高效制冷機房施工及節(jié)能技術(shù)分析

蔡峰 鮑俊鋒

【摘要】中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗極高，所以在高效制冷機房施工中需采取有效的節(jié)能技術(shù)，以最大限度降低其能耗。本文主要以某高效制冷機房項目為例，對高效制冷機房施工及節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】高效制冷機房;施工;節(jié)能技術(shù)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

22.137

中央空調(diào)系統(tǒng)是建筑中的重要系統(tǒng)，同時也是建筑中能耗最大的系統(tǒng)之一，因此在中央空調(diào)系統(tǒng)的高效制冷機房施工中，應(yīng)積極采取有效的節(jié)能技術(shù)。

1、工程概況

某高效制冷機房項目屬于某技術(shù)園區(qū)中的項目之一，位于一座計量檢定實驗樓的-1F。根據(jù)相關(guān)要求，本高效制冷機房項目的全年運行效率需達(dá)到4.5;同時，由于高效制冷機房普遍運行能耗較高，但該技術(shù)園區(qū)具有節(jié)能要求，所以本高效制冷機房項目需進(jìn)行節(jié)能設(shè)計和優(yōu)化。

2、高效制冷機房施工及節(jié)能技術(shù)

2.1設(shè)備選型

2.1.1冷水機組選型

在本高效制冷機房項目的冷水機組選型中，通過對多個廠家的相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行綜合對比分析，最終選擇了YORK 600RT 冷水機組。所選冷水機組在冷凍水7/12攝氏度、冷卻水30/35攝氏度的工況下，運行效率為6.302。

2.1.2水泵選型

高效制冷機房中具有兩類水泵：第一類是冷卻水泵，第二類是冷凍水泵。無論在哪類水泵的選型中，均需合理參考廠家給出的水泵性能曲線，在有效滿足流量及揚程的前提下，優(yōu)先選擇節(jié)能效率更高的產(chǎn)品。在本高效制冷機房項目中，經(jīng)過多方比選，最終對兩類水泵均選擇了威樂臥式離心水泵。所選水泵的運行效率可達(dá)到80%以上。

2.1.3冷卻塔選型

在本高效制冷機房項目的冷卻塔選型中，根據(jù)實際情況和需求，并考慮到成本因素，選擇了BAC變頻橫流冷卻塔。

2.2管路優(yōu)化

在高效制冷機房施工中，為減小水系統(tǒng)阻力，需對管路進(jìn)行合理優(yōu)化。在本高效制冷機房項目中，管路優(yōu)化的總體思路為：①選擇低阻力的Y型過濾器和止回閥等;②事先借助先進(jìn)的BIM技術(shù)合理排布好管路系統(tǒng)及布置好管道，盡量減少管路交叉和縮短管路長度;③制冷機組、水泵的出/入口接管與主干管之間的連接角度選擇135°，而非常規(guī)的直角。

2.2.1水過濾器選型優(yōu)化

在本高效制冷機房項目的初步設(shè)計中，對于冷卻水泵入口管路上的過濾器擬選的是Y型過濾器，但實驗發(fā)現(xiàn)Y型過濾器存在一些缺點和不足：①其過濾面積較小;②其濾網(wǎng)以外層大孔徑不銹鋼孔板+內(nèi)層不銹鋼細(xì)濾網(wǎng)為主，阻力較大。因此在本高效制冷機房項目的實際施工中，對水過濾器選型進(jìn)行了優(yōu)化，改用了10目、φ2.032孔徑且過濾面積較大的過濾器。優(yōu)化后的過濾器可大大減小阻力。

2.2.2管網(wǎng)優(yōu)化

高效制冷機房的管網(wǎng)系統(tǒng)沿程阻力主要源自于管道、局部阻力主要源自于各種管件。在本高效制冷機房項目中，采取了以下管網(wǎng)優(yōu)化措施：①事先借助先進(jìn)的BIM技術(shù)合理排布好管路系統(tǒng)及布置好管道，盡量減少管路交叉和縮短管路長度;②制冷機組、水泵的出/入口接管與主干管之間的連接角度選擇135°，而非常規(guī)的直角。優(yōu)化后的管網(wǎng)中管路長度得以大大縮短、彎失數(shù)量得以有效減少，因此系統(tǒng)阻力可得到顯著減小。

2.3控制系統(tǒng)設(shè)計

2.3.1監(jiān)控對象及內(nèi)容

在本高效制冷機房項目的離心式變頻冷水機組系統(tǒng)中，共包含有冷水機組3臺+變頻冷卻水泵4臺+變頻冷凍水泵4臺+變頻冷卻塔風(fēng)機6組3臺+閥門和傳感器若干。基于此，其控制系統(tǒng)的具體監(jiān)控對象及內(nèi)容為：①對冷水機組的運行狀態(tài)和參數(shù)、故障報警、啟動和停止進(jìn)行監(jiān)控;②對變頻冷卻水泵的運行狀態(tài)和頻率、故障報警、手自動、啟動和停止進(jìn)行監(jiān)控;③對變頻冷凍水泵的運行狀態(tài)和頻率、故障報警、手自動、啟動和停止進(jìn)行監(jiān)控;④對變頻冷卻塔風(fēng)機的運行狀態(tài)和頻率、故障報警、手自動、啟動和停止進(jìn)行監(jiān)控;⑤對冷卻塔蝶閥的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控;⑥對冷卻水的供水和回水總管溫度進(jìn)行監(jiān)控;⑦對冷凍水的供水和回水總管溫度進(jìn)行監(jiān)控;⑧對冷凍水的總管流量進(jìn)行監(jiān)控;⑨對冷凍站的總管冷量進(jìn)行監(jiān)控，并據(jù)此為該實驗樓的當(dāng)前需求冷量，同時結(jié)合冷凍機組的運行時間累計、能效曲線來確定其最佳節(jié)能的啟停組合和臺數(shù);⑩對冷凍水旁通閥的開度進(jìn)行監(jiān)控，確保冷水機組的最低流量得到滿足;對各類設(shè)備的運行時間累積進(jìn)行監(jiān)控;對各類設(shè)備的開關(guān)機順序進(jìn)行監(jiān)控;對故障時的設(shè)備停止和備用設(shè)備啟動進(jìn)行監(jiān)控。

2.3.2開機策略

根據(jù)控制系統(tǒng)所監(jiān)控得到的冷量需求、冷凍機組的運行時間和能效曲線，合理確定冷凍機組的啟停組合和臺數(shù)，并啟動相應(yīng)的水泵和冷卻塔，實現(xiàn)以最節(jié)能的模式滿足實際冷量需求。在本高效制冷機房項目中，根據(jù)該實驗樓的冷量需求，并結(jié)合各類設(shè)備的能效曲線，最終確定了開機策略如表1。

2.3.3全年負(fù)載匯總計算

在本高效制冷機房項目的優(yōu)化設(shè)計中，對于主機及各類配套設(shè)備均按照空調(diào)實際所需全年負(fù)荷進(jìn)行分析。該實驗樓的每日制冷時段為早8點-晚9點，根據(jù)制冷時段精確到每個小時的負(fù)荷，井按照所確定的開機策略，合理啟動配套制冷設(shè)備，以滿足實際冷量需求。同時，按月統(tǒng)計機房的實際負(fù)荷及能耗，并每年匯總計算全年的負(fù)載及能耗。實踐表明，本高效制冷機房項目的全年運行效率可達(dá)到5.3以上>4.5，能夠滿足實際目標(biāo)要求。

結(jié)語：

本高效制冷機房項目以全年運行效率達(dá)到4.5為目標(biāo)，通過合理的設(shè)備選型、管路優(yōu)化及控制系統(tǒng)設(shè)計等，在滿足基本的設(shè)計和系統(tǒng)運行要求的基礎(chǔ)上，有效實現(xiàn)了高效節(jié)能的目標(biāo)。在總體施工及節(jié)能優(yōu)化中，積極采用了高效率和節(jié)能型產(chǎn)品，從主要耗能設(shè)備入手進(jìn)行了深化把控，并根據(jù)實際情況和需求確定了合理的開機策略。經(jīng)全年負(fù)載匯總計算表明，本高效制冷機房項目能夠滿足實際目標(biāo)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]姬安.集成式高效空調(diào)制冷系統(tǒng)在地鐵車站的應(yīng)用研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2020（15）：52-54.