高效節能機房技術措施

　　隨著碳達峰、碳中和和建筑節能減排政策的不斷推進。高效節能機房具有優異的經濟效益和顯著的推廣應用價值，對建筑節能具有重要意義。

　　中央空調系統是公共建筑機電系統的重要組成部分，在建筑能耗中占有很大比重。市場上主流的中央空調系統采用水冷制冷機，中央空調系統的能耗占建筑總能耗的40%～60%。中央空調系統的冷源“三大部件”(制冷機組、冷卻塔、空調水循環泵)能耗占中央空調系統能耗的60%～80%。也就是說，中央空調系統制冷機房的能耗占建筑總能耗的20%～50%。

　　根據美國標準或新加坡綠色建筑標準和廣東省標準，中央空調系統制冷機房系統能效COP超過5.0才能稱為高效制冷機房。目前，我國公共建筑制冷機房全年綜合能效COP在2.5～在3.0范圍內，中央空調系統制冷機房系統的能效COP從3.0提高到5.0，建筑能耗可以降低20%以上。因此，提高中央空調系統制冷機房的能源利用效率對提高建筑能效水平有著顯著的積極作用。

　　1、高效率制冷機房優化選型

　　優化和選擇高效制冷機房，首先需要模擬全年空調的冷載荷，根據不同業態的使用規律擬定全年的冷載荷趨勢。然后，以全年空調冷載荷模擬數據為制冷機房設備優化依據，根據模擬結果和特點，合理選擇制冷機組、空調水循環泵、冷卻塔的制冷能力、揚程等性能參數，適當降低冷卻水供水溫度，節約機組能耗。其次，需要對中央空調系統的冷凍水管網布局進行合理優化，盡可能保證各端環路的水力平衡。最后，需要制定自動控制和節能運行策略。

　　1.1全年空調冷負荷模擬

　　常規公共建筑中央空調系統的初步設計方案趨于保守?，F有空調設計多為7-12℃冷凍水溫度，32℃冷卻水溫度入口。不考慮負荷變化、冷卻塔與主機的匹配，缺乏對終端冷卻需求的有針對性研究。制冷機組和循環泵的選擇通常具有較大的剩余量，這直接導致制冷機房在日常運行中綜合能效低下，增加能耗。因此，在實施高效制冷機房深化設計的初期，有必要通過模擬分析輔助方法來計算建筑物的冷載荷變化。通過使用空調系統，可以逐月模擬制冷負荷。

　　1.2冷源“三大件”優化選擇

　　第一，制冷機組是制約整個高效制冷機房能源消耗的核心。根據制冷循環的基本理論，冷凝溫度越低，壓縮機功耗越小，制冷量越大，制冷效率越高，制冷溫度越低。制冷主機需選用低冷卻水溫主機(30.5/35.5℃)。

　　第二，空調水循環泵的能耗占整個中央空調系統能耗的20%～25%左右。在滿足最不利端冷需求的情況下，應盡可能降低空調水輸送動力的能耗。空調水泵的效率與水泵的功率成正比，水泵的功率與水泵的揚程成正比，水泵的揚程與系統的內阻成正比。因此，為了提高空調水循環泵的效率，我們可以從降低空調水系統的阻力開始?？照{水泵的揚程、流量等參數通常只有在整個高效機房項目的深化方案基本確定后才能最終確定，因為水泵參數應結合空調系統的管徑、閥門數量、閥門的水阻、系統的水流、冷卻塔的負荷和冷卻塔的選擇。

　　最終，根據以往的工程案例計算，保持制冷機組蒸發溫度不變，冷凝溫度每增加1℃，單位制冷能力消耗大約增加3%～4%，冷卻系統的回水溫度直接關系到制冷機組的COP值。因此，在選擇冷卻塔類型時，必須考慮一定的剩余量，但不能盲目增加冷卻塔類型，增加項目初始投資成本。例如，當最不利的環境濕球溫度為28℃時，常規制冷機房的冷卻塔標準供水溫度為37/32℃，高效制冷機房的冷卻塔可以盡可能將冷卻塔的供水溫度降低到35.5/30.5℃。

　　空調水系統管網優化1.3

　　水冷制冷中央空調系統通常設置不同的供水回路，以滿足終端冷卻的需要。通過優化管道布局和直徑，系統管網可以在同一供冷時間段保持水力平衡，保證并聯回路之間的壓力損失相對差額控制在15%以內，最不利端回路的水阻最小化?？梢圆扇∫韵麓胧﹣斫档退到y的阻力:

　　1.3.1選擇低阻力閥門管件。

　　常規制冷機房在循環泵的進水端使用Y型過濾器，常見的Y型過濾器過濾面積小，阻力大。水壓降低于2kPa的角形過濾器或籃式過濾器應優先。由于其形狀特點，水平和垂直管道可以同時連接，節省了管道設計中的一個彎頭及其水損。此外，常規蝶式止回閥也應調整為靜音止回閥，其水壓降低于2kPa。

　　1.3.二是低阻力管道優化。

　　如果空調水系統的管道流量不變，高效制冷機房的管道系統優化應采用支管和主管，盡量采用45。°～60°斜插連接進一步減少管道系統的水頭損失。循環泵的出口與制冷機組的蒸發器和冷凝器的入口高度保持在同一水平線上。干管的水平方向應盡量減少直角彎頭的使用，將直角彎頭和直角三通改為順水彎頭或順水三通，避免“馬鞍形”管道，縮短管道路徑。

　　2、BIM應用

　　高效制冷機房的管道往往比較復雜。BIM技術在高效制冷機房深化設計中的應用，是在相對有限的空間內更科學、更合理、更美觀、更高效地布置各種機電專業管道，實際反映空間中設備、管道、橋梁的排列趨勢，更好地指導現場施工人員操作，為施工現場合理安排施工順序、優化施工方案提供技術依據，使各專業管道交叉有序，更好地協調施工現場。

　　與常規制冷機房相比，高效制冷機房的主管連接多為斜置，管道上有大量的傳感器，包括許多精密傳感器，如流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，僅靠CAD二維軟件是無法直觀展示的。BIM模型不僅可以從多個角度精細展示管道布局、主要設備和管道的安裝標高和管道之間的水平間距和定位尺寸，還可以準確檢查各種傳感器的安裝空間。此外，還可以利用revit碰撞檢測功能提前反饋不同專業管道、管道和建筑結構之間的交叉設置。