大型购物中心中央空调系统节能运行能耗分析

2025-07-22

大型购物中心中央空调系统的运行能耗在建筑整体能耗中占据重要比重，尤其在夏季高温和冬季低温季节，空调系统的耗电量往往占到总用电量的40%以上。因此，对中央空调系统进行节能运行分析，不仅有助于降低运营成本，还能提升能源利用效率，推动绿色建筑的发展。

一、中央空调系统运行特点

大型购物中心通常具有空间大、人员密集、热负荷变化频繁等特点，这些因素对中央空调系统的运行提出了较高要求。系统需要根据室外气象条件、室内人员密度、营业时间等因素动态调节制冷或制热能力，以维持舒适的室内环境。常见的中央空调系统包括冷水机组系统、多联机系统、VAV系统等，不同类型系统在节能性能上各有优劣。

在实际运行中，中央空调系统往往存在“过冷”或“过热”现象，即供冷或供热能力超出实际需求，造成能源浪费。此外，设备老化、控制策略不合理、维护保养不到位等问题也会导致能耗增加。

二、影响能耗的主要因素

室外气象条件
外界温度、湿度等气象条件直接影响空调系统的负荷。夏季高温和冬季低温都会显著增加空调系统的运行负荷，尤其是在极端天气条件下，系统需长时间高负荷运行，能耗显著上升。
建筑围护结构特性
商场的玻璃幕墙、屋顶、墙体等围护结构的保温隔热性能直接影响室内外热交换效率。围护结构保温性能差会导致空调负荷增加，进而增加能耗。
内部热源负荷
商场内部存在大量热源，如照明设备、电子设备、人流密集带来的显热和潜热负荷等。这些热源的存在使得空调系统需要持续运行以维持室内环境舒适度。
空调系统运行策略
包括启停时间、温度设定、新风比控制、设备启停顺序等运行策略对能耗影响显著。合理的运行策略可以有效降低能耗，而不当的控制方式则会导致能源浪费。
设备效率与维护状况
空调设备的能效比（EER）、季节能效比（SEER）等参数直接影响能耗水平。此外，设备长期运行后若缺乏定期维护，如冷却塔结垢、风机效率下降、过滤器堵塞等问题，都会导致系统效率下降，能耗上升。

三、节能运行策略分析

优化温湿度设定
适当提高夏季供冷温度、降低冬季供热温度，可以在不影响舒适度的前提下显著降低能耗。例如，将夏季室内设定温度从24℃提高到26℃，可减少约5%~10%的空调能耗。
实施动态负荷控制
利用楼宇自控系统（BAS）对商场各区域的热负荷进行实时监测，并根据实际需求调节供冷或供热能力，避免“大马拉小车”的现象。例如，在非高峰时段或人员稀少区域，可适当降低供冷强度。
新风量智能调节
传统空调系统往往采用固定的新风比，容易造成能源浪费。通过CO₂传感器监测室内空气质量，动态调节新风量，既能保证空气品质，又能有效降低处理新风所消耗的冷热负荷。
设备启停优化
合理安排空调设备的启停时间，避免过早开启或延迟关闭。例如，可在商场营业前1小时启动空调系统，营业结束后及时关闭，避免无效运行。
变频技术应用
在水泵、风机等设备中引入变频控制技术，可以根据实际负荷调节设备运行频率，降低能耗。例如，冷水机组的冷冻水泵和冷却水泵采用变频控制后，可实现节能15%~30%。
热回收技术应用
在排风系统中安装热回收装置，可回收排风中的热量用于预热新风，从而减少空调系统的加热负荷。该技术在冬季节能效果尤为明显。
定期维护与清洗
定期清洗空调机组、更换过滤网、检查冷凝器和蒸发器的清洁度，有助于保持设备良好运行状态，提高系统效率，降低能耗。

四、能耗监测与数据分析

建立完善的能耗监测系统，对中央空调系统的运行数据进行采集、分析和评估，是实现节能运行的重要手段。通过能耗数据的历史对比、负荷预测、异常报警等功能，可以及时发现系统运行中的问题，并采取相应措施进行调整。

例如，利用能源管理系统（EMS）对冷水机组的运行时间、功率、负荷率等参数进行记录与分析，可识别出高能耗时段和低效运行设备，为节能改造提供数据支持。同时，结合天气预报数据进行负荷预测，有助于提前调整运行策略，提高系统响应的及时性和准确性。

五、案例分析与应用前景

在多个实际案例中，通过优化控制策略、引入节能设备和加强运行管理，中央空调系统的能耗得到了显著降低。例如，某大型购物中心在引入变频控制和动态负荷调节后，年度空调能耗降低了约25%；另一商场通过安装CO₂传感器并优化新风控制策略，实现了节能18%的效果。

未来，随着人工智能、大数据、物联网等技术的发展，中央空调系统的节能运行将更加智能化。例如，通过AI算法对历史数据进行学习，预测空调负荷变化趋势，实现更精准的运行控制；通过物联网技术实现远程监控与故障诊断，提升系统的运行效率和管理水平。

六、结语