如何打造高效機房,高效機房建設(shè)方案

　　隨著雙碳政策的發(fā)展以及建筑節(jié)能減排政策的不斷推進，高效機房對于節(jié)能的意義非凡，也在一定程度上節(jié)約設(shè)備的運行成本。對于用能單位來說，安裝高效機房不僅能滿足國家和社會對于節(jié)能減排的期望和目標，也能產(chǎn)生最直接的經(jīng)濟效益，那我們該如何打造高效機房呢?

　　一、高效機房衡量指標及節(jié)能價值

　　高效機房的衡量指標是采用綜合能效比EER，5.0將作為判定是否為高效機房的最低限定值。EER=機房總輸出制冷量(Kwh)/機房總耗電量(Kwh)，EER ≥ 5.0的機房,可稱為高效制冷機房。

　　采用高效機房，需增加設(shè)備投資費用(主要增加的設(shè)備包括制冷主機、水泵、自控等)，3000RT的機房，投資約增加400萬的費用，但是年節(jié)省電費193.6萬，投資回收期為2.066年。

　　二、實現(xiàn)高效機房的技術(shù)措施

　　在制冷機房系統(tǒng)中，冷水機組是輸出供冷量的唯一源頭，冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔作為附屬設(shè)備并不直接輸出供冷量，其耗電量的大小直接影響制冷機房系統(tǒng)能效;提高冷水機組的效率，降低附屬設(shè)備耗電占比，可實現(xiàn)預(yù)定的高效機房能效設(shè)計目標。

　　1、冷水機組優(yōu)化選型

　　高效率(滿負荷+全工況部分負荷)

　　高效制冷機房選用的冷水機組一般為螺桿式或離心式冷水機組。螺桿式冷水機組單機制冷量小，運行穩(wěn)定可靠，通常的應(yīng)用范圍為350 kW-1054 kW，常用于低負荷時段的調(diào)節(jié)機組;離心式冷水機組單機制冷量大，能效高，通常的應(yīng)用范圍為1758 kW-10000 kW;對于單機制冷量范圍在1054~1758kW時，離心式和螺桿式機組均可選用，可以通過性能價格比較后，選擇合適的機組。

　　冷水機組的臺數(shù)控制宜根據(jù)冷水機組效率與負荷曲線確定，確保冷水機組在不同負荷工況下均處于高效運行區(qū)

　　蒸發(fā)器，冷凝器低水阻

　　冷水機組蒸發(fā)器和冷凝器的壓力降直接影響著冷凍水泵和冷卻水泵的能耗，因此應(yīng)盡量降低冷水機組兩器的壓力降。冷水機組的制造企業(yè)一般可通過優(yōu)化換熱器管徑、數(shù)量等方式，實現(xiàn)降低兩器阻力的目的。

　　變頻冷水機組

　　變頻冷水機組比定頻機組具有更高部分負荷運行能效，因此，設(shè)備選型時應(yīng)分析建筑的全年動態(tài)負荷特性，根據(jù)單臺冷水機組承擔空調(diào)負荷的變化規(guī)律確定選用定頻機組或變頻機組。對于承擔穩(wěn)定冷負荷的主機可選用定頻機組，對于承擔變負荷，并且部分負荷運行時間較長時宜選用變頻機組。

　　AHRI認證+Ⅰ級能效

　　冷水機組提供機組在不同冷凍水出水溫度、冷卻水進水溫度、不同負荷率、不同流量下的制冷量和輸入功率等性能參數(shù)，冷水機組的性能參數(shù)宜采用可追溯的AHRI(美國制冷空調(diào)與供暖協(xié)會)認證的軟件來保證其準確性。冷卻塔風機效率應(yīng)不低于現(xiàn)行《通風機能效限定值及能效等級》GB 19761-2020-4中的Ⅰ級能效值。高效機房選用的冷凍水泵和冷卻水泵的效率應(yīng)不低于現(xiàn)行《清水離心泵能效限定值及節(jié)能評價值》GB19762-2007規(guī)定的節(jié)能評價值。

　　2、水泵優(yōu)化選型

　　臥式立式雙吸泵

　　空調(diào)系統(tǒng)常用的水泵類型有單級單吸清水離心泵、單級雙吸清水離心泵和多級清水離心泵。對于單臺水泵流量需求在450m³/h以下時，宜選用單級單吸清水離心泵。對于單臺水泵流量需求在500m³/h及以上時，宜選用雙吸泵。對于要求為小流量、高揚程的水泵，宜采用多級清水離心泵。

　　電機高效率

　　水泵電機效率應(yīng)滿足現(xiàn)行標準《電動機能效限定值及能效等級》GB18613-2020規(guī)定中的2級及以上能效的要求。

　　揚程余量合理

　　在保證系統(tǒng)正常運行的情況下，水泵的揚程越低，水泵的功率也會越低，因此所選擇的水泵余量需合理。

　　變頻電機+變頻控制

　　普通電機采用變頻調(diào)速，在低速時容易導(dǎo)致由于冷卻量不足造成電機溫升升高而燒壞，因此建議采用變頻電機，以實現(xiàn)較大的流量調(diào)節(jié)范圍。水泵電機效率應(yīng)滿足現(xiàn)行標準《電動機能效限定值及能效等級》GB18613-2020規(guī)定中的2級及以上能效的要求。

　　3、冷卻塔優(yōu)化選型

　　在冷凍水供水溫度保持不變的情況下，降低冷卻水供水溫度(即冷卻塔出水溫度)，可降低冷水機組壓縮機壓頭，提升冷水機組性能系數(shù)，根據(jù)相關(guān)研究，冷卻水供水溫度每降低1℃，冷水機組性能系數(shù)可提高2%~4%;另外冷卻塔的耗電量占比越低，那么整個機房的COP也越低。冷卻塔的選型如下：

　　1)在空間允許的情況下，選擇散熱能力更強的塔;

　　2)選型水溫優(yōu)化：35.5/30.5℃(原為37/32℃);

　　3)選型容量優(yōu)化：在滿足安裝限制條件下，加大塔體尺寸，降低迎風面風速，適當加大填料換熱面積;

　　4)在實際運行中，結(jié)合智能化控制平臺，實現(xiàn)高效節(jié)能運行控制策略優(yōu)化;冷卻塔所有風機為變頻控制，變頻控制策略由群控自動實現(xiàn);

　　5)關(guān)注冷卻塔的變水量特性：要求在可變流量范圍內(nèi)布水要均勻。

　　4、全年負荷模擬

　　根據(jù)建筑數(shù)據(jù)及暖通規(guī)范要求，通過運用空調(diào)系統(tǒng)模擬軟件對建筑物負荷計算可獲取全年8760個小時的準確制冷總負荷、最小制冷負荷、詳細的建筑物日負荷變化規(guī)律和年負荷變化規(guī)律，找出運行時間占比較高的冷量需求。

　　在公共建筑中空調(diào)耗電量占建筑總耗電量的50%左右，而制冷機房系統(tǒng)又占空調(diào)系統(tǒng)的85%左右，打造高效機房成為中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的重點。打造高效機房可通過制冷主機、水泵、冷卻塔選型優(yōu)化、管路優(yōu)化及水利平衡計算，全年8760小時能耗模擬等一系列技術(shù)措施使得機房效率EER大于5.0來實現(xiàn)。除此之外高效機房+水蓄冷的方案，近年來也被廣泛使用。