如何打造高效機房,高效機房建設方案

　　隨著雙碳政策的發展以及建筑節能減排政策的不斷推進，高效機房對于節能的意義非凡，也在一定程度上節約設備的運行成本。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能減排的期望和目標，也能產生最直接的經濟效益，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，需增加設備投資費用(主要增加的設備包括制冷主機、水泵、自控等)，3000RT的機房，投資約增加400萬的費用，但是年節省電費193.6萬，投資回收期為2.066年。

　　二、實現高效機房的技術措施

　　在制冷機房系統中，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能效;提高冷水機組的效率，降低附屬設備耗電占比，可實現預定的高效機房能效設計目標。

　　1、冷水機組優化選型

　　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，運行穩定可靠，通常的應用范圍為350 kW-1054 kW，常用于低負荷時段的調節機組;離心式冷水機組單機制冷量大，能效高，通常的應用范圍為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。

　　冷水機組的臺數控制宜根據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

　　蒸發器，冷凝器低水阻

　　冷水機組蒸發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，因此應盡量降低冷水機組兩器的壓力降。冷水機組的制造企業一般可通過優化換熱器管徑、數量等方式，實現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，設備選型時應分析建筑的全年動態負荷特性，根據單臺冷水機組承擔空調負荷的變化規律確定選用定頻機組或變頻機組。對于承擔穩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，冷水機組的性能參數宜采用可追溯的AHRI(美國制冷空調與供暖協會)認證的軟件來保證其準確性。冷卻塔風機效率應不低于現行《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不低于現行《清水離心泵能效限定值及節能評價值》GB19762-2007規定的節能評價值。

　　2、水泵優化選型

　　臥式立式雙吸泵

　　空調系統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

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

　　揚程余量合理

　　在保證系統正常運行的情況下，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速，在低速時容易導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，以實現較大的流量調節范圍。水泵電機效率應滿足現行標準《電動機能效限定值及能效等級》GB18613-2020規定中的2級及以上能效的要求。

　　3、冷卻塔優化選型

　　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，根據相關研究，冷卻水供水溫度每降低1℃，冷水機組性能系數可提高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)選型水溫優化：35.5/30.5℃(原為37/32℃);

　　3)選型容量優化：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，結合智能化控制平臺，實現高效節能運行控制策略優化;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;

　　5)關注冷卻塔的變水量特性：要求在可變流量范圍內布水要均勻。

　　4、全年負荷模擬

　　根據建筑數據及暖通規范要求，通過運用空調系統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律和年負荷變化規律，找出運行時間占比較高的冷量需求。

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