高效節(jié)能機(jī)房技術(shù)措施

　　隨著碳達(dá)峰、碳中和和建筑節(jié)能減排政策的不斷推進(jìn)。高效節(jié)能機(jī)房具有優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的推廣應(yīng)用價(jià)值，對(duì)建筑節(jié)能具有重要意義。本文根據(jù)我公司項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)要分析了高效節(jié)能機(jī)房的技術(shù)措施。

　　中央空調(diào)系統(tǒng)是公共建筑機(jī)電系統(tǒng)的重要組成部分，在建筑能耗中占有很大比重。市場(chǎng)上主流的中央空調(diào)系統(tǒng)采用水冷制冷機(jī)，中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗占建筑總能耗的40%～60%。中央空調(diào)系統(tǒng)的冷源“三大部件”(制冷機(jī)組、冷卻塔、空調(diào)水循環(huán)泵)能耗占中央空調(diào)系統(tǒng)能耗的60%～80%。也就是說，中央空調(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)房的能耗占建筑總能耗的20%～50%。

　　根據(jù)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)或新加坡綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)和廣東省標(biāo)準(zhǔn)，中央空調(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)房系統(tǒng)能效COP超過5.0才能稱為高效制冷機(jī)房。目前，我國(guó)公共建筑制冷機(jī)房全年綜合能效COP在2.5～在3.0范圍內(nèi)，中央空調(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)房系統(tǒng)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(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)房的能源利用效率對(duì)提高建筑能效水平有著顯著的積極作用。

　　1、高效率制冷機(jī)房?jī)?yōu)化選型

　　優(yōu)化和選擇高效制冷機(jī)房，首先需要模擬全年空調(diào)的冷載荷，根據(jù)不同業(yè)態(tài)的使用規(guī)律擬定全年的冷載荷趨勢(shì)。然后，以全年空調(diào)冷載荷模擬數(shù)據(jù)為制冷機(jī)房設(shè)備優(yōu)化依據(jù)，根據(jù)模擬結(jié)果和特點(diǎn)，合理選擇制冷機(jī)組、空調(diào)水循環(huán)泵、冷卻塔的制冷能力、揚(yáng)程等性能參數(shù)，適當(dāng)降低冷卻水供水溫度，節(jié)約機(jī)組能耗。其次，需要對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的冷凍水管網(wǎng)布局進(jìn)行合理優(yōu)化，盡可能保證各端環(huán)路的水力平衡。**，需要制定自動(dòng)控制和節(jié)能運(yùn)行策略

　　1.1全年空調(diào)冷負(fù)荷模擬

　　常規(guī)公共建筑中央空調(diào)系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)方案趨于保守。現(xiàn)有空調(diào)設(shè)計(jì)多為7-12℃冷凍水溫度，32℃冷卻水溫度入口。不考慮負(fù)荷變化、冷卻塔與主機(jī)的匹配，缺乏對(duì)終端冷卻需求的有針對(duì)性研究。制冷機(jī)組和循環(huán)泵的選擇通常具有較大的剩余量，這直接導(dǎo)致制冷機(jī)房在日常運(yùn)行中綜合能效低下，增加能耗。因此，在實(shí)施高效制冷機(jī)房深化設(shè)計(jì)的初期，有必要通過模擬分析輔助方法來計(jì)算建筑物的冷載荷變化。通過使用空調(diào)系統(tǒng)，可以逐月模擬制冷負(fù)荷。

　　1.2冷源“三大件”優(yōu)化選擇

　　**，制冷機(jī)組是制約整個(gè)高效制冷機(jī)房能源消耗的核心。根據(jù)制冷循環(huán)的基本理論，冷凝溫度越低，壓縮機(jī)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(jī)需選用低冷卻水溫主機(jī)(30.5/35.5℃)。

　　第二，空調(diào)水循環(huán)泵的能耗占整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)能耗的20%～25%左右。在滿足最不利端冷需求的情況下，應(yīng)盡可能降低空調(diào)水輸送動(dòng)力的能耗。空調(diào)水泵的效率與水泵的功率成正比，水泵的功率與水泵的揚(yáng)程成正比，水泵的揚(yáng)程與系統(tǒng)的內(nèi)阻成正比。因此，為了提高空調(diào)水循環(huán)泵的效率，我們可以從降低空調(diào)水系統(tǒng)的阻力開始?？照{(diào)水泵的揚(yáng)程、流量等參數(shù)通常只有在整個(gè)高效機(jī)房項(xiàng)目的深化方案基本確定后才能最終確定，因?yàn)樗脜?shù)應(yīng)結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)的管徑、閥門數(shù)量、閥門的水阻、系統(tǒng)的水流、冷卻塔的負(fù)荷和冷卻塔的選擇。

　　最終，根據(jù)以往的工程案例計(jì)算，保持制冷機(jī)組蒸發(fā)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(tǒng)的回水溫度直接關(guān)系到制冷機(jī)組的COP值。因此，在選擇冷卻塔類型時(shí)，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(xiàng)目初始投資成本。例如，當(dāng)最不利的環(huán)境濕球溫度為28℃時(shí)，常規(guī)制冷機(jī)房的冷卻塔標(biāo)準(zhǔn)供水溫度為37/32℃，高效制冷機(jī)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(diào)水系統(tǒng)管網(wǎng)優(yōu)化1.3

　　水冷制冷中央空調(diào)系統(tǒng)通常設(shè)置不同的供水回路，以滿足終端冷卻的需要。通過優(yōu)化管道布局和直徑，系統(tǒng)管網(wǎng)可以在同一供冷時(shí)間段保持水力平衡，保證并聯(lián)回路之間的壓力損失相對(duì)差額控制在15%以內(nèi)，最不利端回路的水阻最小化。可以采取以下措施來降低水系統(tǒng)的阻力:

　　1.3.1選擇低阻力閥門管件。

　　常規(guī)制冷機(jī)房在循環(huán)泵的進(jìn)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(yīng)優(yōu)先。由于其形狀特點(diǎn)，水平和垂直管道可以同時(shí)連接，節(jié)省了管道設(shè)計(jì)中的一個(gè)彎頭及其水損。此外，常規(guī)蝶式止回閥也應(yīng)調(diào)整為靜音止回閥，其水壓降低于2kPa。

　　1.3.二是低阻力管道優(yōu)化。

　　如果空調(diào)水系統(tǒng)的管道流量不變，高效制冷機(jī)房的管道系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)采用支管和主管，盡量采用45?！恪?0°斜插連接進(jìn)一步減少管道系統(tǒng)的水頭損失。循環(huán)泵的出口與制冷機(jī)組的蒸發(fā)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(yīng)盡量減少直角彎頭的使用，將直角彎頭和直角三通改為順?biāo)畯濐^或順?biāo)?，避免“馬鞍形”管道，縮短管道路徑。

　　2、BIM應(yīng)用

　　高效制冷機(jī)房的管道往往比較復(fù)雜。BIM技術(shù)在高效制冷機(jī)房深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，是在相對(duì)有限的空間內(nèi)更科學(xué)、更合理、更美觀、更高效地布置各種機(jī)電專業(yè)管道，實(shí)際反映空間中設(shè)備、管道、橋梁的排列趨勢(shì)，更好地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工人員操作，為施工現(xiàn)場(chǎng)合理安排施工順序、優(yōu)化施工方案提供技術(shù)依據(jù)，使各專業(yè)管道交叉有序，更好地協(xié)調(diào)施工現(xiàn)場(chǎng)。

　　與常規(guī)制冷機(jī)房相比，高效制冷機(jī)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(gè)角度精細(xì)展示管道布局、主要設(shè)備和管道的安裝標(biāo)高和管道之間的水平間距和定位尺寸，還可以準(zhǔn)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(cè)功能提前反饋不同專業(yè)管道、管道和建筑結(jié)構(gòu)之間的交叉設(shè)置。