高能耗、难管理？看商业综合体如何用“能源托管”精准开方

本项目于2017年竣工并投入使用，建筑总面积约150000㎡，地上6层，地下3层。项目主要能源消耗为电、水、燃气：其中电能主要消耗于空调用电、照明插座用电、动力用电;通风等水资源主要用于生活用水、系统补水;天然气主要消耗于锅炉供暖、餐饮。

初步分析能源消耗增长的原因可能是：本项目室内品质的提升，造成电能消耗有明显增长；商户的更迭，租户的装修造成租户电耗的增加；室外倾向条件影响到公区能耗的增加；商户业态情况，业态变化对于能耗使用强度有较大影响；主要用能系统均为手动调节，滞后性较大，存在较大的能源浪费。

主要用能系统包括 空调冷源、照明系统、末端空调风柜、采暖系统， 用电量分别占公区总用电的22.4%，13.4%，27.6%，0.4%。其中空调冷源部分主要设备用电占比如图1所示。

通过能源消耗数据分析、运行策略分析，发现该项目存在如下问题。

该项目公共区域中央空调系统末端设备主要为空调风柜和少量的风机盘管。空调风柜总功率为625.5kW，每年运行2200h左右，通过时间控制器自动启停，过程中无任何调节措施，存在明显的过度供给现象。同时末端设备的风、水过滤装置未按时进行清洗或更换，部分风柜经测试，水量明显不满足设计要求，风量偏离设计工况。

本项目冷热源设备机房位于地下2层，冷却塔设置于6层屋面。中央空调主机采用3台离心式冷水机组作为整个建筑的冷源，1组3风机的冷却塔，4台冷冻泵(3用1备)，4台冷却泵(3用1备)，机房还设置有分集水器等辅助设备。冷却泵为变频启动，其余设备为软启， 中央空调系统在实际运行过程中，90%时间在部分负荷下运行，系统整体节能潜力可观。

研究分析表明，在主机切换、启停过程中，并未对相应阀门进行耦合调节，存在水流旁通问题，该现象极大地降低冷却塔的散热效率;在水泵选择方面，冷冻水循环泵与冷却水循环泵的额定参数完全一致，不符合系统实际运行的需要。根据运行记录分析可以看到，部分时段系统的整体效率在3.2～3.6之间，能效水平较低，具有较大的节能空间。设备参数表如表1所示。

项目采用燃气热水锅炉作为冬季供暖热源，运行时间显示集中供暖统一时间。由于是手动运行调节，在采暖季节，一直使用2台采暖循环泵，水泵不做其他调节手段，锅炉处存在较大的水流旁通。设备参数表如表2所示。

车库照明：照明灯具采用 T8 1.2m LED灯具，全部启用，部分有感应装置，但是灯具在实际使用前，由于电子元件老化、损坏、故障等原因，基本保持全功率状态。室内照明:室内照明基本采用LED筒灯、LED射灯，在营业时间开启，非营业时间关闭。设备房照明:设备房照明灯具常亮，通过开关控制。楼梯间灯具:灯具为LED筒灯灯具，通过开关控制。该建筑总计有5339个灯具，所有照明灯具基本为手动控制照明回路控制箱，无智能化控制系统与调节设备。

通过测试不同区域照度分析发现，实际照度数据远大于设计标准，具体如下:

其中室内公区照明在非营业时段开启应急照明，营业时间灯具全开，照度远超设计标准，超过800lx;在主要出入口照度超过1300lx;车库照明远超设计标准，实际照度值超过400lx;消防楼梯间(双排灯)照度1386lx;连接室外通道照度890lx;消防楼梯间(单排灯)照度614lx;南门处照度1644lx;室内公区通道照度851lx;采光天井旁通道照度2479lx;室外自然光照度9460lx。在满足舒适性需求的情况下，仍存在较大的照明设备节电空间。

针对公共区域的空调风柜，对原有风机加装变频控制柜，修复比例积分调节阀、水路与风路上加装温度传感器、清洗水路与风路过滤器、建设智能控制系统。

通过上述内容 实现空调风柜的适应性调节能力，实现按需供给，降低过度供冷与供暖造成的能源浪费 ，实现整个空调采暖系统的风水联动调节能力，提升系统整体能源利用效率。

针对中央空调系统冷源，采用优化机房冷水管路，降低水泵阻力措施。

1)通过实测系统流量与扬程，更换更为合适的循环泵;加装水泵变频控制柜，将手动阀上加装电动执行器。

2)在水管上加装温度传感器、压力传感器;由于主机换热器小温差大于3℃，对现有冷水机组进行通炮，以提升换热效率。

3)在冷却塔处加装必要的电动阀、温度传感器、压力传感器、变频控制柜等。

4)在前述工作的基础上建设一套满足自动运行、智能调节的中央控制系统，实现冷源设备的最优匹配运行与智能运行调节，同时结合控制柜中的智能电表与管路上安装的冷热量表进行能效实时分析，实现中央空调系统整体能效的大幅提升。

供热系统中锅炉处加装电动阀、温度传感器、压力传感器、冷热量表；对采暖循环泵加装变频控制柜，同时建设智能控制系统与空调智能控制系统相结合，实现大平台统一控制，以及智能、远程、自动化运行。

在保证照明效果的前提下，结合业主需求，将原有光源更换成更高效节能的LED灯(95lm/W以上)，同时根据实际照明及安装需求，尽量不调整灯具布局，另外根据使用需求，增加相应的照明智能控制系统。通过对该建筑的照明系统使用情况的全面排查、调研，本次对设备间、楼梯间、地下车库、室内公共区域照明灯具进行全面改造、升级、更换。

本次拟将车库T8LED灯具全面更换，换为高低档(20%的低档功率)与全亮/全灭两种类型的LED感应灯管。其中车位上方安装12W全亮/全灭双模LED灯管，在车道、通道处安装高低档LED感应灯具。在满足使用前提下达到最大化的节能目标。设备房灯具拟采用12WLED灯管，其中部分使用感应灯管，部分使用常亮灯管的方式，达到使用与节能两不误的目的。楼梯间拟采用高效低功率的筒灯代替。同时增加公共区域、车库的分时分区控制器，根据商场往常经营情况，预设好时间表，自动化运行。

根据《公共建筑节能改造节能量核定导则》中关于总合计节能率的计算规定：“改造项目节能率与改造项目节水率折算成的节能率之和，单位:%”，详见表3。

以上各个能效提升改造可获得巨大的节能减排效益，环境保护效益显著。环境效益汇总如表4所示。

由于甲方具有完备的物业管理，我司拟提供合同能源管理(效益分享型)的模式开展。双方分享时长与分享比例如表5所示。

本文对某商业综合体采用低碳化改造，并采用合同能源管理模式进行分析。 通过对项目主要用能系统，如空调系统、采暖系统、照明系统、通风系统等进行能效提升改造措施，实现该商业综合体整体能源消费量的下降 ，同时结合能源管理中的效益分享型与能源费用托管型两种方式进行了相应的分析，该项目的成功开展对于企业、能源服务公司以及整个社会都具有经济与社会的双重价值增长，同时可以作为同类型项目开展次业务的重要参考依据，其推广价值潜力巨大。

作者：程艳/西安理工大学高科学院

宋阳光、崔朝峰/陕西省建筑科学研究院设计院有限公司