高效制冷机房施工及节能技术分析

蔡峰 鲍俊锋

【摘要】中央空调系统的能耗极高，所以在高效制冷机房施工中需采取有效的节能技术，以最大限度降低其能耗。本文主要以某高效制冷机房项目为例，对高效制冷机房施工及节能技术进行了分析。

【关键词】高效制冷机房;施工;节能技术

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

22.137

中央空调系统是建筑中的重要系统，同时也是建筑中能耗最大的系统之一，因此在中央空调系统的高效制冷机房施工中，应积极采取有效的节能技术。

1、工程概况

某高效制冷机房项目属于某技术园区中的项目之一，位于一座计量检定实验楼的-1F。根据相关要求，本高效制冷机房项目的全年运行效率需达到4.5;同时，由于高效制冷机房普遍运行能耗较高，但该技术园区具有节能要求，所以本高效制冷机房项目需进行节能设计和优化。

2、高效制冷机房施工及节能技术

2.1设备选型

2.1.1冷水机组选型

在本高效制冷机房项目的冷水机组选型中，通过对多个厂家的相关产品进行综合对比分析，最终选择了YORK 600RT 冷水机组。所选冷水机组在冷冻水7/12摄氏度、冷却水30/35摄氏度的工况下，运行效率为6.302。

2.1.2水泵选型

高效制冷机房中具有两类水泵：第一类是冷却水泵，第二类是冷冻水泵。无论在哪类水泵的选型中，均需合理参考厂家给出的水泵性能曲线，在有效满足流量及扬程的前提下，优先选择节能效率更高的产品。在本高效制冷机房项目中，经过多方比选，最终对两类水泵均选择了威乐卧式离心水泵。所选水泵的运行效率可达到80%以上。

2.1.3冷却塔选型

在本高效制冷机房项目的冷却塔选型中，根据实际情况和需求，并考虑到成本因素，选择了BAC变频横流冷却塔。

2.2管路优化

在高效制冷机房施工中，为减小水系统阻力，需对管路进行合理优化。在本高效制冷机房项目中，管路优化的总体思路为：①选择低阻力的Y型过滤器和止回阀等;②事先借助先进的BIM技术合理排布好管路系统及布置好管道，尽量减少管路交叉和缩短管路长度;③制冷机组、水泵的出/入口接管与主干管之间的连接角度选择135°，而非常规的直角。

2.2.1水过滤器选型优化

在本高效制冷机房项目的初步设计中，对于冷却水泵入口管路上的过滤器拟选的是Y型过滤器，但實验发现Y型过滤器存在一些缺点和不足：①其过滤面积较小;②其滤网以外层大孔径不锈钢孔板+内层不锈钢细滤网为主，阻力较大。因此在本高效制冷机房项目的实际施工中，对水过滤器选型进行了优化，改用了10目、φ2.032孔径且过滤面积较大的过滤器。优化后的过滤器可大大减小阻力。

2.2.2管网优化

高效制冷机房的管网系统沿程阻力主要源自于管道、局部阻力主要源自于各种管件。在本高效制冷机房项目中，采取了以下管网优化措施：①事先借助先进的BIM技术合理排布好管路系统及布置好管道，尽量减少管路交叉和缩短管路长度;②制冷机组、水泵的出/入口接管与主干管之间的连接角度选择135°，而非常规的直角。优化后的管网中管路长度得以大大缩短、弯失数量得以有效减少，因此系统阻力可得到显著减小。

2.3控制系统设计

2.3.1监控对象及内容

在本高效制冷机房项目的离心式变频冷水机组系统中，共包含有冷水机组3台+变频冷却水泵4台+变频冷冻水泵4台+变频冷却塔风机6组3台+阀门和传感器若干。基于此，其控制系统的具体监控对象及内容为：①对冷水机组的运行状态和参数、故障报警、启动和停止进行监控;②对变频冷却水泵的运行状态和频率、故障报警、手自动、启动和停止进行监控;③对变频冷冻水泵的运行状态和频率、故障报警、手自动、启动和停止进行监控;④对变频冷却塔风机的运行状态和频率、故障报警、手自动、启动和停止进行监控;⑤对冷却塔蝶阀的开关状态进行监控;⑥对冷却水的供水和回水总管温度进行监控;⑦对冷冻水的供水和回水总管温度进行监控;⑧对冷冻水的总管流量进行监控;⑨对冷冻站的总管冷量进行监控，并据此为该实验楼的当前需求冷量，同时结合冷冻机组的运行时间累计、能效曲线来确定其最佳节能的启停组合和台数;⑩对冷冻水旁通阀的开度进行监控，确保冷水机组的最低流量得到满足;对各类设备的运行时间累积进行监控;对各类设备的开关机顺序进行监控;对故障时的设备停止和备用设备启动进行监控。

2.3.2开机策略

根据控制系统所监控得到的冷量需求、冷冻机组的运行时间和能效曲线，合理确定冷冻机组的启停组合和台数，并启动相应的水泵和冷却塔，实现以最节能的模式满足实际冷量需求。在本高效制冷机房项目中，根据该实验楼的冷量需求，并结合各类设备的能效曲线，最终确定了开机策略如表1。

2.3.3全年负载汇总计算

在本高效制冷机房项目的优化设计中，对于主机及各类配套设备均按照空调实际所需全年负荷进行分析。该实验楼的每日制冷时段为早8点-晚9点，根据制冷时段精确到每个小时的负荷，井按照所确定的开机策略，合理启动配套制冷设备，以满足实际冷量需求。同时，按月统计机房的实际负荷及能耗，并每年汇总计算全年的负载及能耗。实践表明，本高效制冷机房项目的全年运行效率可达到5.3以上>4.5，能够满足实际目标要求。

结语：

本高效制冷机房项目以全年运行效率达到4.5为目标，通过合理的设备选型、管路优化及控制系统设计等，在满足基本的设计和系统运行要求的基础上，有效实现了高效节能的目标。在总体施工及节能优化中，积极采用了高效率和节能型产品，从主要耗能设备入手进行了深化把控，并根据实际情况和需求确定了合理的开机策略。经全年负载汇总计算表明，本高效制冷机房项目能够满足实际目标要求。

参考文献：

[1]姬安.集成式高效空调制冷系统在地铁车站的应用研究[J].工程建设与设计，2020（15）：52-54.