超高效中央空调制冷机房设计研究.pptx

合集下载

家用中央空调设计教程PPT课件

技
术
部
技
术
课
培
训
资
家用中央空调
料
系列与提案
超级多联系列
技
➢ 优势
➢ 适用范围
术部
❖ 外机小巧,安装限制较少 ❖ 小户型
技术
❖ 具备多种便利功能
❖ 人员较少的小家庭
课
❖ 价格相对便宜
培训
➢ 大户型中的组合使用
资料
➢ 弱点
❖ 客餐厅使用一套系统、卧室书房
❖ 容量小
使用一套系统
❖ 室内机静压低
（考虑点：一般用户希望最好只开启1台外机）
阳光房空调容量的配置
技
❖ 原则：1.确保空调效果；
术部
2.避免浪费。
技术
❖ 情况一：按中午（夏季）极端炎热时间不使用阳光房
课培
考虑，确保主要使用时段的空调效果。
训资
料
❖ 情况二：样板房或其他有特殊要求的建筑物需考虑全
天使用的可能性。
❖ 必要的说明和建议：
1.按部分时段使用进行空调配置时需做必要说明，以免产生纠纷。
术部
技
术
课
培
训
资
料
注意事项
1.采用双层百叶并确保横向叶片向下倾斜 2.确认装潢方面没有冲突(灯带) 3.控制送风速度，确保气流到达活动区域(高静压+风口对应) 4.噪音控制:高静压机型应采取必要的消音措施
挑空客厅空调方案三
技
❖侧送上回 (落地式室内机)
术部
技
术
课
培
训
资
料
注意事项
1.室内机外围护应具备良好的绝热性能(尤其出风口) 2.选择合适地点安放室内机——确保出回风口不受阻挡 3.控制出风速度——避免产生吹风不适感

中央空调高效机房方案选型设计策略研究

中央空调高效机房方案选型设计策略研究摘要：本文介绍了全变频超高效集成式冷冻机房在某工厂中央空调冷却过程中的高效机房水系统的应用，并详细讨论了高效机房方案的设计思路，为高效机房设计提供技术参考。

关键词：高效机房；中央空调；自然冷却；变频技术1.导言高能效机房将中央空调的机房设备，包括冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、管道阀门、控制系统等设备进行系统性、智能性、集成性的深入优化设计，确保整个制冷站运行起来后整体效率始终达到最高区间的一个完整的解决方案，它是集成在暖通空调和自控创新经验的基础上，经过不断整合与深入挖掘而开发出的针对客户提高制冷站整体性能和降低运行费用需求的一种有效工具。

在高效机房中，要求首先要求设备本身的能效水平比较高，主机、水泵以及冷却塔应采用高效型（主机采用变频机组，水泵的电机选用高效电机，冷却塔通过CTI 认证）。

同时，系统的控制也是非常重要，传感器应选用精度较高，能够满足安装环境的仪器，控制策略要能够保证整个系统长期处于高效率区运行。

同时，为了达到较高的机房效率，必须尽量减少水系统的阻力（包括局部阻力和沿程阻力），不同使用特性要求的管路分开等。

减少局部阻力的办法一般是减少弯头等局部阻力；减少沿程阻力的方法一般是尽量减少管路长度，保证从主机到水泵等的管路最短。

高效智能机房通过智能控制技术实现了无人值守自动运行且操控简单，同时实时监测显示机房实时的综合能效比，并实时反馈到各终端（电脑、手机等），后期维护方便，可大幅度降低系统运行费用和维护难度。

高效智能机房系统不是简单的设备供货，它的价值更多体现在设备优化选型、系统优化设计、暖通空调设备与机房控制系统整合、设备安装与工程管理、全系统整体调试的综合特性。

以华北地区的中央空调为例，分别通过三种方式来组合运用来达到系统高效运行，分别是自然冷却技术、变频冷水机技术和水系统的变流技术。

自然冷却技术利用冬季的低环境温度，将冷却塔的冷却水直接送入板式换热器，通过板式换热器交换冷水，而不需要运行主冷却器；变频冷水机技术通常被作为一种成熟的节能技术使用[1]。

中央空调设计幻灯片演示

水泵的选择
目前管径的尺寸规格有： DN15、DN20、DN25、DN32、 DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、 DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、 DN600
注意：一般，选择水泵时，水泵的进出口管径应比水泵所在管段的管径小一个型号。例如：水泵所在管段的管径为DN125,那么所选水泵的进出口管径应为DN100。
•
空气处理机组一般有吊顶式和落地式两种。落地式包括立式和卧式两种。
另外机组的送回风方式也有多不同。徐根据建筑情况和建筑业主要求进行最
终的确定。
•
注意：空调工况的制冷（热）
七、工程概算
•
1.设备费（除膨胀水箱、软化水箱、阀门管道和管件以外，全部为设
备费，设备费的准确度应比合同最终签订价高8%~10%左右）。
制冷主机台数可根据建筑业主和建筑所备机房情况进行确定
建筑物
办公室
中部区周边个人办公室
会议室
学校
教室图书馆自助餐厅
公寓
高层，南向高层，北向
戏院、大会堂
实验室
图书馆、博物馆
医院
手术室公共场所
建筑物冷负荷估算指标
冷负荷W/m2 显冷负荷总冷负荷
逗留者 m2/人
照明 W/m2
65
95
10
60
第三步：水泵扬程的确定
以水冷螺杆机组为例：
• 冷冻水泵扬程的组成
• 1.制冷机组蒸发器水阻力：一般为5~7mH2O；（具体值可参看产品样本）
• 2.末端设备（空气处理机组、风机盘管等）表冷器或蒸发器水阻力：一般为 5~7mH2O；（据体值可参看产品样本）

2024.9.13 超高效中央空调机房系统解决方案,设备选型+水力计算!38页PPT可下载!

电能分析仪
万用钳形表
校核前
校核后：修改变比
精细化调试
动态一体控制阀
➢ 通过水泵频率调节，改变阀门前后压差 ➢ 测试每个压差在不同开度下的流量数据 ➢ 确定控制阀是否满足压差无关控制 ➢ 确定控制阀的最小使用压差
精细化调试
系统高能效指标调试
温度℃
COP
温度℃
精细化调试
本项目包含空调冷源、末端、新排风、隧道风机等设备监控，总监控点数12000多点，冷源机房能效超6.0.
超高效中央空调机房系统
地铁空调系统能耗现状及痛点 ➢ 能耗现状&痛点 ➢ 公建项目能效现状
地铁环控能耗现状
能耗现状
给排水, 3% 照明, 8%
其他, 1%
电扶梯, 8%
通风空调, 35%
牵引供电, 45%
牵引供电通风空调电扶梯照明给排水其他
设备多
能耗高
维护难
乘客体验差
痛点
冷源设备、水泵、塔、组空、风盘、新风机、回排风机、隧道风机等等
智慧地铁运营管理平台框架
智慧车站运营平台
多维监控
安全管控
高效运营
深度节能
智慧运维
智慧管理
智慧服务
智慧核心
数据驱动
智慧联动
智慧诊断
深度节能
视频展示
工作流
管道温度自记仪
冷却水温度测试
冷冻水温度测试
精细化调试
流量计校核
➢ 用超声波流量计现场测试总管流量 ➢ 分别测试冷却塔支管流量 ➢ 对比流量数值差异，校核流量计数值。
超声波流量计
总管流量
支管流量1
支管流量2
精细化调试
智能电表参数校核 ➢ 用电能分析仪测主机电流，钳形表测主机电流，校核主机电表

中央空调系统工程设计.ppt

（9）空调热源系统
l
计算出建筑最大小时热负荷（考虑同期使用参数，安全系数），考虑到负荷
Hale Waihona Puke 特点及调节性能，经过技术经济比较，选择热源设备（蒸汽锅炉、无压热水锅炉、
真空热水锅炉等）的类型、数量及规格型号。
l 附属设备的计算和选择。
方案设计程序-初步设计阶段
10）防、排烟系统设计方案及设备选型 l 根据高层民用建筑防火设计规范要求，确定建筑防、排烟设计部位。 l 计算防、排烟风量及风道阻力，选择机械加压送风机和排烟风机。 l 选择送风口、排烟口及防火阀等部件。 l 防、排烟系统的控制方法。设计计算和设备选择完毕后，需要向有关专业提出设计要求： • 土建专业：冷水机站、热水机站、冷却塔、大型空调设备安装位置和占用建筑面积、水管井
特别应注意避免把负荷特性（指热湿负荷大小及变化情况等）不同的空调房间划分为同一系统．否则会导致能耗的增加和系统调节的因难，甚至不能满足要求。
负荷特性一致的空调房间，规模过大时宜划分为若干个子系统，分区设置空调系统，这样将会减少设备选择和管道布置安装及调节控制等方面的困难。
空调工程设计内容与设计步骤
冷、热负荷，内容包括：建筑传热量、人体散热量、照明散热量、设备散热量及新风负荷。
（3）水系统设计
l
根据建筑总高度和设备的承压能力确定水系统是否需要进行竖向分区，对水系
统进行水压分布分析，确定膨胀水箱设置位置，冷水泵是压入式或是吸入式。
l
根据房间的功能、空调使用时间、使用性质及特点，确定水系统供水区域的划
（2）确定管井位置
根据建筑布置和使用功能，初步考虑系统划分，委托建筑设计专业在适合位置设计管道井（包括有冷水、冷却水、凝结水、新风井等），并确定管井大小。

中央空调图纸设计指导手册ppt课件

备注三菱重工海尔三菱重工海尔三菱重工海尔
完整版课件
7
室内机
安装材料费概算
RFUT22KX4
台
9
3619
RFUT28KX4
台
16
3701
RFUT36KX4
台
17
3824
RFUT45KX4
台
21
低静压风管机
RFUT45KX4
台
12
3866 4112
RFUT56KX4
台
18
4482
RFU71KX4
203,600
203,600 1,017,780
三菱重工海尔三菱重工海尔三菱重工海尔三菱重工海尔三菱重工海尔三菱重工海尔三菱重工海尔三菱重工海尔
说明事项:
(1) 本报价根据所附设计方案进行，若实际有所改变则另行报价；
(2) 该价格包括遥控器价格；
(3) 对于其中不详细情况，商谈确定之后再行报价；
KX4
1
室内实际负荷
制冷量
制热量
W/ m2
W
W/ m2
W
室外机配置
型号
台
制冷量
制热量
数
WW
室室内外外外机配机机比数编
量号
207 2800 237 3200
193 2800 221 3200
164 2200 187 2500
187
2800
RFC2 213 3200 55KX
4
1
2550 0
两层 6 高 24.5 200 4900 200 4900 大厅
小计
141.
8
2640 2

合肥市某项目高效制冷机房设计分析

IPLV/ACOP
循环水泵优化选型前后主要技术参数对比表
水·电·暖通技术与应用
安徽建筑
名称
空调侧冷冻水
循环水泵
空调侧冷冻水
循环水泵
冷却侧冷却水
循环水泵
冷却侧冷却水
循环水泵
组运行满足全部热负荷；夏季，地源热泵
原设计流量(m³/h)
102
132
120
165
机组运行满足部分冷负荷。考虑在实际
优化后流量(m³/h)
台变频螺杆式水冷机组，冷水温度分别
理性[5]。主要技术措施为降低制冷主机
实现项目的高效节能。
表3
高效制冷机房能效模拟结果
80
（下转第99页）
第一阶段在大学一年级开设“BIM
建模基础”课程，采用单一授课模式。只
间“各自为政”的现象发生。这对教师的
性，可以安排对 BIM 应用能力掌握较好
的教师进行授课，教学难度较小，也有利
的冷水机组设计综合性能系数和冷却水
选取冷冻水泵和冷却水泵及其阀部件。
4.1 利用BIM技术优化输配管网
视化的技术指导，提升了施工质量，为高
供水温度是否满足设计目标值的要求。
需要强调的是针对冷水机组和冷却塔的
性能仿真均是基于全年工况。
图4
机房BIM模型
效制冷机房的可靠运行奠定了基础。另
在暖通空调设计过程中对 BIM 技
5.94
变频螺杆式水冷机组
LHVE732HE6JE6/Nb
760
125.7
6.08
9.05
锅炉房，较好地解决了热源的问题。地
源热泵技术属于可再生能源利用技术，
也是受国家政策支持的新型节能环保空

空调中央机房设计

第七章　空调中央机房设计中央机房是整个中央空调系统的冷(热)源中心,同时又是整个中央空调系统的控制调节中心。

中央机房一般由冷水机组、冷水泵、冷却水泵、集水缸、分水缸和控制屏组成(如果考虑冬季运行送热风,还有中央空调热水机组等生产热水装置)。

本章介绍中央空调冷(热)源的特性及选择,以及中央机房设计与布置的要求。

第一节　冷水机组的技术参数、分类和选择一、冷水机组的技术参数冷水机组的技术参数主要有以下几项:1.制冷运行工况。

制冷系统在不同的工作状况下运行将产生不同的工作效果。

运行工况一般以冷水和冷却水的进出口水温来表示。

标准制冷运行工况通常标定为:冷水进出口水温12～7℃,冷却水进出口水温32～37℃。

某些进口机组的标准工况会有所不同,但一般都在冷水进口水温10～12℃、冷水出口水温5～7℃,冷却水进口水温30～32℃、冷却水出口水温35～37℃的范围内。

2.制冷量。

指冷水机组在标准工况下运行的满额冷量输出,它是衡量冷水机组容量大小的主要技术指标。

3.制冷工质及充注量。

制冷工质又称为制冷剂。

压缩式制冷通常使用的制冷剂有R-22、R-123、R-134a等。

随着为了保护大气臭氧层而限制某些氟利昂类制冷剂使用的期限渐近,将会有更多、更新的制冷剂(氟利昂替代品)出现。

吸收式制冷普遍采用溴化锂(Li　Br)和水的混合溶液作为制冷工质,其中溴化锂为吸收剂,水为制冷剂。

制冷工质充注量是指冷水机组制冷系统维持正常运转所需制冷剂的多少。

4.冷量调节范围。

指冷水机组冷量输出的调节能力。

一般用标准工况制冷量的百分率表示,无级调节则表示为有效调节范围。

5.机组输入功率。

压缩式制冷指压缩机电机功率,吸收式制冷则是机内各类泵的电机功率总和。

6.冷水和冷却水流量。

指在标准工况下流经冷水机组的冷水量和冷却水量。

7.水路压头损失。

指冷水和冷却水分别流经冷水机组蒸发器和冷凝器时的阻力。

8.接管尺寸。

指冷水系统和冷却水系统与冷水机组连接管的管径。

高效制冷机房性能化设计方法研究

高效制冷机房性能化设计方法研究摘要：随着经济的发展，现行的合规性设计方法已无法满足其快速发展的需求。

通过梳理制冷机房系统能效比、冷水机组能效比及附属设备耗电占比三者之间的关系，提出了高效制冷机房性能化设计方法和流程，基于系统能效比目标值，通过目标分解，依次进行冷源设备选型、水系统设计和控制策略制定等工作，可实现在全寿命周期成本最低的原则下，选取最佳制冷机房设计方案。

关键词：高效制冷机房；性能化设计；方法研究引言目前常规中央空调水系统存在冷却塔布水不均匀、漂水率高、冷却水进水温度高、系统管路阻力大、系统末端流量失衡等问题，导致中央空调制冷机房系统能效比较低；且冬季供暖时存在常规锅炉供暖一次能源利用率低、污染大，空气源热泵化霜频繁和地源热泵应用局限性大等问题；传统施工模式管线碰撞多，材料统计工作量大，施工质量对人员的依赖性大；因此研究并且应用集中供冷供暖高效机房数字化施工技术对提升空调系统能效具有重大意义。

1高效机房系统技术方案1.1全年负荷模拟依据厂房设计负荷需求表，以及夏季、冬季和过渡季的冷负荷需求及全年室外环境参数，利用设备和系统的仿真计算模型模拟项目全年冷负荷。

选用磁悬浮冷水机组，能效比高、制冷效率高；水泵选择一级能效电动机，满足节能要求；冷却塔采用变频风机，根据环境温度调整通风量。

1.2管道分段拆分考虑工厂制作、运输距离、运输设备、转运、安装等因素，在设计BIM模型基础上进行管段拆分，管段之间采用法兰连接，便于后期生产加工、运输、安装。

为了更好地辨识管道类型，现场加工根据水进出流向进行颜色区分，管道分段后同时增加数字化编码，为后续数字化施工和构件跟踪做准备。

支吊架深化设计后，还需收集现场复测数据，整合分析进行支吊架位置布置，最终采用门式支架和吊架混合模式。

同时，利用模块主体架构作为连接支撑，将支架横梁通过螺栓与其固定，形成组合式支吊架。

支吊架的布置和选型需要按照管道的规格进行荷载计算，符合要求后再进行布置和编制加工图。

中央空调系统设计ppt课件

（２）根据系统风道内空气流速的高低，可分为低速（v<8m/s) 和高速（v=20-30m/s）空调系统；
（３）根据系统的用途不同，可分为工艺性和舒适性空调系统；
（４）根据系统的精度不同，可分为一般性空调系统和恒温恒湿系统；
（５）根据系统的运行时间不同，可分为全年性空调系统和季节性空调系统．
完整版课件
（４）空间较大的公共建筑和室温允许波动范围大于或等于正负1.0 度的高大厂房，可采用喷口或旋流风口送风．
３．送风口的出风速度，应根据送风方式、送风口类型、安装高度、室内允许风速和噪声标准等因素确定，消声要求较高时，宜采用２－５m/s，喷口送风可采用
４－ 10m/s．
完整版课件
44
４．回风口的布置应符合下列要求：（１）回风口不应设在送风射流区和人员经常停留的地方；采用侧送时，一般设在送风侧的同侧．（２）在有条件时，可采用走廊回风，但走廊的断面风速不宜过大．（３）以冬季送热风为主的空调系统，其回风口应设在房间的下部．（４）回风口的吸风速度按下表选用，当房间内对噪声要求较高时，吸风速度应适当降低，回风口的构造做法应能防止噪声的再生．
一风道分类
１．按风道形状：圆形风道、矩形风道２．按风道材料：金属风道、非金属风道、土建风道３．按风道内的空气流速：低速风道（v<=8m/s)
高速风道（v=20-30m/s）
完整版课件
48
二风速的确定
若风管内风速大，则风道截面小，节省风道材料，系统阻力也大，需要风机的压力高，消耗的功率也就多，而且可能导致噪声增大；如果采用较小的风速，则出现上述相反的情况；因此必须根据风管系统的建设费用、运行费用和气流噪声等因素进行技术经济比较，确定合理的经济流速．

超高效中央空调制冷机房设计研究 ppt课件

50
40
30
20
10
6.1
0 COP
离心机优化前后对比表
80
80
原设计优化
蒸发器水阻力（Kpa）冷凝器水阻（Kpa）
100
80
60
40
20 6.7
0 iplv
螺杆机优化前后对比表
80
80
原设计优化
蒸发器水阻力（Kpa）冷凝器水阻（Kpa）
注：原设计指不考虑ppt课超件高效机房优化、已考虑小流量大温差系统的设计情况 20
最大计算冷负荷为2100 冷吨
3台离心机+2台螺杆机一次泵变流量系统冷冻水供回水温度为
7/15℃ 冷却水供回水温度为
32/37℃
ppt课件
19
冷水机组的性能优化：
能效比高蒸发器、冷凝器的水阻低流量变化范围大，变化率高，能适应变水量工
况运行
90
80
70
60
2
ppt课件
3
广东省“十二五”（2011-2015）节能任务是单位GDP能耗下降18%；到2015年，全省建筑设计和施工节能标准执行率达到100%。
以广州市为例，自2014年起，广州市范围内新建、改建、扩建的单体面积超过2万平方米的机场、车站、宾馆、饭店、商场、写字楼等大型公共建筑全面执行绿色建筑标准。
风冷式：风冷冷水机组、冷冻水泵、空调末端
制冷机房系统：包括空调末端以外的中央空调系统
ppt课件
11
定义制冷机房能效比
制冷机房能效比EER（以水冷式冷水机组为例）
=∑Q/ ∑N =总冷量/制冷机房总电量 =总冷量/ (冷水机组+冷冻水泵+冷却水泵+冷却塔)耗电量 ——衡量制冷机房实际运行情况

高能效机房的理论与应用案例

55
42
55.4%
4#冷冻泵
180
147.8
41
31.9
30
37.67
34.2%
5#冷冻泵
280
170.3
40
44.5
45
36
57.5%
6#冷冻泵
280
150.3
40
39.2
45
42
38.3%
改造项目案例介绍——1号站测试数据
1#机房
节能改造措施2——高效水泵更换
节能改造措施3——冷冻水系统管路优化
高效能中央空调冷冻机房集成策略——能源管理系统
可靠 – 内置标准调试程序和稳定的可持续运行可复制 –不依赖于个人经验的平台系统可预测 – 运行效果明确并且可以很方便进行验证透明化 – 每一个项目都会内置节能效果测量和验证界面. 冗余性 – 可以在能效管理平台和常规控制之间任意进行切换
1号冷冻站 No.1 Chiller Plant
机房能效＝
W（冷机）＋W（冷冻水泵）＋W（冷却水泵）＋W（冷却塔）
Q（总冷量）
Kw/Ton
高效能中央空调冷冻机房定义
高效能中央空调冷冻机房特点
负荷特点运行时间较长，年运行时间在3500个小时以上，很多机房处于全年运行状态负荷中不仅仅包括工艺性负荷，还包括空调系统的季节性负荷，部分负荷特点明显冷负荷需求的冷水温度设定可以随季节进行适当的调整（很多工艺性负荷不容许对冷冻水进水温度设定进行调整）
通过优化控制，最大化冷水机房的效率
机房群控系统的功能： 15%左右的综合能耗节省基于模糊控制的最优化策略基于多种系统结构和配置的最佳经验应用最优冷水机组负荷分配结合机组效率曲线，使机组始终运行在最优效率区间实时掌握冷机参数变化，自适应调节系统阀门开度先进的报表功能（线性/饼形显示），能耗与效率尽在掌握集中监视和报警，及时发现设备的问题，及时进行预防性维修

空调中央机房设计

第七章空调中央机房设计中央机房是整个中央空调系统的冷(热)源中心,同时又是整个中央空调系统的控制调节中心。

中央机房一般由冷水机组、冷水泵、冷却水泵、集水缸、分水缸和控制屏组成(如果考虑冬季运行送热风,还有中央空调热水机组等生产热水装置)。

本章介绍中央空调冷(热)源的特性及选择,以及中央机房设计与布置的要求。

第一节冷水机组的技术参数、分类和选择一、冷水机组的技术参数冷水机组的技术参数主要有以下几项:1.制冷运行工况。

制冷系统在不同的工作状况下运行将产生不同的工作效果。

运行工况一般以冷水和冷却水的进出口水温来表示。

标准制冷运行工况通常标定为:冷水进出口水温12～7℃,冷却水进出口水温32～37℃。

2.制冷量。

指冷水机组在标准工况下运行的满额冷量输出,它是衡量冷水机组容量大小的主要技术指标。

3.制冷工质及充注量。

制冷工质又称为制冷剂。

压缩式制冷通常使用的制冷剂有R-22、R-123、R-134a等。

随着为了保护大气臭氧层而限制某些氟利昂类制冷剂使用的期限渐近,将会有更多、更新的制冷剂(氟利昂替代品)出现。

吸收式制冷普遍采用溴化锂(Li Br)和水的混合溶液作为制冷工质,其中溴化锂为吸收剂,水为制冷剂。

制冷工质充注量是指冷水机组制冷系统维持正常运转所需制冷剂的多少。

4.冷量调节范围。

指冷水机组冷量输出的调节能力。

一般用标准工况制冷量的百分率表示,无级调节则表示为有效调节范围。

5.机组输入功率。

压缩式制冷指压缩机电机功率,吸收式制冷则是机内各类泵的电机功率总和。

6.冷水和冷却水流量。

指在标准工况下流经冷水机组的冷水量和冷却水量。

7.水路压头损失。

指冷水和冷却水分别流经冷水机组蒸发器和冷凝器时的阻力。

8.接管尺寸。

指冷水系统和冷却水系统与冷水机组连接管的管径。

高效制冷机房性能化设计方法研究

高效制冷机房性能化设计方法研究发布时间：2022-09-26T12:07:27.669Z 来源：《工程建设标准化》2022年第37卷第10期作者：王星[导读] 高效空调机房是近年的新兴概念王星珠海格力电器股份有限公司广东省珠海市 5196000摘要:高效空调机房是近年的新兴概念,对降低空调能耗具有重大指导作用?高效机房涉及空调机房设计?施工?控制?评价?运行管理的每一个环节,对每个环节都提出了更高的要求?设计是一切的开始,前期设计有缺陷,后期在通过其他环节进行弥补,是非常困难的,也会照成成本的巨大浪费?关键词:高效;制冷机房;性能化;设计方法引言工业建筑中空调耗电量占建筑总耗电量的50%左右,而空调耗电量中,制冷机房系统(含冷水机组?水泵及冷却塔)耗电量又占空调系统耗电量的80%左右?随着国家“双碳战略目标”的实施,需要提高制冷机房的能效比,满足节能减排的目标? 1高效制冷机房定义关于高效制冷机房的定义,目前国内外虽没有相关的规范或标准进行明确规定,但业内已普遍达成共识:制冷机房制冷季平均能效COP≥5.0即可认为达到高效制冷机房标准?该能效基准起源于美国暖通空调行业编制的针对装配离心式冷水机组的制冷机房系统能效评级图?该评级图将制冷季平均能效COP≥5.0的制冷机房评为高效,COP≤3.5的制冷机房则需要改进? 2高效制冷机房性能化设计方法在以实际运行效果作为判定依据的高效制冷机房设计过程中,为实现高效制冷机房建设目标,设计师应根据建筑动态负荷特点?气候特征及建筑功能,结合建设方项目定位,选取适宜的系统形式和设计参数;在此基础上,根据冷水机组?冷却塔形式和容量的不同组合,确定冷源备选方案,结合不同的控制策略等,将设计方案?设计参数与控制策略输入能耗模拟分析工具,定量分析是否满足预先设定的机房系统能效目标;根据计算结果,不断进行循环迭代?优化控制策略和设计参数等,最终确定满足能效目标的设计方案?2.1主要优点 (1)以性能目标为导向?以仿真模拟分析进行验证的迭代分析过程可以帮助设计人员更全面?更细致地了解高效制冷机房的设计方案,例如设备性能要求?运行策略及初投资等,从而可以在设备采购?自控系统设计等环节提出更为明确的需求,有助于高效制冷机房的有效实施?(2)设计阶段以机房全年能效值为目标,进行全工况模拟分析,可使得设计人员充分考虑制冷机房部分负荷运行特性,可保证设计参数与机房实际运行效果更为一致?(3)性能化设计要求在设计阶段设定机房能效目标,并通过仿真模拟等方式评估各种设计措施对性能目标的影响,有助于业主或设计人员更好地理解机房性能指标的影响因素?(4)性能化设计可帮助设计人员根据工程实际特点选取合理的技术措施,有助于提高高效机房设计的合理性,同时有助于激发设计人员对选用新材料?新工艺?新设备的创新动力?2.2高效制冷机房性能化设计流程高效制冷机房性能化设计流程主要包括3个关键点:(1)以制冷机房系统设计综合能效比(EERad)目标分解为核心?(2)以建筑能耗模拟软件和流体输配管网仿真软件为主要设计工具?建筑能耗模拟软件可以进行建筑负荷动态计算和制冷机房系统能耗模拟;在高效制冷机房设计过程中,当水系统输配能耗过高导致机房系统能效比无法满足设计值时,可采取相应技术措施降低输配系统能耗,此时借助流体输配管网仿真软件,可定量分析不同降阻措施对降低输配能耗的效果?(3)制定冷水机组?冷却塔和水泵设备选型量化指标?以冷水机组设计综合性能系数(COPad)?冷却水全年供水温度(Tcwd)和附属设备综合耗电比预设值(λap)作为冷水机组?冷却塔和水泵的选型量化指标? 3冷水机组影响冷水机组及其系统能耗的主要设备参数有制冷性能系数COP?冷水温度?冷却水温度?蒸发器水阻力?冷凝器水阻力?变流量范围?机组类型(变频与否?磁悬浮机组)等,以下分别就本标准的分级评价及相关规范要求进行分析?3.1冷水机组水温本标准作为基本评价标准,冷水系统水温选为应用较多的常规名义工况要求的7℃/12℃,实际应用中鼓励通过大温差?提高冷水出水温度等节能设计措施进一步提高系统能效;冷却水温度与所在地区夏季设计湿球温度?冷却塔选型有关,此处仅约定冷却水供回水温差为5℃?3.2冷水机组水阻力不同厂家?不同型号冷水机组蒸发器?冷凝器的水阻力差异较大,从30~120kPa均有,而机组水阻力对系统能效的影响主要体现在水泵扬程上,水阻力越大,水泵扬程越高,水泵输送能耗越高?另一方面,水阻力对机组造价也有一定影响,降低机组水阻力,机组造价会随之提高?因此,综合节能性和经济性,对不同能效等级要求选用不同的主机水阻力 3.3冷水机组类型目前市面上冷水机组设备类型有定频螺杆机组?定频离心机组?变频(直驱)螺杆机组?变频(直驱)离心机组?磁悬浮离心机组等,对于变频?定频机组,除名义工况下COP对系统能效有影响外,部分负荷下的影响也需要考虑,特别是在低压比工况下,变频机组COP更高,且随着技术的进步,变频机组名义工况下的COP也越来越高,可实现双工况(设计工况?部分负荷工况)高效运行?对不同能效等级选用不同的主机类型? 4节能控制系统 4.1传感器?执行机构 (1)制冷机房内水系统管路需要增加的传感器?执行机构包括:二次冷冻水供回水干管压差传感器;二次冷冻水回水干管温度传感器;二次冷冻水供水干管温度传感器;二次冷冻水回水干管流量传感器;一次冷冻水供水干管流量传感器;冷却水回水总管流量传感器;冷却水供水总管温度传感器;冷却水回水总管温度传感器;冷水机组蒸发器进水管段电动阀门及执行器;冷水机组冷凝器进水管段电动阀门及执行器?(2)办公楼24小时空调冷却水系统管路需要增加的传感器?执行机构包括:空调冷却水供回水干管压差传感器;空调冷却水回水干管温度传感器;空调冷却水供水干管温度传感器;空调冷却水回水干管流量传感器?4.2控制功能实现冷冻机房综合能耗最低;冷水机组台数控制;冷水机组智能化喘振保护;冷水机组冷冻水供水温度重置;冷冻水泵变频控制;冷冻水泵台数控制;冷却水泵变频控制;冷却水泵台数控制;冷却塔台数控制;冷却风机变频控制;冷却水温度重置;冷冻水旁通流量控制;冷水机组蒸发器侧电动蝶阀开关控制;冷冻站全自动加减机控制?随着空调系统的负荷变化,通过温度?流量传感器的测得值反馈至群控系统进行优化控制,从而实现冷水机组?冷冻水泵?冷却水泵?冷却塔的台数和变频控制,实现冷冻机房综合能耗最低?5高效机房控制策略高效制冷机房的节能不能单看某个设备的节能效果,而要将制冷机房内的所有设备作为一个整体看待,保证整体的节能,而不是单个设备的节能?整体节能需综合考虑所有设备的各项能效影响因素,当供冷量相同,改变冷却水温度?冷却水泵运行频率?冷却塔运行频率时,存在很多的调节组合,总有一个参数组合可以满足整体节能乃至整体能耗最低?利用联合求解寻优,在系统运行时,控制计算机以一定的时间间隔测量制冷负荷的实时值,并据此进行各能耗数学模型的联合求解,找出能够满足此制冷负荷?且整个制冷机房总能耗最低(即整体效率最高)的工作状态,输出最佳控制参数?结语在高效制冷机房特点和系统能量平衡关系的基础上,提出了基于系统能效比目标值的高效制冷机房性能化设计方法,通过目标分解,依次进行冷源设备选型?水系统设计和控制策略制定等工作,具有较高的科学性和实操性?借助建筑能耗模拟软件和流体输配管网仿真软件可提升高效制冷机房性能化设计效率和可靠性,同时也提高了设计人员对软件使用熟练程度的要求?参考文献[1]谢爱霞,蒋小强.水源制冷机房单位冷量能耗的影响参数分析[J].低温与超导,2010,38(9):69-72.[2]李元阳,黄国强,阎杰,等.超高效中央空调系统集成解决方案探析[J].制冷与空调,2019,019(007):6-12.[3]刘跃宝,魏振兴,王兴滨.制冷机房的运行能耗优化[J].城市建设理论研究(电子版),2016,000(014):1566-1566.。