超市空调节能设计及负荷分析

[摘要] “超市”遍及中国的城市农村，正在改变中国人民传统的购物习惯。它以优质超值的丰富产

“超市”遍及中国的城市农村，正在改变中国人民传统的购物习惯。它以优质超值的丰富产品、宽敞舒适的购物环境和特有的休闲娱乐功能区为鲜明特色。

然而随着大型超市的发展，其巨大的能耗给城市能源和商家经营成本带来了巨大的压力。因此，节省投资和运行成本将是商家提高经济效益的最好办法。

对于一座超市来说，空调耗电量约占整个超市能耗的60％。设计中如何在确保超市营业厅的空气舒适度的前提下，节省空调系统的初投资及运行费用是全体设计人员的责任。尽管超市同属于百货商场建筑类型，但其购物形式和客流量以及室内空气舒适度要求又与传统的百货商场不同，所以空调设计时就不能套用商场的空调设计指标。

一 空调负荷分析计算

1.1超市空调室内设计参数的取值

由于超市主要经营的是日用百货和食品蔬菜，与传统的百货商场不同，而且购物者大多数是超市附近的居民，对空调的要求是夏季不太热，冬季不太冷。因此对于设计中空调室内设计参数的取值，笔者认为，夏季室内空调设计温度不高于28℃，相对湿度≤60％；冬季室内空调设计温度不低于15℃，相对湿度≥35％为宜。在夏季供冷工况下，室内计算温度每升高1T，能耗减少8％-10％；冬季供暖工况下，室内计算温度每降低1℃，能耗减少5％-10％。因此降低室内设计温度标准对空调系统的节能是十分有意义的。

1.2超市空调负荷选取

取空调负荷包括围护结构传热负荷、照明负荷、新风负荷、人员负荷以及设备负荷等。就超市而言，空调负荷主要是新风负荷以及人员负荷。

1.2.1照明负荷

超市空调负荷中，照明负荷一般较为固定，营业区35W／㎡，仓储区12W／㎡，辅助区15W／㎡，办公区20W／㎡。作为计算值，平均取20．5W／㎡。

1.2.2新风负荷

营业厅的新风国家标准为20m3/ h·P。但是超市人流的特点是，夏天围护结构传热负荷最大时刻14-16时恰是人员最少的时刻，而室内人员最多时，又是室外温度相对较低。超市人员的取值比较难确定，由于超市这个特殊的购物场所中，所有的商品基本是开架自选式，开架所占面积约为超市面积的1／2，所以计算人数就不能以超市建筑面积来计算，而应当减半作为实际面积。参考以往统计数据，以及大部分超市目前运营状况超市每／㎡人员密度取0．3人／㎡为宜，即6m3／㎡新风量，根据计算公式

q新=ρφLΔi

ρ：新风密度，ρ=1.2kg／m3；

φ：负荷系数，φ=1；

L：新风量，m3／h·P；

Δi：室内外空气设计计算焓差，南京地区为9.05KJ／kg。

可以计算得出超市空调面积新风负荷为64W／㎡。

1.2.3人员负荷

由计算软件可以算出，超市人员在购物状态下每人发热量约为171W，则按照空调面积人员密度为0.3人／㎡，通过计算可以得出超市人员负荷为51W／㎡。

1.2.4围护结构负荷

目前新建在建的建筑大多数均按《公共建筑节能设计标准》执行，它对建筑外墙、外窗、屋面的传热系数X值均作了强制性规定。因此，就超市来说，其围护结构负荷是较小的，一般取值在22～24W／㎡。

1.2.5设备负荷

超市设备负荷主要包括面包烘焙、熟食烹调及冷藏冷冻设备发热量，而且这部分热量通常是采用独立的通风系统将热量直接排出室外，所以这部分负荷难以准确统计且在整个空调负荷中所占比例非常小，因此可以忽略不计。

将上述各项负荷汇总，得到如表1所示：

表1

某2层超市，空调面积为10000㎡，在空调设计中通过负荷计算软件对其进行计算，得到此超市的空调逐时负荷如表2所示：

二 空调系统及气流组织设计

2.1超市冷热源的选择

根据超市的具体位置和规模大小等实际情况，冷热源的选择有a)．冷水机组加锅炉、b)．风冷热泵机组、c)．氟系统风管机等。不管选用何种冷热源系统，必须优先考虑节能环保。特别是在居住区内的超市，设计时空调室外机噪声必须达到国家的相关要求。另外，超市空调系统不应选择VRV系统。

2.2超市空调系统的选择

超市空调如果是采用水系统，应尽量采用同程式，空调末端应采用电动常闭二通阀，其系统总供回水管之间设置压差控制旁通阀；如果是采用氟系统风管机，应优化室外机与室内机间的配管布置，减少配管长度，从而降低由于氟管过长带来的制冷量衰减。

2.3超市空调送风系统的选择

超市空调风系统一般都会采用单风道吊顶空调机组，通过风管及风口将冷热空气送人室内。考虑吊顶空调机组噪声对室内的影响，建议单台机组风量不超过8000m3／h。在采用吊顶空调机组的系统中，回风尽量考虑采用回风箱，避免吊顶内的冷热量损失。对于空间较大的商用场合，其节能是十分有利的。

超市建筑空间较大，商品陈列基本是开架自选。因此，高峰人流可能多于百货商场，应充分考虑风管及风口的合理布置及送风方式的选择。超市内的风口应根据货架布置而定，尽量设在人行道上，设计空调系统时应考虑划分一定区域给商家提供变换的灵活性。另外建筑物进深较大，内区应考虑较充分的新风量。

2.4建议采用变频变风量机组

由于新风负荷占整个空调系统比重较大，大约在30％以上，对于平时人少的时候，全部采用定风量空调机组送新风是没有必要也是浪费能源的。因此，笔者建议单独设计新风系统时，新风机组采用变频变风量机组，对每台空调机组直接接室外新风，其新风多叶调节阀应采用电动阀。这样可以根据超市内的人员多少适当的增减新风量，既能满足超市内的空气品质的要求，又能节省空调运行费用。

2.5空气系统的气流组织尽量区分内外区设计

首先应对进出口及收银台部分重点考虑。收银台一般是人员比较集中和停留时间比较长的地方，此部分的空调效果直接影响超市的业务多少。至于送多少风量及冷量很难计算。笔者通过对现有超市调研结果认为，在收银台区人员密度指标取1．2人／m2，新风取20m3几，则收银台区负荷如表3所示：

表3

从以上超市各项负荷分析可以看出，超市的人员确定是影响空调负荷和设备选型的重要因素。但由于超市的人员多少是随着天气、时间等变化而变化的，因此空调系统设计时就应该考虑采用自控或手控装置，以及合理的空调送风系统，特别对于较大空间的超市，其空调系统应尽量区分内外区设计，从而在外部因素的变化中能够使用最小的空调负荷来满足室内设计标准。

三 结论

⑴对于单风道吊顶式空调机组系统设计，建议有可能多接新风人口，将新风管接在每台空调机组的回风口上，特别内区更是如此。空调季节可以按新风量要求开启新风机组，在过渡季节可以适当多开新风机以改善超市空气品质，有利于节能能源和节省运行成本。空调机与新风人口之间的多叶调节阀建议采用电动阀。所有新风电动阀应设在方便管理的地方，以便操作。

⑵目前我国大部分超市对空调送风均未采取净化措施，加之室外空气品质也不尽人意，建议设计时有可能在新风人口处设置必要的过滤装置，这样有利于改善室内空气品质。

⑶由于超市对空调设计温度要求不是太高，通过以上数据的计算和分析以及考虑到最大负荷出现的时间不同，并对正在运行的超市进行调查，笔者认为选择冷热源设备按超市空调面积140W／m2，选择空调末端设备按160—180W／m2为宜。

⑷对于收银区域应适当加大送风量和新风量，因为此地人员较为集中。

⑸为了改善超市的空气品质，其排风系统也是很重要的。排风口位置一般多设置在气味散发较大的地点。

⑹对于吊顶式空调机组，电源开关尽量单独控制，最好能与新风电动阀统一考虑，这样可有利于操作方便。合理地操作室内机组及新风电动阀的开启对空调节能也是有意义的。

　　以上就是建筑界暖通知识频道为您带来的内容，建筑界暖通知识频道也将持续关注更多暖通的知识，欢迎关注我们，关注建筑界暖通知识新闻~