付裕
上海松江万达广场商业管理有限公司 上海 200000
摘要：目前，环境与能源问题日益突出，已经成为制约经济发展的主要因素，在此形势下，节能降耗是必然的趋势，也是解决当前环境与能源问题以及经济转型发展等问题的必然选择。商业广场作为城市商业综合体，能源消耗量大、污染排放高，随着我国城市化进程的加快，商业广场的数量不断增加、规模也进一步扩大，所造成的污染越来越大，消耗的能源也越来越高，因此商业广场物业机电设备节能成为了当下关注的重点。在商业广场物业机电设备中采用节能技术可以显著降低设备能耗以及污染排放，对于城市地区节能减排工作的开展具有重要意义。本文简要阐述了机电设备节能的价值，并从空调系统、照明系统、电梯系统、给水系统以及消防系统这五个方面来分析商业广场机电设备的节能应用。
关键词：机电设备；商业广场；节能应用
前言：
在全球化趋势日益加强的今天，世界各国之间的联系进一步加强，各个国家普遍面临严峻的能源与环境问题，节能降耗已经成为世界范围内所达成的共识。在此背景下，我国提出要建设资源节约型社会、环境友好型社会，倡导各行各业积极开展节能降耗工作[1]。建筑在城市地区总能耗以及总排放中占据重要地位，而商业广场是其中的典型代表，在商业广场物业机电设备中，涉及空调系统、照明系统、电梯系统、给水系统以及消防系统等机电设备系统，这些系统类型多、数量大，迫切需要应用节能技术。在商业广场应用节能技术，开展节能降耗，不仅可以使商业广场兼顾经济效益与环境效益，实现健康可持续发展，同时也能有力推动整个城市的节能减排工作，积极承担起相应的社会责任。
1 机电设备节能的价值
商业广场物业机电设备类型多、数量大，能源消耗量极大，这在一定程度上增加了商业广场的运营成本，同时也使得城市地区的环境问题更为严峻。
关于机电设备节能的价值主要体现在以下几方面：其一是机电设备节能可以显著降低商业广场的整体能耗。长期以来，城市建筑群一直是高耗能、高排放的主力军，其中商业广场尤为突出，商业广场物业机电设备数量多，运行时间长，每天都需要大量的能源支持，否则无法为城市居民提供相应的商业服务。而通过机电设备节能可以在机电设备数量以及运行时长不变的基础上显著降低机电设备能耗，进而达到节约降耗的目的，有效缓解城市地区的能源压力。其二是机电设备节能可以显著降低商业广场的污染排放。商业广场物业机电设备在运行过程中不仅依赖于大量的能源，同时也会排放废气、废水以及其他污染物，导致城市环境问题进一步加剧，而通过机电设备节能可以使商业广场物业机电设备在技术与运营管理层面优化升级，进而有效降低污染物的排放，加快环境友好型社会的建设[2]。其三是机电设备节能可以显著降低商业广场的运营成本，提升经济效益。商业广场的根本目的在于通过提供商业服务获取经济效益，从当前国内商业广场的管理以及发展情况来看，经营管理系统日趋完善，要进一步提升商业广场的经济效益，合理控制运营成本是必然选择。而通过机电设备节能可以显著降低商业广场的能源消耗以及污染排放，使商业广场在这方面投入的成本可以大幅降低，进而增加商业广场的经济效益。其四是机电设备节能有助于推动区域节能减排工作的开展。目前，节能减排已经成为世界范围内的共识，通过机电设备节能不但可以解决商业广场高能耗、高排放的问题，而且也能在一定区域起到示范作用，对于加快推进区域节能减排工作具有现实意义。当前，能源与环境问题已经成为制约社会经济发展的主要因素，而我国正处于经济转型升级的关键阶段，因此必须慎重对待节能减排工作，以点带面，大范围落实节能减排工作，进而有效解决能源与环境问题，推动社会经济健康、可持续发展。
2 商业广场物业机电设备节能应用
商业广场物业机电设备主要可以分为空调系统、照明系统、电梯系统、给水系统以及消防系统，各个子系统又涉及到多个机电设备，以下针对各个系统具体分析相应的节能应用方案。
2.1 空调系统的节能应用
商业广场的空调系统多采用的是中央空调系统，其主要是通过变频器、单片机、PLC（可编程控制器）以及工业计算机等组合控制技术。一般情况下，任何建筑在选择空调系统时，都会按照本地区最高气温时所需要的最高制冷量选择空调机型，但是在实际运行过程中，空调系统的冷负荷往往处于不断变化的状态，不同状态下所需的冷却水以及冷冻水流量不同，当冷负荷较大时则所需的冷却水以及冷冻水流量也随之变大[3]；当冷负荷较小时，则所需的冷却水以及冷冻水流量也随之变小。根据对中央空调系统运行状态的监测显示，机组在超过90%的情况下都处于非满负荷运行状态，而冷却水泵、冷冻水泵及风机则在超过90%的情况下处于满负荷状态。这就导致中央空调系统长时间处于小温差大流量的状态，大量电能资源被白白消耗。
针对商业广场物业中央空调系统电能浪费严重的问题，为提升中央空调系统的节能效果，完成控制系统对中央空调系统冷却水以及冷冻水使用变频器，并对冷却水以及冷冻水进出口温度、风压、风温等暖通指标进行监测[4]，可以采用PLC、工业计算机、单片机以及变频器对冷却水泵、风机电机以及冷冻水泵进行有效控制，科学调整其运行状态，确保冷却水泵、风机电机以及冷冻水泵保持合理的输出功率，精准控制空调温度，这样不仅可以有效延长中央空调系统水管网的使用寿命，同时也能显著降低电能的消耗，经济效益显著。
2.2 照明系统的节能应用
商业广场照明系统是整个广场耗电量最高的部分之一，对照明系统进行节能改造，可以显著降低照明所消耗的电能，同时也能延长照明设备的使用寿命，进而控制商业广场的运营成本。首先，商业广场的路灯以及广场区域照明，可以选择使用太阳能电池板供电技术以及降压节电技术，充分利用清洁能源，降低对电能的消耗。灯具可以采用高压钠灯，同时对供电线路进行改造，采用降压节电器，一般通过上述改造，商业广场照明系统路灯与广场部分至少可节电20%以上。其次，商业广场停车场部分的照明设备需要24h不间断运行，但整体而言对于光照强度要求并不高，但停车场由于安装的灯具数量极多，因此耗能也极高。通常商业广场停车场采用的是日光灯，功率较低，考虑在停车场区域使用照明继电器，在降压的同时保持电压稳定，经过改造后节能效果明显。
再次，针对商业广场内部照明需求，考虑使用节能荧光灯以及高效节能灯，同时要充分利用自然光，起到辅助照明的作用，一方面可以满足用户对于灯光亮度的要求，另一方面也能降低电能消耗[5]。最后，针对过道部分，由于不需要持续照明，可使用声光控照明系统，有人走过时灯光亮起，短暂的时间后熄灭，以节约电能消耗。
近年来，半导体照明开始兴起，其具有使用寿命长、绿色环保、节能高效、结构简单、重量小、反应快、体积小、安全性好以及运行电压低等优势，属于第四代照明器具，商业广场可以考虑更换使用半导体灯具。
2.3 电梯系统的节能应用
商业广场电梯主要涉及到客梯与扶梯两个子系统，其中自动扶梯主要采用的是有源逆变回馈能量节电技术，或者是采用异步电机、变频器、单片机、PLC以及工业计算机等组合控制技术，已达到节约能源的效果。扶梯一般多用于大型酒店、商场、写字楼等商业场所，乘坐便捷，在商业广场配置自动扶梯可以为用户提供更好的消费体验，提升商业广场的服务质量。但是自动扶梯在实际使用过程中，由于商业广场的特殊性，在很多情况下，部分自动扶梯一直处于空转状态，导致大量电能被浪费，并且也会导致自动扶梯的减速箱、电机以及扶手带等零部件持续磨损，使得自动扶梯的使用寿命缩减[6]。
针对商业广场自动扶梯这一问题，其节能应用的基本原则是在不影响用户正常使用自动扶梯的情况下，采用变频调速的方式对自动扶梯进行控制。在这种情况下，自动扶梯运行过程中，当传感器检测到有用户乘坐扶梯时，传感器向控制系统发出信号，自动扶梯保持正常运行；当传感器未检测到有用户乘坐扶梯时，则向控制系统传输无人乘坐的信号，由控制系统将自动扶梯运行速度控制在正常运行速度的一半以下。通过这种控制方式，无人乘坐自动扶梯时，运行速度下降，相应的电机功率也会变小，自动扶梯运行能耗降低，同时自动扶梯各个零部件不必要的磨损也会减少，自动扶梯的维护费用也会相应降低。
客梯也是商业广场物业电梯系统的重要构成部分，其在运行过程中所消耗的电能资源非常大，对客梯系统进行节能优化可以进一步降低电梯系统的电能消耗。商业广场客梯系统节能优化的关键在于如何充分利用电梯储存的功能与势能，将处于制动状态电机输出的电能利用起来。
在客梯系统中采用变频调速的方式，可以使客梯在启动时达到最高运行速度后具有最大的机械功能，客梯在达到目标楼层前需要逐渐减速一直到客梯停止运行，此过程就是客梯曳引机释放机械能的过程。同时客梯也属于位能性负载，客梯系统由曳引机拖动的负载由电梯轿厢与对重平衡块构成，为保持均匀拖动负荷，只有轿厢的载重量在50%时，对重平衡块与客梯轿厢才能保持平衡，不然客梯轿厢与对重平衡块就会产生质量差，导致客梯在运行过程中产生机械位能。客梯在运行过程中剩余的机械能会通过变频器与电动机转化为直流电储存于变频器电容当中，存在于电容当中的电能愈多，则电压愈高，若不及时将电容中储存电能释放，极可能导致过压故障，进而使变频器无法正常运行，客梯系统也会受到影响。
2.4 给水系统的节能应用
商业广场物业给水系统目前主要是采用变频调速的方式保持恒压供水，实现对水泵转速的自动化调节，当用水量呈下降趋势时，则水泵转速随之降低。水泵转速与消耗功率之间是立方关系，调整水泵转速看似可以节约大量电能资源，但是由于调整水泵转速仅是补偿管道水头损失，调整的范围略小，因此给水系统处于小流量状态时，依然无法有效解决低效运行的问题，相较于恒速水泵，效率有所提升，可以节电大约30%左右，其整体耗电量仍高于高位水箱的供水方式。
变频器通过PID控制实现对水泵水压的有效控制，就理论层面而言，其控制精度较高，误差可以忽略不计[7]，并且反应比较灵敏，调节速度较快，虽然不可避免会出现超调的问题，但是就商业广场物业给水系统而言，对于控制精度的要求并不高，水压差控制在±0.01MPa即可。此外，水网水压出现微小的波动属于正常现象，以这种方式可以看到水泵转速、电机转速以及变频器输出电压频率都处于不断调节当中，这其中很多情况下并不需要进行调节，这就导致出现了很多非必要加减速的情况，部分电能资源浪费，而且给水系统机电设备磨损叶较为严重。针对这种情况，考虑在商业广场给水系统中采用模糊控制的方式，实现随着商业广场用水量的变化而适时调整水泵的额定流量，就目前来讲，这种控制方式的节电效率最高。
2.5 消防系统的节能应用
虽然商业广场的消防系统涉及多项机电设备，各个楼层以及区域都需要设置相应的消防设施，并且需要定期进行维护，但是消防系统的使用频率较低，其中使用频率最高的就是消防指示牌以及应急照明灯，因此在节能方面不太考虑商业广场的消防系统，毕竟其所消耗的电能极为有限，将消防指示牌更换为节能荧光灯具即可，对于消防系统的其它设备不做更改，维持原状。
3 结束语
综上所述，商业广场物业机电设备节能优化处理可以显著降低机电设备的能源消耗量，同时商业广场正常运营状态下投入的成本将大幅降低。因此无论是从经济效益的角度而言，还是从环境效益的角度而言，商业广场机电设备节能应用的效果显著，具有现实意义。
参考文献
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[2]汤健智. 商业楼宇电力配电及机电设备设施的管理[J]. 设备管理与维修, 2017, 000(009):17-18.
[3]徐大伟, 朱健. 中信宁波国际大酒店楼控系统能耗监测和节能分析[J]. 智能建筑与城市信息, 2008, 000(012):42-47.
[4]陈仲以. 关于建筑机电设备节能技术在酒店商场等公共建筑建设应用[J]. 江西建材, 2014(07):86-86.
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[6]张立龙. 关于建筑机电设备节能技术在酒店商场等公共建筑建设应用[J]. 全文版:工程技术, 2016(7):248-248.
[7]胡振中, 陈祥祥, 王亮,等. 基于BIM的机电设备智能管理系统[J]. 土木建筑工程信息技术, 2013, 5(001):17-21.
作者简介：付裕；1989.06，男，汉族， 江西省樟树布人，东华理工大学，本科学历，自动化专业，多年从事机电设计，机电维保工作，多次参与商场改造工程工作。