提升商業(yè)綜合體集中冷源的靈活性

張熠，吳蔚蘭，文靈紅

（CMCU·中聯(lián)建筑，重慶400039）

提升商業(yè)綜合體集中冷源的靈活性

張熠，吳蔚蘭，文靈紅

（CMCU·中聯(lián)建筑，重慶400039）

1 背景

傳統(tǒng)中央空調(diào)的集中冷源模式，正在悄悄地對商業(yè)綜合體造成傷害，但并未引起人們足夠的重視，這種傷害具體體現(xiàn)在以下幾方面。

首先，在商業(yè)綜合體首次招商階段，茶樓、酒吧、足療、保健、24小時(shí)便利店、早餐店、夜宵店等（以下統(tǒng)稱“小微經(jīng)營體”）由于經(jīng)營時(shí)間各不相同、空調(diào)負(fù)荷又不夠大，造成在夜間很長時(shí)間段里集中冷源無法啟動(dòng)、影響營業(yè)——進(jìn)而造成小微經(jīng)營體在進(jìn)駐前都要求單獨(dú)安裝空調(diào)。

于是尷尬的情況發(fā)生了，業(yè)主方必須作出抉擇——是否同意這些經(jīng)營體單獨(dú)安裝空調(diào)：若不同意，意味著喪失一些生意機(jī)會、放慢資金回收、推高資金成本，并且放棄掉這些活躍的商業(yè)元素容易造成商業(yè)形態(tài)單調(diào)，不利于商業(yè)綜合體的整體經(jīng)營發(fā)展；如果同意小微經(jīng)營體單獨(dú)安裝空調(diào)，則意味著破壞建筑外觀、加速物業(yè)貶值、對高端品牌的吸引力降低，同樣不利于商業(yè)綜合體的整體經(jīng)營發(fā)展，而且還會造成重復(fù)投資、浪費(fèi)資源、噪音擾民等社會問題——這是一個(gè)兩難的尷尬境地。

其次，由于小微經(jīng)營體的商業(yè)屬性活躍、生命周期一般偏短，正常情況下2～3年會搬遷或消失一批，并進(jìn)駐一批新的小微經(jīng)營體，加上商業(yè)綜合體中其它經(jīng)營體的正常更替，常常出現(xiàn)后來的部分小微經(jīng)營體不愿意選擇外觀已被破壞的位置、而要選擇入駐到外觀尚未被破壞的位置，也需要單獨(dú)安裝空調(diào)，于是新一輪的破壞整體形象和重復(fù)投資不斷上演，加劇了整體物業(yè)的貶值。

以上現(xiàn)象不僅破壞城市、建筑總體形象、加速資產(chǎn)貶值，而且加大了商業(yè)終端成本，進(jìn)而推高社會總成本，與“集約利用資源”等低碳環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的全球共識背道而馳。

2 原因分析

2.1 技術(shù)因素

目前，商業(yè)綜合體的集中冷源一般以數(shù)臺大型離心式冷水機(jī)組為主，并常常搭配制冷量相對較小的離心式冷水機(jī)組、或者螺桿式冷水機(jī)組，這種“大小搭配”的集中冷源模式占據(jù)了大部分建成的和在建的商業(yè)綜合體的市場份額，其優(yōu)點(diǎn)是：技術(shù)成熟、綜合造價(jià)較低；在大部分運(yùn)行時(shí)間里，系統(tǒng)整體效率較高、運(yùn)行費(fèi)用較低，而且具有一定的使用靈活性。

但是，由于商業(yè)綜合體一般建筑體量龐大，總制冷量大，造成這些搭配的“小”機(jī)組并不夠小：實(shí)際選用的“小”離心式冷水機(jī)組的制冷量一般不會小于500RT，其制冷量調(diào)節(jié)下限一般不低于150RT；搭配的“小”螺桿式冷水機(jī)組的制冷量一般都不低于300RT，其制冷量調(diào)節(jié)下限一般不會小于60RT。

即使按照最低制冷量60RT，小微經(jīng)營體空調(diào)面積的夜間平均負(fù)荷按100～180w/m2估算，夜間至少需要有1172～2110m2的空調(diào)面積在營業(yè)才能保證集中冷源的正常運(yùn)行。顯然，絕大部分的商業(yè)綜合體不可能保證通宵都有這么多營業(yè)面積，目前的集中冷源模式的使用靈活性不能滿足實(shí)際需求。

2.2 非技術(shù)因素

在建筑設(shè)計(jì)階段，空調(diào)設(shè)計(jì)人員雖然對空調(diào)冷源的使用靈活性問題有一定認(rèn)識，但是對由此引起的限制商業(yè)功能、破壞整體形象、加速物業(yè)貶值等后果的嚴(yán)重性未必十分清楚，因此鮮有設(shè)計(jì)人員對此問題進(jìn)行深入鉆研，一般采取如冷水機(jī)組“大小搭配”等常見措施，這樣只能保證大部分營業(yè)時(shí)間的使用靈活性。

經(jīng)過對一些知名商業(yè)綜合體項(xiàng)目的策劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)營、物管專業(yè)團(tuán)隊(duì)的走訪調(diào)查，得出目前普遍認(rèn)可的觀點(diǎn)是：在商家入駐以前，商業(yè)綜合體當(dāng)中哪些部位會出現(xiàn)零星空調(diào)負(fù)荷是無法預(yù)測的，因此無法在策劃、設(shè)計(jì)、建造階段對集中冷源采取有效措施；即使在商家全部入駐以后，也不能保證以后不發(fā)生變化，因?yàn)樯虡I(yè)綜合體永遠(yuǎn)不變的特征是永遠(yuǎn)都在變，因此在運(yùn)營期也無法解決該問題。

圖1 值班空調(diào)系統(tǒng)流程圖

3 解決方案

經(jīng)過認(rèn)真分析和研究，我們發(fā)現(xiàn)對于這種無法預(yù)測發(fā)生時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、位置、負(fù)荷大小的無規(guī)律零星空調(diào)負(fù)荷，可以利用現(xiàn)有技術(shù)、通過集成研發(fā)加以解決，并且可以較低成本、一勞永逸地繼續(xù)使用現(xiàn)有的集中冷源。

3.1 解決方案簡介

如圖1，圖中上半部分為典型的集中冷源流程圖，下半部分為提升其使用靈活性的解決方案流程圖，暫定名為“值班空調(diào)系統(tǒng)”，主要由水蓄冷容器、變頻釋能泵組、用于切換工況的閥門、自控系統(tǒng)組成。

水蓄冷容器：由于容積小，采用封閉承壓的直接蓄冷罐、專門開發(fā)的布水器，可以省卻換熱器和一組水泵，而且減少了兩次換熱損失，使用效果更好，水質(zhì)也比間接式的開式水池要好。其有效容積一般在3～20m3，罐體數(shù)量一般在7個(gè)以內(nèi)。

變頻釋能泵組：最大設(shè)計(jì)流量為集中冷源的最低制冷量對應(yīng)的冷水流量，最小設(shè)計(jì)流量為整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的最低冷水流量，一般可取制冷量最小的末端設(shè)備的在設(shè)計(jì)工況下的冷水流量。由于變頻水泵的流量覆蓋范圍很寬，一般2～3臺小型水泵即可滿足實(shí)際需求。

自控原理：當(dāng)實(shí)際空調(diào)冷負(fù)荷≤集中冷源最低制冷量時(shí)，打開蓄冷所需閥門，此時(shí)集中冷源一面直接對用戶供冷，一面對蓄冷罐進(jìn)行蓄冷；當(dāng)蓄冷罐蓄滿冷水，關(guān)閉蓄冷閥門、冷水機(jī)組及其配套水泵、冷卻塔，開啟釋冷閥門、變頻釋能泵組對用戶供冷，根據(jù)供回水壓差選擇合適的變頻泵及調(diào)節(jié)變頻泵轉(zhuǎn)速；當(dāng)蓄冷罐蓄積的冷量釋放完畢，關(guān)閉釋冷閥門、變頻釋能泵組，并重復(fù)執(zhí)行本段第一步。

3.2 解決方案特點(diǎn)

（1）思路獨(dú)特：常規(guī)處理辦法是哪里需要就在哪里增加中小型空調(diào)系統(tǒng)，造成總裝機(jī)容量大、能效比低、造價(jià)高、配套土建和電氣成本高、操作維護(hù)成本高，而且還無法應(yīng)對經(jīng)常出現(xiàn)的局部建筑功能改變；“值班空調(diào)系統(tǒng)”則反其道而行之，把所有可能發(fā)生零星空調(diào)負(fù)荷的部位納入一個(gè)大系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一處理，極大簡化了空調(diào)系統(tǒng)。

（2）功能獨(dú)特：覆蓋了常規(guī)集中冷源的運(yùn)行盲區(qū)，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候、任意位置、任意大小的空調(diào)負(fù)荷供應(yīng)。

（3）實(shí)施代價(jià)?。河捎诓捎梅磸?fù)蓄、放的方式，最大程度地縮小了蓄冷/熱容器的體積、降低了成本；占地面積的縮減，對地下停車位緊張的建筑尤其重要。

（4）自動(dòng)化程度高：可根據(jù)實(shí)際冷負(fù)荷變化情況自動(dòng)切換主機(jī)運(yùn)行/值班空調(diào)系統(tǒng)與主機(jī)聯(lián)合運(yùn)行；斜溫層清除；超低負(fù)荷探測——既防止超低負(fù)荷時(shí)誤關(guān)機(jī)，又防止無負(fù)荷時(shí)不關(guān)機(jī)；自動(dòng)啟停機(jī)、無人值守。

3.3 價(jià)值分析

（1）“值班空調(diào)系統(tǒng)”有助于商業(yè)綜合體容納更多的經(jīng)營業(yè)態(tài)，有利于整體經(jīng)營發(fā)展。

（2）有助于加快招商速度，降低資金成本。

（3）可滿足局部提前開業(yè)的要求，有助于加快營造人氣、聚集人氣，加速資金回籠。

（4）有助于保持建筑高端形象，實(shí)現(xiàn)物業(yè)保值增值。

（5）增加“值班空調(diào)系統(tǒng)”后，可在合理范圍內(nèi)盡量減少集中冷源系統(tǒng)數(shù)量，有利于各部分空調(diào)負(fù)荷錯(cuò)峰運(yùn)行，有效減少總裝機(jī)容量，降低空調(diào)系統(tǒng)、配套土建、配套電氣的造價(jià)；并且有利于選擇效率更高、性價(jià)比更好的大型冷源機(jī)組，進(jìn)一步節(jié)省造價(jià)、降低運(yùn)行費(fèi)用。對于功能較復(fù)雜的項(xiàng)目，僅此一項(xiàng)節(jié)約的費(fèi)用就超過了值班空調(diào)系統(tǒng)的造價(jià)。

（6）在商業(yè)綜合體的全壽命周期內(nèi)，局部改造、甚至全局改造是必然會發(fā)生的。增加“值班空調(diào)系統(tǒng)”后，集中冷源可以保障全天候、任意位置、任意大小的空調(diào)負(fù)荷供應(yīng)，因此改造時(shí)不必對冷源、系統(tǒng)主干部分進(jìn)行改動(dòng)，只需改造支管和空調(diào)末端設(shè)備，這樣不僅可以減少工程量、節(jié)約直接造價(jià)，而且可以縮短改造工期，進(jìn)而減少租金損失、降低改造總成本，達(dá)到“一勞永逸”的效果。

4 結(jié)論

（1）目前的集中冷源模式靈活性不足，不能滿足商業(yè)綜合體靈活運(yùn)營的要求，在商業(yè)功能策劃、招商、運(yùn)營、資金運(yùn)作、長期保值、后續(xù)改造等方面對商業(yè)綜合體造成了不利影響，并且尚未引起足夠的重視。

（2）“值班空調(diào)系統(tǒng)”覆蓋了常規(guī)集中冷源的運(yùn)行盲區(qū)，可以滿足商業(yè)綜合體靈活運(yùn)營的要求。

（3）“值班空調(diào)系統(tǒng)”使用的是現(xiàn)有成熟技術(shù)進(jìn)行集成研發(fā)，構(gòu)成的設(shè)備、材料均為常見產(chǎn)品，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)低、市場接受度較高。

（4）“值班空調(diào)系統(tǒng)”適用于新建項(xiàng)目或者既有項(xiàng)目的改造，在商業(yè)綜合體的全壽命周期內(nèi)，都能充分發(fā)揮節(jié)約、集約利用資源的重要作用。

（5）“值班空調(diào)系統(tǒng)”不僅增量成本低，而且有可能引起總投資額度降低，是一項(xiàng)適用型的綠色、低碳建筑技術(shù)。

（注：本文所提“值班空調(diào)系統(tǒng)”已獲得國家專利授權(quán)）

[1]中國建筑科學(xué)研究院.GB50736-2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2012.

[2]張熠，文靈紅，張永東，等.蓄能技術(shù)在辦公類建筑中的創(chuàng)新應(yīng)用[J].重慶建筑，2013（7）.

[3]機(jī)械工業(yè)第三設(shè)計(jì)研究院.空調(diào)加班及值班系統(tǒng)：中國，ZL 201220468484.9[P].2013-04-10.

[4]陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊（第二版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

Flexibility Improvementof Centralized Cooling Source of Commercial Com plex

文章以解決集中冷源靈活性不足給商業(yè)綜合體帶來的不利影響為出發(fā)點(diǎn)，利用水蓄冷技術(shù)為主要手段，提出一種較低成本、較易實(shí)施的解決方案，并對該解決方案的主要內(nèi)容、特點(diǎn)、價(jià)值進(jìn)行了闡述。新方案可以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和綠色、低碳的環(huán)保效益。

水蓄冷；節(jié)約資源；中央空調(diào)；小微經(jīng)營體；值班空調(diào)系統(tǒng)

In order to reduce the adverse effectsof centralized cooling sourcew ith low flexibility on commercial complex,a low costand enforceable solution isproposed w ith chilledwater thermalstorage technology as themainmethod.Themain contents,characteristicsand application value of thissolution are discussed.The new solution has favorable econom ic benefits and green and low-carbon environmentalbenefit tomake up defects of the existing technology.

chilledwater thermalstorage;resourcesaving;centralair-conditioning;micromanagementbody;airconditioning system on duty

TU 831.6

A

1671-9107（2013）11-0064-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2013.11.064

2013-08-07

張熠（1972-），男，重慶人，本科，高級工程師，主要從事綠色建筑設(shè)備及既有建筑節(jié)能改造的技術(shù)研發(fā)工作。