高效空调制冷机房建设应用分析

高效空调制冷机房建设应用分析

王泽伟  冯俊英

山东格瑞德集团有限公司 山东德州  253000

摘要：近年来，随着双碳战略的实施，中央空调技术逐渐从机组本身节能向系统运行节能转变。制冷机房系统（含冷机、水泵及冷却塔）耗电量占空调耗电量的85%左右，90%以上的中央空调制冷机房运行能效在3.5以下，与高效机房水平尚有较大的差距；常规机房主要在于非精细化设计、设备选型容易被放大、系统匹配不够好、冷却塔选型不合理、落地实施过程管控不到位、不重视机房群控的运行控制策略和能效监测手段。高效制冷机房节能空间很大，提高机房系统综合能效以降低建筑的能耗，实现建筑节能有明显的作用。

关键词：高效；空调制冷机房；建设；应用

1高效制冷机房的定义

高效制冷机房是指在满足末端冷负荷需求的前提下，能综合考虑负荷匹配度、系统用能合理性等各方面因素，运用恰当的控制方式与人员管理制度，合理地控制系统中各设备及参数，以实现系统高能效运行。业内普遍认为，制冷季节制冷机房的平均能效COP≥5.0可以认为达到了高效制冷机房的标准。高效制冷机房不仅在于设计的高效，科学合理的调控以及恰当的管理也是重要的因素。高效制冷机房运行能效水平与系统设计、设备能效、系统管网优化、系统控制策略优化、高精度数据可靠监测等关系密切。高效机房在常规机房的基础上增添了水路系统的节能深化设计，智能控制系统和能耗能效评价系统。水路系统的节能深化设计，主要目标就是减少系统阻力降低输配系统能耗；智能控制系统和能耗能效评价系统可以清晰地了解各设备及系统的能效情况，对比分析设计效率与实际运行效率的差异，不断优化运行策略，保证空调系统持续高效。

2高效空调制冷机房标准体系建设

近年来，我国高效空调制冷机房发展迅猛，行业内急需系列相关的技术标准体系，以规范高效空调制冷机房行业的发展。针对高效制冷机房，已从设计、施工、调适、运维、检测、评价以及产品方面进行了全过程的标准编制。(1）在机房建设运维全流程标准化方面，编制并发布了T/CECS1012—2022《高效制冷机房技术规程》，对高效空调制冷机房的定义、系统设计、设备与材料、施工与安装、调试与验收、运行与维护、运行评价等方面进行了详细的内容规范。(2）在调适标准方面，编制了GB/T35972—2018《供暖与空调系统节能调试方法》，对供暖与空调系统的调试条件、调试程序、调试仪器仪表、调试技术方法等方面进行了规范。(3）在运维标准方面，编制了JGJ/T391—2016《绿色建筑运行维护技术规程》，对新建、扩建和改建的绿色建筑的综合效能调适和交付、系统运行、设备设施维护、运行维护管理等方面做出了相应的要求。(4）在检测标准方面，发布了T/CECS549—2018《空调冷源系统能效检测标准》。该标准针对冷源系统，从测试工况、测试流程、数据处理等方面对空调冷              源系统能效测试方法进行规定。

3高效机房发展建议

3.1空调系统控制

高效制冷机房群控系统是对整个制冷机房系统内的制冷主机、冷却塔等机电设备进行监测和控制的智能化系统集成，能自动判断末端负荷的变化，自动控制设备的启停、加减运行台数来实现制冷机房的自动化高效运行，其内容如下：(1）对冷水机组的运行状态和参数等进行监控；根据控制系统所监控的冷量需求、机组运行时间和能效曲线，合理确定机组的启停组合和台数。(2）对变频冷冻水泵、冷却水泵的运行状态等进行监控；通过控制器输出的控制参数值，实现最优效率加减载，并调节各水泵变频器的输出频率，控制水泵的转速[9]。(3）对变频冷却塔风机的运行状态等进行监控；通过冷却塔智能控制系统采集的实时气象数据及系统的历史运行数据计算出最佳冷却水温度，根据偏差值控制冷却风机的启停和变速运行。(4）对冷冻水、冷却水的供回水总管温度、流量进行监控；通过动态调节冷冻水泵的频率，改变冷冻流量；通过冷却水供回水温差及压差，调节冷却水泵的运行工况，完成系统动态调控。(5）对于空调末端控制系统，通过室内温湿度进行模块内部传感器监测参数，调节送风温度、水阀开度及风机频率；使供冷量与需求相匹配，降低风机能耗。(6）采用能效模拟软件，模拟项目全年冷负荷；以一定的时间间隔测量制冷负荷的实时值，找出能够满足此制冷负荷，且整个制冷机房总能耗最低的工作状态，输出最佳控制参数进而控制设备的运行，使得整个制冷机房运行在效率最高的状态下。利用高效机房能源管理系统，实现机房24小时无间断监管，机房运行情况实时反馈；通过高效机房实时能耗统计，计算机房实时能效比，生成能效比趋势曲线；分析日、月、年平均能效比，形成统计数据，统计系统节能效果。

3.2加快细化高效空调制冷机房标准体系

标准体系是引领行业发展的规范性文件，对于高效制冷机房来说，想要实现蓬勃、快速发展，必然要建立一套完整的、科学的、可执行的标准体系。尽管近年来已经逐渐形成了涵盖检测、调适、运行、评价、产品的全流程标准，一定程度地改善了国内外空调制冷机房标准不统一、不协调的现状，但是其中的部分标准约定的内容较为宽泛，没有形成专门针对高效制冷机房的全套标准体系建设成果。因此随着高效制冷机房技术的发展，进一步细化、深化已有的标准体系是下一步技术发展的首要工作。如T/CECS1100—2022《高效空调制冷机房评价标准》中对制冷机房中运用的新技术进行了星级评价，但是缺乏对于每类新技术对应的系统建设规程与应用情况评价。在未来的发展中，建议从优化设计、标准建造、智慧运维3个方面细化完善标准体系，以实现高效建设与节能运行为首要目标，以技术先进和系统高效为评价准则，打造健全的高效制冷机房标准体系。

3.3加快筹建城市级高效机房运维中心

对于多数制冷机房来说，实现机房的高效化运行主要途径是本地侧的控制系统，即边缘侧控制系统。这种分散式的管理模式会带来人员效率低下和运行水平参差不齐的问题，针对这种现状国外已有较多企业开始建设基于云平台的运维中心，能实现多个机房的统筹管理。如以西门子、施耐德、霍尼韦尔等为代表的外资企业，通常提供较为成熟的集成解决方案，但是国内在应用的过程中会遇到通信协议不开放、数据库不完全共享等技术壁垒。在大数据技术、物联网技术和云平台技术等快速发展的时代背景下，很多国内科技型企业逐渐具备了从IaaS、PaaS到SaaS的全方位云平台建设能力，为打造全国产化的城市级高效机房运维中心带来了发展契机。

4结论

(1）本研究分别从高效机房建设标准体系、技术应用等方面梳理了高效机房技术体系的发展现状，对于指引行业发展奠定基础。（2）从高能效的优化设计、高效并行建造技术、AI智慧运维管控技术等方面对高效机房的发展趋势进行分析，提出集设计、建造、运维于一体高效空调制冷机房技术体系。（3）从高效空调制冷机房的标准体系、管控技术、运维中心建设、评价认证工作等角度提出了体系化高效建设发展建议，提出构建按需定制、精准适配的绿色高效空调制冷系统，推动从“制造”向“产品/工程+服务”转变的发展建议，为早日实现双碳目标提供助力。

参考文献：

[1]毛华雄.高效制冷机房技术现状与分析[J].制冷与空调，2022(11):10-14.

[2]郭林文，郭勇，屈永强.广州某商场中央空调系统运行情况分析与建议[J].制冷，2021(3):74-78.

[3]汪春华，王春雷.浅谈商业综合体暖通空调设计特点和常见问题[J].建筑热能通风空调，2022(7):31-34.

[4]王海宾，罗景辉，崔志强，等.制冷机房水系统运行控制策略研究[J].节能，2022(12):26-28.