摘要:《绿色高效制冷行动方案》指出到2030年,大型公共修建制冷能效提高30%,制冷归纳能效水平提高25%以上,绿色高效制冷产品市场份额提高40%以上。依据《2021年中国修建能耗与碳排放研讨报告:省级修建碳峰值态势点评》,2019年中国修建全过程碳排放总量为49.97亿吨二氧化碳,占全国碳排放总量的50.6%。空调体系能耗占公共修建总能耗的40%~60%,制冷机房能耗占空调体系总能耗的60%~70%。因而,“节能、降耗、高效、低碳”已成为“刚性”需求的新阶段,制冷机房功率已成为职业热门。高效制冷机房的根本逻辑是绿色、节能、高效、精细化,契合当时社会经济发展的需求和趋势,适应暖通空调职业转型升级的机会和挑战。经过对我国公共修建制冷机房现状的调查,总结了实施高效制冷机房的技能道路及相关研讨,并提出了相关建议。
要害词:高效制冷机房;技能现状;剖析
引言
据统计,中央空调总能耗约占整个修建总能耗的50%,购物中心和归纳楼占65%以上。制冷机房(制冷机、水泵、冷却塔)的能耗占中央空调体系能耗的70%以上,下降制冷机房能耗对空调体系的节能起着要害作用。一起,我国现有公共修建的42.4%是在2010年曾经建成的,大部分是改革开放后不久建成的。因而,大多数公共修建的制冷机房都存在空调设备老化、设备能耗高的问题,制冷机房的节能改造工作量越来越大。制冷机房的精细规划对下降修建能耗具有重要意义。
1高效制冷机房界说
关于高效制冷机房的界说,尽管国内外没有相关的规范或规范,但业界普遍认为:制冷时节制冷机房的平均能效cop≥5.0可以认为到达了高效制冷机房的规范。该能效基准来自美国暖通空调职业编制的《离心式冷却器冷冻室体系能效评分图》(见图1)。该排行图将制冷时节平均能效≥5.0的房间归类为有效,制冷时节平均能效≤3.5的房间需求改善。

图1制冷机房能效评级图(装备电制冷离心机组)
2制冷机房能效方针现状
制冷机房的有效规划和改造有必要考虑经济性、环保性和可行性。国内外常用电冷源归纳制冷功能系数(SCOP)来点评制冷机房的能效,常用年平均运转功率(AVSCPE)来点评制冷机房的能效。关于制冷机房能效方针的界说,现在的点评内容为:一是冷水泵是否归于机房设备,因二次泵等在机房之外,其能耗是否分配给机房;其次,能效方针的对应工况不清晰,如规划工况和额定工况不同,但运转工况不断变化,如何规范能效方针的对应工况也是一个有争议的问题。我国相关规范对“高效制冷机房”没有清晰的界说。职业通常指能效比大于5.0的制冷机房,如果制冷机房能效比小于3.5,则需求进行改造。改造中应注意的首要问题有:设备陈旧、规划不妥;部分负载下设备功能差;分流输送机能耗高;机舱操控逻辑不完善。
3高效制冷机房优化规划方法
在高效制冷机房的规划过程中,依据实践运转作用,为到达高效制冷机房的建造方针,规划人员应依据修建物的动荷载特性、气候特性和修建功能等要素,挑选合适的体系形式和规划参数。结合建造单位的工程定位;在此基础上,依据冷水机组、冷却塔和容量的不同组合,确定了冷却源的替代方案,并结合不同的操控战略等,给出了规划方案。将规划参数和操控战略输入能耗仿真剖析东西,定量剖析机房体系是否到达预订的节能方针;依据计算结果,不断进行循环迭代、操控战略优化和规划参数优化,确定满意节能方针的规划方案。
现在,高效制冷机房体系的规划思路和提高能效的要害技能有:高效设备、低流量低阻力供水体系、管网优化、体系操控战略优化、高精度数据牢靠监测。制冷机房体系是一个全体。只要在体系各部件之间的耦合关系和相互作用最优的情况下,才干完成机舱的最大能效。对于制冷机房的能效点评,Hartman提出的制冷机房年平均运转功率包含冷却器、冷却水泵和冷却塔的全体运转功率,如图2所示。新加坡绿色修建点评规范经过点评制冷机房(包含冷却器、冷水泵、冷却水泵、冷却塔和末端供气体系)的全体制冷系数来点评修建能耗水平。我国现行的国家规范和职业规范首要集中在制冷机房在额定工况下的单机功率。例如,《公共修建节能规划规范》(GB 50189-2015)对冷水机组的COP、IPLV、水泵功率作了相应的规则。可是,关于机房全体实践能耗的规则相对较少,仅对空调体系的电冷源的归纳制冷功能系数(SCOP)提出了要求,即冷却水泵、冷却塔三种设备的归纳制冷功能系数。机房的额定工况与实践运转工况仍有很大的不同,不能在节能型工业规划中发挥主导作用。

图1ASHRAE中对制冷机房能效的要求
为了全面点评制冷机房的归纳功能,将整个机房作为能效点评的依据。制冷机房归纳点评方针用于优化制冷机房总能耗,完成冷却器、冷水泵、冷却水泵、冷却塔等设备的优化匹配。本文以机房年平均运转功率点评方针(ACCPEC)和部分活负荷功能系数(IPLV
X)作为高效制冷机房的点评方针,对机房的全体功能进行横向和纵向比较。ACCPEC是首要的能耗判别方针,适用于方案比选,IPLVR是辅佐判别方针,适用于机组选型。机房全年点评功率是指机房年制冷量与机房年能耗的比值。依据美国ASHRAE拟定的ACPE方针,ACPEC在制冷机房能耗范围内增加了冷水泵的能耗,有效地反映了制冷机房的年运转能效。计算公式如式(1)所示。归纳实践部分负荷功能系数IPLV为各负荷范围内累计负荷比例加权后的机组能效平均值。计算公式如式(2)所示。IPLVR能反映工程实践负荷频率散布对冷水机组归纳能效的影响,比IPLV方针更能反映修建物负荷特性、机组数量、运转时间等要素对机组功能的归纳影响。

式(1)和(2)中,Qcp是制冷机房的年制冷量,kW.h;Wcp为制冷机房年能耗,kW·h;Wch为冷水机组年能耗,kW·h;Wchi为冷却塔年能耗,kW·h;Wct为冷却水泵年用电量,k;W。hWCHWP为冷却水泵全年耗电量,KW.h;Wchwp为冷水泵全年耗电量,kW·h;A、B、C、D分别为94%、75%、50%、25%负荷率和对应冷凝器进水温度下的能效比;
为本工程活载的权重系数。结合制冷机房归纳能耗、ACPEC机房年度考核功率和IPLVR实践分负荷功能系数,对制冷机房体系规划方案进行比较挑选,不仅能科学有效地反映制冷机房的年度运转功率。一起还考虑了机组在气象条件、负荷特性、机房装备、运转时间等不同要素下的部分负荷实践运转情况。
结束语
依据我国修建制冷机房的技能现状,指出要害技能方针的界说不完善,界限界定不清晰,规划要求不清晰。调试验证要求、集团操控体系接口操控要求、运转保护要求等未得到充沛保证。为解决这些问题,迫切需求落实相关方针和规范,加强各职业的研发和相关工作。
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