量为150 W/m2×60000 m2= 9000 kW。
1 冷机配置
传统的百货商场规定了统一的营业时间，除了超市会提前开门 0.5h~1h 外，其它时间基本固定。但是招商型购物广场内业态众多，除超市的营业时间特殊外，还会有电影院这种可能会彻夜营业的租户，所以在冷机配置的时候，一定要考虑个别租户单独营业期间的冷源稳定性和节能性。
例如：以上述建筑为例，如果按照百货类商场配置冷机，（www.iwuchen.com）由于营业时间统一，负荷比较集中，可以冷量平均分配，配置为3台3000 kW冷机。
如果按照购物广场计算，其中影院面积 4000m2。考虑午夜人员较少，按照每平米0.25 人计算。夜间影院冷量估算如表1所列。
其中新风负荷计算如下：
设计参数：影院室内设计温度 24℃，相对湿度 60%。按照气象预报常规情况，估算夜间新风室外温度 26℃，相对湿度 80%。新风处理到室内温度的等焓线的露点。
tn=24℃，f =60%，hn=53 kJ/kg；tw=26℃，f =80%，hw=69.5 kJ/kg。
L= 0.25 人 /m2×30 m3/ 人 ?h=7.5 m3/m2?h。
处理过程如图1所示。
新风负荷为：7.5 m3/m2?h×1.2 kg/m2×（69.5-53）kJ/kg =148.5 kJ/m2?h =41.25 W/m2。
影院冷负荷为（20+10+25+25+41.25）=121.25 W/m2，冷量为：121.25 W/m2×4000 m2=485kW。
夜间运行的其它负荷估算：
消防控制室、其它值班室空调：150 W/m2×100 m2=15 kW。物业办公室空调：100 W/m2×500 m2=50 kW。
夜间负荷合计：485+15+50=550 kW。
如果按照3 台3000 kW冷机配置，夜间最小负荷只占单台冷机冷量的18.3%。离心式冷机需要大于 30% 机组容量时离心机组才能正常运行，负荷太小必然会引起冷机的喘振甚至停机。
冷水机组部分负荷性能曲线如图2所示，当冷却水进水温度与空调系统负荷同步变化时，冷冻机运行效率在 65%~75% 区间内，效率最高。
如果改变冷机配置，设三大一小 4 台冷机，3台大冷机单机冷量2700 kW，小冷机单机冷量900kW，这样夜间只开启小冷机运行，最不利情况的冷机负载率为 61.1%。
这样改变冷机配比，使冷水机组能尽量在高效率区运行，避免了小负荷运行的低效和喘振现象的发生。而且，小冷机的冷量为大冷机冷量的33.3%，这样在小冷机满载不足以供应空调需求的时候，开启大冷机，大冷机启动负荷至少已经达到额定容量的 44% 以上，确保大冷机的正常运行，延长了冷机寿命。
另一种解决方案：有的电影院租户有特殊要求，电影院的冷源要独立于大系统。设计时在电影院上方屋面预留风冷热泵机组的位置，由租户自行采购安装。这种系统的缺点是：（1）冬季热源不稳定性明显，需要由大系统热源同时提供至租户。（2）以 220 W/ 冷指标估算，电影院冷量约 88kW，这个制冷量标准下，节能规范要求螺杆式水冷机组的性能系数不低于 4.7，风冷热泵机组的性能系数不低于 2.8，可以看出，风冷热泵机组的能效比远低于水冷机组，对建筑节能和环保不利。（3）夜间其它服务区也必须设独立冷源，使冷源变得分散化、小型化，增加了面积和投资，同时也不利于节能。因此，建议在设计时尽量不要给电影院设立单独冷源，而应该在集中冷站内通过设置小型冷冻机来解决。
但是，如果有“家乐福”、“沃尔玛”这样的大型超市进驻卖场时，最好为他们预留单独的机房位置。因为，国际大型连锁企业有一套公司内部标准，基本都需要有独立的机房，自己内部负责运行管理。因此，在设计之初，就必须考虑将来的招租是否要引进这样的业态。
2 空调风系统
传统的百货商场各品牌卖场之间基本只是通过简单的矮隔断隔开，或根本就没有明显的界限。售卖区与公共区也没有明显界限，每层基本是一个敞开空间。而招商型购物广场除花车和中岛外，各租户都会有独立的租区，建筑隔断到顶，与公共区相对隔开。
由于空间大而且室内人员多，温湿度要求基本一致，传统百货商场的空调可以采用一次回风的定风量全空气系统。但是购物广场就不宜采用这种空调形式。在现有的购物广场中，一般采用两种模式，一种是一次回风的变风量全空气系统，适用于比较高端的商业，另一种是风机盘管加新风系统，适用于普通商业。
选择这两种空调形式有以下几个原因：（1）因为购物广场的经营形式是招租，时常会有租户退租和新租户入场的情况，在这种空租的情况下，此租户内的温度是可以不保证的，为了节能需要关断此租户的空调末端，尤其是商场开业初期，空租的情况较多，这两种空调模式不仅可以节约末端用电，还能根据末端容量及时调整冷机容量，减少冷机开启台数，节能效果可观。（2）由于购物广场内业态众多，也相对独立，使空调系统分区域控制成为必然，这两种空调形式都可以满足末端分区控制的要求。
例如：以上述购物广场为例，商场开业初期，招租率基本为 80 %，冷负荷约为 9000×80%=7200 kW。冷机配置为三大一小 4 台冷机（按照离心式冷机计算），空调系统全部能效约为 0.85（总耗电 kW/ 总冷量 ton），冷机和末端系统耗电量比例约为 4.2:1。冷机和末端参数见表2。
在80%出租的情况下，满负荷时需要开启3台L-1 冷机，L-2 冷机不需要开启。这样可以节约用电 192+46=238 kW，以每天营业 12 h，商业电费1.1 元 /kWh 计算，每天节约费用：238 × 12 ×1.1=3141.6 元。如果在部分负荷情况下，节约费用会更明显。
3 空调水系统
在空调水系统上，购物广场明显不同于其它建筑的是在于空调水的内外分区和分区域末端控制。采用一次回风的变风量全空气系统和风机盘管加新风系统，都能方便的实现这些要求。
由于购物广场一般体量都很庞大，进深很深，有明显内外区。在空调系统内外分区上，如果采用一次回风的变风量全空气系统：冬季空气的处理过程可以分为两步，（1）根据内区余热负荷，计算全空气机组的出风温度，按照消除内区余热的送风温度设定空调机组出风温度。一般为 14℃~16℃，这样全空气机组的一次加热量会降低很多。（2）根据外区热负荷和空调机组一次风出风温度，计算再热量，由外区变风量末端的热盘管承担此负荷。因此，空调机组上只配置冷盘管，外区变风量装置上，配置再热盘管。处理过程见图3。
在空调系统内外分区上，如果采用风机盘管加新风系统：由于风机盘管布置灵活，可以从空调水系统把内外区明显划分开，根据温控器调节内外区风机盘管的出风温度，达到室内要求的设计效果。在这个系统中，虽然冬季内区风机盘管有制冷的要求，但是空调水系统并不需要采用四管制系统，只需要把空调水管从分集水器开始，按内外分区设计，夏季时内外区空调水管均提供冷冻水，冬季时外区水管提供热水，内区水管提供经过换热的冷却塔免费冷水。分水器接管示意见图4。这样既达到了内外分区的效果，又节约了管材。
据不完全统计，租户的情况大致是这样的，一般主力租户的租赁面积约为 1000 m2~1500 m2，约占租户的10%~40%，大部分租户的租赁面积为100m2~200 m2，从物业管理的角度出发，建议对于1000 m2~1500 m2的主力租户可以采用一次回风的变风量全空气系统，而对于大部分的小型租户，建议采用风机盘管加新风系统。这样，既可以实现在竣工初期、出租率不高时的系统控制，又可以在租户拖延物业费时，通过关闭阀门，起到督促作用。
以上是对这种招商型购物广场的一些空调设计心得。在国家对住宅调控日益严格的今天，不少开发商都把目光转向了商业类建筑，这种招商型购物广场将在今后的设计中占有更大的比重，我们设计人员也需要在设计中不断总结经验，做出更优化合理、经济节能的设计。
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