时间：2023-06-01 08:53:24
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇商场节能管理，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
[关键词] 节能运行中央空调系统能耗
空调能耗是商业类建筑能耗的主要部分，据统计空调能耗占总能耗的50%～60%。所以，中央空调的运行费用也成为商家重要的资金投入，引起商家的广泛关注。笔者在河北省廊坊市的公共建筑空调系统中进行实地调查观测，并发出20份调查报告，收回13份，其中商场空调系统3份，均为全空气系统。本文针对该地区中央空调系统运行中存在的问题，对目前空调系统的运行管理进行探讨。
一、商场空调系统运行中存在的问题
1.冷水机组长期处于工作状态，没有温度设定，进行开启，即使设定了温度，也不能有效地对冷水机组的开启进行自动控制。
2.主要运行设备（如水泵、风机、冷却塔）能耗过大。
3.系统运行中的水系统随室外气温变化，其波动性较大，加大了其在管路中的阻力，且稳定性差。
4.多数商场都存在空调能耗大，过度季、冬季不能采用大量新风，全年制冷机运行时间过长，并经常出现过度期或冬季室内温度偏热现象。
5.长期以来，由于各种原因，一直缺乏比较完善、简便有效的计量核算、运行管理制度。
二、商场空调负荷特点
商场空调属于舒适性空调，设置目的是为顾客创造一个舒适的购物环境，并有利于商品的储存。商场负荷的主要特点是：大中型商场有较大的内区，人员多，人员结构复杂，人员负荷和新风负荷占冷负荷的大部分，而建筑围护结构负荷所占比例很小。为保证商场的采光和广告效应，商场使用的各种照明设备较多且发热值高（如投射灯、卤素灯等），导致照明负荷很大。
三、运行参数的设定对空调系统节能运行的影响
室内参数的高低，与空调能耗的多少有密切的关系，其中温度对其影响最大。很多资料给出了室内计算温度与能耗的关系，如《实用供热空调设计手册》：“供暖时，每降低1℃，可节能约10%～15%；供冷时，每提高1℃，可节能约10%左右”。因此，在不降低室内舒适度标准的前提下，通过合理的设定室内空调的运行参数，可以收到明显的节能效果。
四、运行管理方案探讨
1.机组的节能运行。在空调系统中，主机能耗占总能耗60％以上，因此主机的节能运行是整个系统节能的重要环节。在空调系统设计中，主机都要按最大负荷进行设计，而空调系统对每个具体工况而言，都有一条最佳的特性曲线，满足这条曲线工作，主机效率最高，能耗最小，控制主机尽量满足其特性曲线，则可以达到节能的目的。
正如上述第三点所述，选择合理的运行参数将会对空调节能运行起到明显的效果。设计中避免送风温度过低，因为当送风温度由18℃降到14℃时，在同样的房间温度下（26℃，相对湿度50％），处理新风的能耗会增加25％。因此，从健康、舒适、节能考虑，舒适性空调夏季室内设计温度确定取比室外环境温度低5℃～8℃为好，同时室内外相对湿度差也不宜太大。
2.水泵的节能运行。由于水泵在设备选型时大都留有余量，因此水泵的出水侧阀门都不会全开，有的仅能开到二分之一，这就造成了阀门的节流损失。同时由于阀门限制水量，使主机的制冷效果不理想。设计负荷运行时间约占总运行时间的6％～8％，水泵的能耗约占空调系统总能耗量的15％～20％。为此，采用变频变流量系统，使输送能耗随流量的增减而增减，具有显著的节能效益。
3.减少水系统的隐性能耗。在空调系统中，冷却水和冷冻水两大水系统的节能，即如何降低水系统的隐性能耗，往往被人们所忽视。实际上，这两大水系统水的耗失量是相当大的，水的大量耗失，一则增大水资源的压力，二则也增加冷水机组、水泵和冷却塔的电能消耗，即隐性能耗。(1)冷冻水系统的节能。冷冻水在空调系统中主要起着中间载冷作用，在隐性能耗方面主要表现在管路保温的冷量损失及冷冻水流失方面，其中后者往往被忽视。冷冻水流失绝大部分是因为排污阀、旁通阀失效或关不死所致。(2)冷却水系统的节能。冷却水系统中水的流失主要在如下三个方面：①蒸发耗水。冷却塔内热水通过蒸发释放潜热而达到自身的冷却。大风量导致的出水温度降低，并不能达到节能的目的。②控制飞水，节约水耗。空气将水带出冷却塔，造成水耗称为冷却水飞水。这是冷却水系统的另一种隐性能耗。③排污换水消耗。尽管排污换水消耗是不可避免的，但是保持水系统清洁却可以减小换水的频率。
4.启停最佳控制。空调装置消耗的电能等于装置运行的时间和装置的容量的乘积，如果运行时间减少，消耗的电能就会按比例下降。对大楼不同场所的空调负荷进行详细的调查分析，寻找最佳启停控制方式，并在过度季节，尽量采用室外新风送风，关闭机组，减少机组全年的运行时间，这样将既能满足人们对空调环境的要求，又能符合节能的要求。
5.加强运行管理。建立严格的运行管理制度，引入专业管理人员，在管理人员上岗之前要进行专业的运行管理培训，并进行实际操作的考核。定期对运行情况进行实际的观测和记录，做到“天天有记录，月月做总结，年年定计划”，并按照实际观测情况填写《中央空调运行情况记录表》和《中央空调运行情况统计表》。
五、结论
综上所述，对于商场空调系统运行，要在各个环节紧紧把握，不疏忽任何一个环节，这样才能有效的控制能耗。
参考文献:
[1]江亿薛志峰:商业建筑节能技术与市场分析・2000暖通空调年会论文集，2000
[2]劳文慧:空调节能技术分析[J].制冷，2004(3)：18―20
[3]龙惟定:上海公共建筑能耗现状及节能潜力分析［J］.暖通空调，2002(2)：8―10
[4]郎四维龙惟定等:公共建筑节能设计标准宣贯辅导教材，2005
[5]刘清江韩学庭:中央空调运行管理节能问题的研究
[6]黄绪镜:百货商场空调设计.北京：中国建筑工业出版社，1985
关键词：商场建筑；能耗模拟；正交试验法；节能
Analysis on Energy Efficiency and Energy Consumption
Simulation of a Shopping Mall
XIAO Shu-ying1, SUN Rui-jun2
(1.Tianjin Chance Architecture Design Co.,LTD, Tianjin, 300074,China;
2. Tianjin ShangHeng Architecture Design Co.,LTD, Tianjin, 300221,China)
ABSTRACT: Energy simulation software named DesignBuilder was used to develop an energy consumption model of a shopping mall in Weihai. A method named orthogonal experiment is chosen to analyze and select the main factors affect the market energy consumption. And the corresponding energy-saving measures are proposed.
Keywords: emporium building; energy simulation; orthogonal experiment; energy-saving
中图分类号： TE08 文献标识码： A
0 引言
商场类建筑由于建筑面积大、营业时间长、客流密度大和用电密度高等特点，与其他类型公共建筑相比，单位面积电耗密度高且全年总能耗量大[1]。并且，随着人们对购物环境舒适性要求的不断提高，商场类建筑的能耗还会持续增加，因此商场类建筑的节能任务极其艰巨。本文以威海市某商场为例，借助DesignBuilder能耗模拟软件对商场建筑能耗进行分析，找出影响商场建筑能耗大小的主要因素，并提出商场类建筑节能的关键措施。
1 商场概况及模型的建立
1.1商场概况
该商场建筑位于山东省威海市，建于2004年，总建筑面积为34662m2，坐北朝南，主体5层，建筑高度23.8m，地下局部两层，建筑体形系数为0.11，东、西、北面墙窗墙比为0.12，南面墙窗墙比为0.40，结构形式为框架结构。该商场地下一层为超市，地上1-5层为商场卖场。冷热源形式为“冷水机组+市政热水”，空调系统形式为“全空气定风量系统”。
1.2模型的建立
该商场建筑外墙和屋面的围护结构主体构造和热工特性见表1所示：
表1 典型商场建筑围护结构主体构造和热工性能
该商场建筑室内照明设备采用悬顶式荧光灯，局部区域为突出物景效果采用白炽灯调光，部分专柜照明采用射灯。商场室内照明的运行时间与营业时间同步，为早9:00～晚22:00。室内照度设置为600lx，照明功率25w/m2。
该商场人员密度设置为0.4人/m2；商场内人员劳动类型为轻劳动，群集系数取0.9；最小新风量20m3/(hp)。
该商场室内空调温度设置为25℃，采暖温度设置为20℃。冷水机组COP设置为4.0。
在该商场建筑数字化模型建立的过程中，对模型进行了适当的简化：在保持建筑主体构造材料、建筑内扰、外扰等设定不变的情况下，对建筑每层不再进行分区，将整层作为大空间建筑处理，像楼梯间、洗手间等全部当作卖场进行参数设置。
根据上述参数进行设置，得到如图1所示的商场建筑数字化模型。
图1 典型商场建筑数字化模型
2 全年总能耗模拟结果
对该商场建筑全年逐日能耗进行模拟，模拟结果见图2所示，该商场建筑总能耗为215.88kWh/(m2a)，其中电力能源消耗为199.11 kWh/(m2a)，热力能源消耗为16.77kWh/(m2a)。热力能源消耗仅占总能耗的7.9%。从图中可以看出全年耗电量和耗热量的逐月变化变化趋势，耗电量在7～9月份达到峰值，在12～2月份达到谷值。
此外，模拟结果显示，该商场建筑的电力能源消耗中，照明系统耗电量、空调系统耗电量、动力系统耗电量和其他设备耗电量分别占总耗电量的比例为36.9%、49.4%、9.8%、3.9%。
该商场模型的能耗模拟结果，与实际审计得到的全年逐月耗电量、耗热量基本相符，印证了所建模型的准确性。
图2 典型商场建筑全年逐日能耗模拟图
（图中上面的曲线为电力能源消耗，下面的曲线为热力能源消耗）
3 建筑能耗主要影响因素分析
影响该商场建筑能耗大小的因素有很多, 其中的关系也比较复杂。研究该商场能耗影响因素的主次关系，从最主要“矛盾”入手进行节能改造，可以用有限的资金达到最好的节能降耗目的。本文采用正交试验法对各影响因子进行分析，以确定外墙类型、外窗类型、人员密度、照明密度、机组COP等因素对商场建筑能耗的影响。
3.1正交试验设计[2]
根据影响建筑物能耗的因素，取外墙类型、外窗类型、屋顶类型、人员密度、照明密度（包括商品展示照明）、制冷机组COP值以及是否遮阳7个指标。本试验主要目的是定性的考察因子显著性，而不是定量考察因子的影响规律，故而对每个因子只选取两个水平进行考察，设计7个因子2个水平的正交试验，用型的正交试验表格。
正交模拟因子的取值见表2所示：
表2 各因子不同水平的取值
表2 中水平1代表该商场建筑现有水平，水平2取值部分参考《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005中的相关规定。由于水平1、2室内设计温度均为25℃，故在正交试验安排中，没有把室内设计温度作为因子来考虑。
借助能耗模拟软件对商场建筑模型各个试验进行模拟分析，试验模拟结果见表3第9列所示。
3.2试验分析
表3为模拟结果直观分析表，从结果可以看出，照明密度因素对应的极差最大，远大于其它各项因素，说明照明密度对全年能耗的影响最大，是最关键因素，照明设备不仅本身要耗能，而且其散发到空气中的热量又间接影响空调负荷，导致夏季空调能耗也随之增加；而各种围护结构所对应的极差都较小，说明围护结构对夏季总冷负荷的影响为次要因素。因此，对于该商场建筑，采用直观分析法根据极差大小，对各因素影响建筑总能耗程度的排序为：照明密度>人员密度>机组COP>外窗类型>是否遮阳>外墙类型>屋顶类型。这里还需要说明的是这种排序不是固定的，当试验条件变化时它们之间的排序也要变化。
表3不同方案能耗模拟结果及直观分析表
4 该商场建筑节能途径举例
4.1照明系统节能
从正交试验分析得到的结论来看，照明密度是最显著因子，因此，在不影响室内亮度的前提下如何降低照明能耗是该商场节能的重点之一。商场应尽可能采用高效节能的照明灯具，这样不仅能使照明系统能耗降低，还能减小空调热负荷从而减少空调系统的能耗。商场内若采用高效节能的紧凑型荧光灯或细管荧光灯等灯具，在相同的亮度下，耗电量是普通白炽灯的25%，是普通荧光灯的90%[1]。
4.2空调系统节能
空调系统的运行能耗是该商场建筑总能耗中另一所占比例较高的部分，对于空调系统的节能措施，可以兼顾运行与管理节能，从以下两方面入手：
1.技术方面：优化温度设定值，选择合理的室内空调运行参数；提高空调系统自动化和智能化控制程度；利用可再生能源；合理选择冷热机功率，提高冷热源效率。
2.管理方面：充分运用分项计量、能耗审计等得到的能耗结果，有针对性的采用合同能源管理或节能目标管理等管理措施，形成及时发现问题并及时加以解决的管理体系，实现系统的长期节能运行。
4.3围护结构节能
该商场是在《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2005) 颁布实施之前修建的，其护结构很多都没有达到标准的相关要求。
外墙方面：相同厚度下挤塑聚苯板（XPS）的保温性能要高于膨胀聚苯板（EPS）和胶粉聚苯颗粒；在同种材料、相同厚度的情况下，外保温优于内保温[3]。因此应积极采用并推广外墙外保温技术，保温材料首选XPS。
外窗方面：目前双层中空玻璃窗应用较为广泛，窗框型材主要有塑钢和断热铝合金两种。如果采用同样的玻璃系统，塑钢窗的保温性能略优于断热铝合金窗[4]，但后者在抗风压强度和水密性等综合方面有明显优势。玻璃方面，推荐使用隔热性能和光学性能良好的LOW-E玻璃。
5 结论
1.通过对威海市某商场建筑能耗进行模拟分析，得出商场建筑热力能耗消耗与其他类型公共建筑相比要小的多，仅占总能耗的7.9%；该商场建筑空调系统、照明系统和动力系统耗电量分别占总耗电量的49.4%、36.9%和9.8%。
2.采用正交试验法并借助能耗模拟软件对影响该商场建筑能耗的因素进行主次排序，顺序为：照明密度>人员密度>机组COP>外窗类型>是否遮阳>外墙类型>屋顶类型。
3.空调系统和照明系统能耗占到了该商场总能耗的86.3%，因此从这两方面着手进行节能改造，是降低该商场总能耗最关键的因素。
参考文献
[]王雷,姚文燕.重庆商场类建筑能耗特性及节能措施分析[J].浙江建筑, 2008,25(5):52-54
[2]高允彦. 正交及回归试验设计方法[M].冶金工业出版社,1988,5
1、中国商业建筑能耗现状
随着改革开放和经济发展，我国商业建筑的面积日趋增大，据统计目前已经建成大约2000多幢高级宾馆和写字楼，800多家大型商场，设有中央空调系统的建筑面积约1.5亿平方米。根据商业建筑的能耗调查统计，设有空调系统的商业建筑每年的能源消耗费用接近150元/平方米，现有商业建筑的每年的能源消耗费用就高达225亿元人民币。商业建筑消耗的能源主要用于空调、照明、热水供应以及其它动力设备等方面。表1显示了上海地区各种商业建筑能源消耗的各成分比例。其中空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分，占总能耗的50～60％。
空调 照明 卫生热水 动力设备及其它 饭店 46.1 13.5 31 9.4 商场 40.5 33.7 10.7 15.2 写字楼 49.7 33.3 2.7 17 医院 30.3 13.9 41.8 14
空调能耗主要由以下几方面组成：补偿维护结构传热的能耗占40～50％，新风处理能耗占30～40％，空气、水输送能耗占25～30％。图1 显示了北京某著名商业建筑各设备(冷冻机、水泵、空调箱、照明、动力)电耗的积分图。该建筑的65％的电耗是空调系统。
2、中国商业建筑节能潜力
通过对中国商业建筑的调查和分析发现，商业建筑具有巨大的节能潜力。主要表现在以下几方面：
* 中国商业建筑的能耗高于国外发达国家的商业建筑能耗。例如清华同方人环工程公司在1998年对北京市的十家营业较好的大商场进行了全面的测试和统计，这些商场的全年运行能耗平均大约是188 kwh/m2.a，而气候条件大致相当的日本的同类建筑的平均全年能耗大约是135 kwh/m2.a，也就是说北京市的商场的能耗要比日本高出将近40％。
* 同类型的的商业建筑之间的能耗也有较大差别。图2显示了北京十家大型百货商场每平方米耗电量，从图中可看出耗电量最高的商场比耗电量最低的商场能耗高出将近50％。此外写字楼和旅馆类建筑的情况也是这样的。图3中北京16家星级旅馆的1997年的能耗状况，能耗最大的旅馆能耗费是能耗最小的旅馆能耗费的将近3倍。
* 通过对商业建筑的模拟分析发现，建筑的理想能耗与实际能耗有较大差别，主要是空调系统运行管理较差、缺乏空调自控系统、原有空调系统存在许多不合理设计等原因造成。通过对这些不合理成分的改造，能以较小的投入获得极大的节能效果。例如下图所示为北京某四星级饭店的水系统，从图中可看出，标准层加压泵后的阀后压力为1.12MPa，而加压泵前的阀前压力为1.15MPa，即经过加压泵后压力反而降低，主要原因是加压泵前后的阀门开度只有25％，这说明标准层加压泵是多余的，如果取消标准层加压泵，经估算每年可节电10％，约22万度电，节省运行费16.5万元。
* 近年来已有不少的节能改造项目竣工，这些改造项目都显示出较大的经济效益，说明商业建筑有巨大的节能潜力。例如北京双安商场的空调风系统的改造，通过充分利用春秋季室外新风为商场内供冷，从而减少了一个月的冷机运行时间，据统计每年可节省能耗费30万元左右。改造所需的40万元的投资一年时间就可以回收。此外在亮马河大厦，通过节能改造，一年可以节约运行费用300多万，所需的投资不到一年的时间即可回收。
上述分析表明，中外对比、同类建筑的对比、理论计算和实际测试的对比、商业建筑成功的改造实例都充分说明中国的商业建筑具有巨大的节能潜力，商业建筑节能改造有很好的经济效益。
3、中国商业建筑节能的途径和技术手段
技术手段的推广和合理利用是商业建筑节能的关键。适合中国商业建筑的节能的方法并不是建造一两幢新的商业建筑来展示新技术，而是通过一些投资小见效快的技术手段对现有商业建筑的改造和提高运行管理水平来提高能源利用效率。就是说商业建筑的节能关键不在于以后新建的商业建筑，而在于对已有商业建筑的节能改造，这是商业建筑节能的重点所在。表2显示了不同节能改造技术的经济效果，从表中可以看出，通过改善维护结构来节能的经济效益是最低的。
改造投资 改造收益 投资回收年限 提高运行管理水平 1$ 10～20$ 1～2月 更换风机、水泵 1$ 0.8~1.0$ 1～1.2年 增加自动控制系统 1$ 0.3~0.5$ 2~3年 系统形式的全面更新 1$ 0.2～0.4$ 3~5年 建筑材料更换 1$ 0.1~0.05$ 5~10
【关键词】大型商场 空调 节能技巧
中图分类号：TE08文献标识码： A 文章编号：
0引言
众所周知,公共建筑具有很大的空调节能潜力,正确设置冬、夏天室内设计温度能产生良好的节能效果。不过我国当前的建筑物室内温度常常存在夏天设定过低,冬天设定过高的现象,造成能源的大量浪费。其实通过加强中央空调运行管理,杜绝“跑冒滴漏”的浪费现象,可节能5%-10%;通过提高水泵风机等输配设备的运行效率及应用变频调速技术可节能10%-20%;此外通过改善过渡季节设备运行方式,避免冷热不均、增加自动控制系统等措施,也可实现10%-20%的节能效果。综合各项节能措施,公共建筑空调的节能潜力应在30%-50%。本文在于通过结合某商场夏热冬暖地区的气候条件和商场特点做空调设计优化节能分析,并进一步按照采用优化的的空调系统方案进行节能分析,论证了建筑空调节能的重要性和可行性,对建筑空调系统节能的设计和运行有着重要的指导和参考价值。
1大型商场的建筑特点
(1)空间较大,货架、柜台的摆放位置可以多样化,人流众多,要合理安排顾客流动路线和货物进出路线,避免交错混杂。(2)根据商品特性安排营业部位,贵重商品一般设在楼上,日用商品设在最方便的地方,笨重商品多安排在一层或地下层。(3)营业大厅要求宽敞,且有良好的通风、采光设施,柜台平面布置应有较大的灵活性,以适应经营商品交换的需要。(4)因人流集中,应特别注意安全消防措施等。
2大型商场空调冷负荷形成影响的因素分析
2.1 建筑照明对能耗的影响:
在商场的照明设计中,合理运用光源的特性,可为广大消费者营造舒适的光环境和烘托商业气氛,是商场建筑不可缺少的部分。而这部分的能耗也相当可观,照明用电占商场用电量的40%-50%,在商场运营成本中占着一定的比重,降低照明能耗对于提高商场的商业竞争力具有重要作用。而在对空调总负荷各组成部分分析时,可看出照明负荷在其中占的比例较小,很容易被忽视,因此针对前述的商场照明现状做分析,说明商场照明节能对空调节能的意义。
2.2人员新风负荷对空调冷负荷的影响形成:
随着人民生活水平的不断提高,为繁荣市场,适应商业竞争机制的需要,城市兴建商场建筑呈上升趋势。通过调查走访的情况来看,有空调的商场比无空调的商场年营业额多约16%,利润增加约26%,但增设空调势必增加能耗、初投资和运行费用,直接影响商场的经济效益。同时商场夏季工况的空调设计冷负荷中最大比例是人员的新风负荷,占到了总冷负荷的60%。可以看出,新风负荷占了相当大的比重,而新风负荷的计算取决于人员密度的取值,与同时在场的人数有关系,而这个人数是个动态的、难以确定的数值。客流量不仅与季节、天气、节假日等时间因素有关,而且随着商场所在位置、商场规模及经营范围、经营因素、柜台多少、货源情况、商场中空气环境的好坏等因素而变化。
3大型商场的特点及节能设计优化
3.1 实行自然和机械相结合的通风运用:
《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)第4.2.8条:“外窗的可开启面积不应小于窗面积的30%,透明幕墙应具有可开启部分或设有通风换气装置。”公共建筑一般室内人员密度比较大,建筑室内空气流动,特别是自然、新鲜空气的流动,是保证建筑室内空气质量符合国家相关标准的关键。无论在北方地区还是在南方地区,在春、秋季节和冬、夏季的某些时段普遍有开窗加强房间通风的习惯,这也是节能和提高室内热舒适性的重要手段.外窗的可开启面积过小,会严重影响建筑室内的自然通风效果。因此,这条规定是为了使室内人员在较好的室外气象条件下,可以通过开启外窗来获得热舒适性和良好的室内空气品质。所以做好自然通风气流组织设计,保证一定的外窗可开启面积,可以减少房间空调设备的运行时间,节约能源,提高舒适度。为了保证室内有良好的自然通风,明确规定外窗的可开启面积不应小于窗面积的30%是必要的。笔者设计的某商场五层屋面局部设有中庭采光天窗,本来商场的中庭贯通一至五层,空间高大,在炎热的夏季,中庭内的温度很高,应考虑在中庭上部的侧面开设一些窗户或百叶式的通风口,充分利用自然通风,达到降低中庭温度的目的。但是此商场建筑设计师考虑中庭的采光天窗标高几乎与室外实体屋面标高一致,没有开启外窗或通风口的可能,因此为了达到有关规范、标准的要求,必须考虑在中庭上部设置排风机加强通风,改善中庭热环境,同时此排风系统又可以兼做火灾的排烟风机。这样的设计系统简单,排风机布置多台,在夏季中央空调运行时,只开启部分风机排风,排风量约为新风量的80%, 以保证室内的微正压,由于室内空气能够部分排出,也使组合空调的新风能够顺利进入,形成对流,使室内空气形成流动,排除有害气体,让商场工作人员有个健康舒适环境。
引言
我是世界上能源消费大国，其中供暖空调能耗是导致我国出现季节性能源短缺的主要原因。目前我国大部分地区出现的能源供需矛盾都是季节性的能源短缺，而不是全年性的能短缺，尤其是电力和天然气。据悉，我国在采暖和空调上能耗占建筑总能耗的55%。而作为建筑能耗最主要构成部分的供暖和空调能耗属于季节性能耗，并且许多情况下冬季供暖和夏季空调消费的能源品种不同，这是导致电力、煤炭、天然气出现季节性能源短缺的主要原因。同时随着居民对夏季空调和冬季供暖舒适性水平要求的日益提高，由此引起的城市能源季节性供需矛盾日益突出，并且已经成为制约我国经济社会可持续发展的瓶颈。然而社会发展到今天，不论是工业建筑还是公共建筑，如影剧院、体育馆、办公楼、商场、店铺等都已经离不开空调。因引节能和带能量回收的空调产品已成为当今社会发展的需要。同时，大型商场具有很大的空调节能潜力，正确设置冬、夏天室内温度能产生良好的节能效果，因为冬天室内温度设定值每升高1摄氏度，夏天室内温度设定值每降低1摄氏度，平均将多消耗10%的能耗。但是我国当肖的大型商场室内温度常常存在夏天设定过低，冬天设定过高的现象，造成能源大量浪费。
1、大型商场内空调负荷的特点
我国大型商场建筑自从八十年代以来进入了一个高速发展期，特别是近20年来，大型商场和以前相比有了很大的变化。一方面，大型商场经营的商品种类多，品种全，规模大，客流量大；大型商场的功能更多、更齐全，很多大型商场内设置了餐厅，电影院，酒吧，展厅等休息娱乐的分区；另一方面，对于消费者来说，逛商场的目的不仅是为了购买商品，还成为了一种休闲娱乐的方式。正是由于大型商场以上的特点以及消费者观念的转变，带来了大型商场的空调负荷的复杂性和多样性。
大型商场的空调负荷主要分为围护结构的传热负荷，商场内部的照明发热量，人员负荷，新风负荷等。大型商场建筑面积大，内部空间大，体形系数大；而且目前很多大型商场为了外观，采用大面积的玻璃幕墙，导致通过围护结构的负荷巨大；商场经营的商品种类繁多，内部分区和展示商品的柜台多，由此导致商品展示的照明也增多，再加上商场内的日常照明，从而使得商场内的照明能耗和照明带来的负荷也增多；大型商场内人流量很大，且随着时间的不同人流密度还有很大的变化，一般在下午和晚上人流量达到最大值，从而使得商场内人员热湿负荷大，且不同时间热湿负荷还有很大的差别。
2、 节能改造措施
近年来，已有很多大型商场对能耗过高的空调系统进行了节能改造，也有不少研究者对大型商场空调系统的节能改造进行了研究。其中对空调箱风机、输水泵以及冷却塔进行变频控制是空调系统节能改造的主要措施和策略；大型商场的节能改造除了针对能耗大以外，还针对商场内的不令人满意的热舒适性，相应的手段一般都是对风系统，包括新风系统和排风系统进行改造。
2.1排风热回收
大型商场需要送入大量新风，必然有等量的室内空气排出，夏季排风含有一定的冷量。商场往往采用机械排风这种有组织的形式。如果在排风中设置热交换装置，最多可节约新风能耗70%左右。
排风热回收设备大致可以分为两类：全热型热回收和显热型热回收。全热回收器不同于显热回收器的地方在于前者同时回收排风中的能量和湿量，是靠新风与排风的温差和水蒸汽压力差来达到热湿交换，其进出口关系可以由温度效率和湿度效率确定，效率值与新风量、排风量大小有关；而显热回收器则仅仅是温差的热交换。
全热型热回收的工作原理是利用室内外空气的焓差，利用机芯的导热透湿功能，新风获取排风中的焓值，达到节约冷量的目的。常用的有转轮式全热交换器和板翅式全热交换器。全热交换的热效率一般在65%~80%之间。显热型热交换只有热交换而无湿交换，常用的有板翅式显热交换器和轮道式等。另外，还有采用热泵来回收排风中的能量。在设计热回收方案时有一下几点建议：
应考虑商家的利益，空调机房面积总是被限制，空间利用率有限，而且室外进风口和排风口的距离要求尽量间隔远，避免气流短路。由于城市空气质量较差，积灰现象较严重，过滤器易堵塞，应设计过滤器压差开关装置，提示用户清洗或更换过滤器。
能量回收必要条件是新风系统与排风系统布置在一处，这就要求设计时对系统划分、风道布置、送排风机和热回收装置的设备等统筹安排，使系统趋于合理。
热交换器的大小是按空调供冷或供暖时的最小风量确定的。必须注意的是过渡季节或冬季采用新风供冷时不能用热交换器，因为新风被排风加湿、换热后，会降低新风供冷的效果。所以过渡季节能量回收器不运行的系统采用新风供冷时，应在新风道和排风道上分别设旁通风道，使空气绕过热交换器，以节省能耗。
至于到底选用哪种热交换器应该根据当地气候、建筑类型、热交换热备自身的特点和经济发展状况等综合分析后决定。该商场位于夏热冬暖地区，设计中采用了全热
2.2 风系统与节能
变频控制是目前送风系统节能改造的主要策略。大型商场内的热湿负荷随时间变化有很大的变化，然而送风系统却是一直高负荷运行，造成很大的浪费；且随季节的不同，送风量也有不同，特别是新风量有很大的变化，冬夏季只需要提供卫生的最小新风量，而过度季节需要更多的新风来除去余热余湿，从而减少机组运行时间，降低能耗。因此，在合理设计新风系统时，应根据实际的需要来对风机转速进行调节，风机的变频运行可以实现这一目的。在保证最小风量的情况下，利用传感器测得的送回风的干湿球温度，计算送回风焓差，从而计算出所需的风量，对风机实行变频控制；对空调系统的节能改造中，对现有的风机加装4个变频柜，对风机进行变频控制。
2.3增加自控装置
调研中发现目前空调系统的自控系统很差，如果对自控系统进行改进，也可以节约大量能源，具体可在如下方面进行改进：(1)送风机与新、回风电动阀联锁运行，当送风机根据冷负荷的变化而变频运行时可以联动调节新回风的混合比;(2)停机时回风阀全开，新风阀全关，以避免停机时夏季室外热空气继续进入室内而造成冷量损失;(3)据实际冷热负荷控制冷水机组及水泵的运行台数,以达到节能效果;(4)风机与冷冻水阀联锁,风机停时,冷冻水阀自动关闭;(5)通过时间程序对空调机进行定时启停,时间预定可长达一年;(6)可以根据现场的具体情况和用户的要求,对这些程序中的参数及连锁点进行修改和设定;(7)根据室内设定温度控制回风和新风的比例，调节合适的新风阀和回风阀开度,以保证在四季能提供足够的新风量,而在新风温度接近室内温度设定时,尽量引入新风,使其达到节能之功效;(8) 在组合式空调机组的回风总管和新风机组送风总管上分设温度传感器，也就是使过滤后的混合风温度保持在新风温度与回风温度的某一加权平均值，其所测风温与设定值比较后输出电信号，调整回水管比例积分电动调节阀的开度，调节水流量，保证回风温度在设定的波动范围内。
2.4定期的检查和检修
在对商场各层送回风口温度的检测中(如图5)，发现有的送回风口温度偏高，有的噪声很大，商场中出现了各功能区温度分布不均的现象，原因是送回风口空气流动不畅通，所以管理人员对风系统和水系统的定期检修很重要。因为管路系统中的水或空气都是携带冷量或热量的介质，它们从系统中泄露就直接造成了能量的损失，经常对管道设备进行检查并采取相应的措施是很有必要的。在一些保温管道表面，如果泄露的水打湿了保温材料，就会大大降低保温性能，造成能量损失。同样换热设备的结垢也会造成设备性能的下降，因此，需要对水进行必要的处理和对水系统进行合理的清洗。当风系统过滤器上截留的杂物过多时，阻力升高，导致风机压力上升、能耗增加，并且增加了漏风的可能性，应时常对其进行清洗或更换。
除了以上提到的改造措施以外，还可以根据实际的能耗情况对大型商场的其他组成部分进行改造，达到节能降耗的目的，如对冷却塔进行变频控制，根据实际的负荷调节冷却塔风机转速等。
关键词：LED灯;零成本置换;置换收益;分成机制
本文系2015年广东省大学生科技创新培育项目：“LED节能灯零成本置换模式研究”阶段性成果之一
中图分类号：F206;F270 文献标识码：A
收录日期：2015年11月28日
一、引言
商业置换是指在商业活动中交易双方进行物品（有形或无形）的等价交换，其核心是产权关系调整与价值对等交换，从而实现资源优化配置。广为人知的商业置换主要有土地、房产等资产的产权置换，也经常在电器、汽车等产品以旧换新的营销活动中出现。LED节能灯零成本置换是指完全由第三方（以下简称置换公司）出资为企业置换LED照明灯具，置换公司通过分享节能收益收回垫付成本并获取一定收益，从而实现为企业进行零成本置换与节能环保的目的。现代契约理论研究表明，分成合约能够节约交易成本，降低不确定性，比固定付费机制更加合理，并更加有效率。LED灯零成本置换模式通过构建收益分享的长效机制，创造性的将节能效益转化为预期的收益现金流，从而使得零成本置换项目具备了投资运营的可行性和操作性，实现公益环保与商业营运的完美契合。
二、LED节能灯市场调查分析
选择广州、深圳、中山、韶关四个地市的商场、酒店、超市、娱乐场所，对相关高级管理人员进行随机抽样式走访调查，共发放问卷500份，收回问卷数438份，问卷回收率达到87.4%。问卷调查内容主要集中在三个方面：LED照明灯具市场普及率、普及LED灯的主要影响因素和零成本置换模式的市场需求状况。
（一）在LED节能灯普及率方面。调查结果显示，在调查覆盖的几个城市中普及率最高的是中山，达到了46%。广州的情况居中，普及率为36%。韶关普及率最低，仅为30%。其中，在各场所中酒店的普及率为最高。由调查分析结果可知，用于照明的LED灯在广东的普及率还较低，即使在LED生产基地附近的城市，普及率也达不到50%，相对而言，其他边远地区和农村的普及率会更低。当然，这种情况也表明推广应用LED灯的市场潜力是巨大的。
（二）在LED灯具推广的影响因素方面。主要调查灯具价格、节能效益、使用寿命、照明效果等因素对受访者是否使用LED照明灯的影响程度。调查结果显示，超过70%的企业在决定采用何种照明灯具时首先考虑灯具价格因素，与传统的日光灯和节能灯相比较，LED灯的高昂价格导致企业不愿意支付过高的初次投入成本，这也是其普及率较低的首要原因。对已经使用或者不拒绝采用LED照明灯具的受访企业而言，使用寿命与节能效益是最重要的积极因素，分别有63%和55%的企业管理者在回答在接受LED灯具的原因时，选择了节能效益与使用寿命。在不改变照明效果的情况下，与传统照明灯相比，LED灯可以节省一半以上的电费时，LED灯的照明寿命还是普通灯管寿命的10倍以上，这就使得从长期看，不考虑资金约束，LED灯具的节能效应和耐用性可以抵消其过高的投入成本。从而若能提供一种初期投入成本的分摊机制，就会激励企业使用LED灯具。
（三）调查企业对LED节能灯零成本置换的态度。市场对零成本置换的反应较为积极，在受调查企业中，33%的样本选择“立刻置换”，39%的样本选择“考虑置换”，也就是说72%的受访企业有进行零成本置换的意愿。进一步地我们还发现零成本置换的分成机制并不会对企业的置换选择产生显著的影响。
市场调查结果表明，零成本置换模式具有很可观的市场潜力，利用零成本置换LED节能灯的项目方案将极有可能吸引到一大批潜在客户，从而推动LED灯的普及应用。
三、零成本置换的现金流收益估算
能否成功推行零成本置换模式取决于两个基础：一是较为科学地估测置换能产生的现金流;二是合理设计置换公司与企业之间现金流的分享比例。预期现金流及分享比例的大小对置换公司能否分期回收成本至关重要，只有当预期现金流大于置换公司置换成本，才能为置换公司带来一定的回报。
估算零成本置换产生的现金流，简单地说，就是要计算置换后企业节省的电费与由此带来的节能补贴。首先，计算置换后相对于置换前所产生的电费节省额。在不降低照明效果的基础上，1瓦的LED灯可以代替20瓦的普通灯泡或一个5瓦的节能灯。以此类推，一支5瓦的LED灯可以代替商场使用最广泛的20瓦节能灯管。与普通节能灯相比较，一支LED灯管1年（每天14小时）省电量大约为76.6度电。假设商场照明灯安装密度为1支/2.5平方米，商业用电价格为1元/度，若采用LED灯置换普通节能灯，1家营业面积1，000平方米的中型商场每年大致可以节省30，660元的照明电费;其次，置换后企业可申请相关政府节能奖励资金。根据《广东省合同能源管理财政奖励资金管理实施细则》（粤财工[2011]54号）规定，节能补贴标准为320元/吨标准煤，其中中央财政奖励240元/吨标准煤，省级财政在省节能专项资金中安排奖励80元/吨标准煤。1家营业面积1，000平方米的中型商场每年可获得节能补贴1，206元。由此可知，该中型商场因接受置换每年产生现金流总量为31，866元。
目前，我国LED灯饰没有统一的市场标准，价格档次差距较大。这里采用广东省中山市LED灯具批发市场平均价格作为计算置换成本，通过对中山近10家LED生产厂家进行批发询价，使用询价价格计算平均价格，单支5瓦LED灯管均价约为30元。1家营业面积1，000平方米的中型商场所需LED灯的总价为12，000元，考虑置换安装费用，置换总成本约为14，000元。由上述估算可知，进行置换后，总现金流扣除置换总成本，1家营业面积1，000平方米的中型商场第一年产生可分配现金流约为17，866元。即便将管理成本与维护成本考虑进来，只要有足够多的企业接受置换，置换公司就能将管理成本进行分摊，从而实现规模效应。
四、零成本置换模式分成机制设计
零成本置换模式的核心就是置换产生节能收益的分成机制。节省电费与政府节能补贴构成了零成本置换商业化行为的经济基础，一部分作为置换公司收入资金来源，涵盖置换成本、维护维修费用、投入回报等，另一部分返还给企业作为置换激励。对接受置换的企业而言，零成本置换模式能有效缓解企业资金压力，解决LED灯具投资成本高、回收周期长的难题;此外，接受置换的企业通过分成合同逐年分享节能收益，节省各类维修维护费用，合约到期后可无偿获得LED灯的所有权。遵循责权明确、激励相容、效率优先的原则，设计零成本置换模式的分成机制，基本内容可以简要描述如下：
1、确定置换前用电量。以置换项目竣工验收作为固定节点，选择此节点前的某个期段（如3～6个月）观测并获取商场照明的置换前用电量。双方签订能源管理（或置换）合同，由置换公司负责LED灯置换工程。合同期从置换竣工验收之后开始算起，一般不低于3年。
2、确定置换合同中可分配现金流的双方分享比例安排。双方协商确定置换收益分成条款，按约定比例分享可分配现金流。一般而言，为尽快收回置换成本，第一年所有节能收益将归置换公司所有，在置换公司收回垫付置换成本后，接受置换企业开始参与现金流的分配，此后置换公司的分成比例逐年递减，每年具体分成比例及其安排应根据项目节能效益、置换成本与投资内含报酬率来确定。
3、确定能源管理与维修费用。在合同期内，灯具非人为因素引致的维修与更换费用由置换公司承担，照明电路管理和维修由接受置换的企业负责。
4、合同期内，LED灯具照明系统所有权归置换公司，企业只有使用权。合同到期后，置换公司将该所有权移交给企业，相应地，置换公司同时停止分享节能收益。
五、应用策略
综上所述，当前LED灯具价格与政府节能补贴标准能够保证零成本置换模式的资本投入获得较高的回报，从而为LED灯具的推广使用提供了一条可行的融资路径，同时置换合约的分成机制能有效激励企业接受置换，间接地推动节能环保战略的实施。
尽管LED灯零成本置换模式具有较大的市场潜力和较强的操作性，但仍需要采用一些可行的策略和措施，提高其应用效果。其一，探索并优化对置换收益和维护管理成本的核算方法。置换收益包括节省电费与政府节能补贴，明确对各类收益与支出费用的界定，这对合理厘定置换收益分享比例和分享年限至关重要。相对而言，受现金流约束强的企业对零成本置换的需求更为迫切，应选择中小企业和大型公益性机构（如高等院校）进行合作;其二，合同中分成比例与年限设计应更具灵活性。要因地制宜、因时制宜，合同具体条款应一事一议，可以考虑将分成比例与年限进行动态化处理，以确保在可调整的区间内实现合作共赢;其三，适当的时候置换公司可考虑吸收LED灯制造商入股，为上游供应商提供足够激励，并有望通过商业信用提升公司现金流能力，进一步降低置换成本;其四，增强推广营销力度，积极争取政府政策支持。贯彻节能环保政策，必然要寻求政策支持，申请国家各类财政补贴，增加置换项目现金回报能力。
主要参考文献：
[1]陈莉花，罗君名.城市建设中的资本置换模式[J].合作经济与科技，2013.5.
一、不断加强商务领域节能工作。
1、强化宣传教育、提高思想认识。一是通过印发宣传标语、宣传材料、宣传条幅、组织宣传车等多种形式进行节能减排宣传，同时我们积极参加县上部门单位组织的节能减排宣传活动，发放宣传资料300余份，接受群众咨询35次，通过宣传，努力营造节能减排良好氛围。二是我局向商场、超市发出倡议，在全县商贸领域内开展“节能降耗，从我做起”活动，并以“从我做起，节约一滴水，节约一度电”为主题，要求广大企业员工从实际出发，从每个人做起，从身边做起，从点滴做起，无论是在生产或生活中，都要注意节能降耗。通过活动，广大企业员工对节能降耗有更深层次的认识，增强了他们节约意识和环保意识。
2、组织开展商贸流通领域节能行动。一是我局组织人员深入到全县大型商贸流通企业，实地察看经营场所的节能设施，以商场、超市等公共场所的照明、空调、电梯及其他耗能设备的节能工作为重点，倡导使用节能灯具、变频空调、节能型冷藏设备、自动控制扶梯等节能设备和技术，加大企业自身节能技术改造力度。二是充分发挥流通领域引导带动消费的作用，提倡使用绿色节能电器，开展绿色节能电器促销活动，严禁不合格的高耗能产品进入市场。鼓励零售企业销售“适度包装商品”，推行“绿色包装”，自觉抵制过度包装等资源浪费行为。三是我局组织人员分别商场、超市等购物场所实地督导“限塑”令的落实。目前，凯尔亮、乐客多等大型商场超市已全部落实“限塑”令行动。四是推动物流产业节能行动。我局组织人员向7多家快递物流企业宣传节能新思想，引导商贸物流行业提高对绿色物流的认识，充分应用新兴技术和先进管理经验，倡导物流企业推广使用绿色、节能、环保、高效的管理和运营模式，推动通道物流产业绿色化和可持续发展。
二、持续做好再生资源回收利用。
1、镇村回收站点建设。按照统一规划、统一标识、统一着装、统一价格、统一衡器、统一车辆、统一管理、经营规范的“七统一、一规范”标准，在苏武乡，三雷镇，大坝镇，双茨科镇等18个乡镇，整合改造建成189再生资源回收站，统一制作了标牌制度牌，同时对回收站负责人和全县再生资源回收人员300余人进行了培训。
2、再生资源回收市场建设。在符合城市总体规划、土地利用总体规划和固体废物污染防治要求前提下，在城区建成再生资源集散市场1个，完善储存、集散、初级加工、交易、信息收集等功能，满足集中分拣、深度加工、资源分流的建设要求。改造了废铁、废旧滴灌带、废旧农膜等分拣区和1400平方米清洗造粒车间，建成700平方米废铁综合利用覆膜砂造型生产车间、5280平方米废旧产品交易仓储库。购置了铲车、打包机、剪切机、运输车辆、地磅称、电磁吸盘、刨车、粉尘处理设备、消防安全设备等设施设备。形成年处理废铁10万吨、废旧滴管带2万吨、废旧农膜3万吨的分拣加工能力。
[关键词] 照明节电
一、引言
近几年，随着我国商业企业的飞速发展，商场内外照明标准、照明亮度及外部夜景照明显著提高，商场照明用电量每年都以较大的速度提高，而我国发电量的增长则相对滞后，因此，对商场照明节电的要求十分迫切。照明节电就是在保证照度的前提下，推广高效节能照明器具，提高电能利用率，减少用电量。大型商场可从以下方面实施节
电。
二、根据照明要求，选用合适的电光源
在绝大多数情况下，电光源是体现高效节能照明的核心和主体，因此，正确合理地选用电光源，是节能的关键。常用的电光源按发光原理一般分为热幅射电光源如普通照明白炽灯、卤钨灯等。另一类是气体放电光源，如汞灯、钠灯、水银灯、金属卤化物灯等。各种光源的性能参数各不相同。其比热率有较大差异，气体放电光源比热幅射电光源高得多。一般情况下，可逐步用气体放电光源替代热幅射电光源，并尽可能选用光效高的气体放光源。
三、选择高效率的照明灯具
灯具的主要功能是合理分配光源幅射的光通量，满足环境和作业的配光要求，并且不产生眩光和严重的光幕反射。选择灯具时，除考虑环境光分布和限制眩目的要求外，主要考虑灯具的效率，灯的效率用灯的损耗功率（灯功率）除灯的全光通量得到的数值表示，此值越大效率越高。各种光源的灯的效率见图。
在保证照明要求的情况下，各种灯的选用应遵循以下原则：
1.用钨灯取代普通照明白炽灯
可采用各种结构形式不同的卤钨灯取代普通白炽灯。
2.用紧凑型荧光灯取代白炽灯
紧凑型荧光灯的发光效率为普通照明白炽灯的5位～8位以上，其额定寿命是白炽灯的10倍。由于荧光灯的质量的不断提高和改进，紧凑型荧光灯的显色指数可以达到80左右，完全可以满足一般照明的要求。
用紧凑型荧光灯取代普通照明白炽灯节电效果测试数值如下（取代后照度相同）
3.用直管型荧光灯取代白炽灯，采用直管型荧光灯的升级换代产品
直管型荧光灯的光效和寿命均为普通白炽灯的5倍以上，是取代普通白炽灯的最佳灯种之一。用直管型荧光灯取代广泛应用于商业、学校、中小会议室以及家庭照明的白炽灯，显然能大幅度降低电耗。
荧光灯发明于1939年，半个多世纪以来，荧光灯得到了迅速的发展，直管型荧光灯不断升级换代。如功率40W的直型荧光灯，光效从每瓦60流明提高到104流明，从T12发展到T8和近几年出现的T5。光效寿命有显著提高，管径越来越小。积极提倡和鼓励采用与电子镇流器相配使用的直管型荧光灯。
下表给出了T12到T5的直管型荧光灯发光效率的变化：
4.大力推广高压钠灯和金属卤化物灯的应用。
高压钠灯和金属卤化物灯，同属高强度气体放电光源。高压钠灯和金属卤化物灯是取代高压汞灯的最佳选择。
HID灯的正确选择
四、合理选择照度和照明方式
在满足标准照度的条件下，节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明、混合照明三种方式，充分发挥照明效果。一般情况下，当一种光源不能满足显色性要求时，可采用两种以上光源混合照明的方式，这样既提高了光效，又改善了显色性。另外，科学地安排光源分布，能获得满意的光照分布，更好地利用光能量。充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。
五、选择与光源相匹配的高效节能电器
在商场内照明和室外照明设计中，重视采用各种节能照明电器配件。如采用节能式镇流器、启动器、触发电源、补偿电容器等。
传统式电感镇流器自身功率损耗大，其损耗约占灯功率的20%～30%。而新一代节能式电感镇流器自身损耗明显降低，仅为灯功率的12%左右。由于自身功耗的降低，导致其工作温度明显低于传统式电感镇流器。产品本身具有效率高、发热低的优点，既可实现节能又可延长使用寿命，并且可以提高荧光灯系统的发光效果。
六、加强照明用电的管理
企业在合理配置光源的同时，要对职工进行节能教育。减少电能的人为浪费。
七、结语
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