如何打造高效机房,高效机房建设方案

　　随着双碳政策的发展以及建筑节能减排政策的不断推进，高效机房对于节能的意义非凡，也在一定程度上节约设备的运行成本。对于用能单位来说，安装高效机房不仅能满足国家和社会对于节能减排的期望和目标，也能产生最直接的经济效益，那我们该如何打造高效机房呢?

　　一、高效机房衡量指标及节能价值

　　高效机房的衡量指标是采用综合能效比EER，5.0将作为判定是否为高效机房的最低限定值。EER=机房总输出制冷量(Kwh)/机房总耗电量(Kwh)，EER ≥ 5.0的机房,可称为高效制冷机房。

　　采用高效机房，需增加设备投资费用(主要增加的设备包括制冷主机、水泵、自控等)，3000RT的机房，投资约增加400万的费用，但是年节省电费193.6万，投资回收期为2.066年。

　　二、实现高效机房的技术措施

　　在制冷机房系统中，冷水机组是输出供冷量的唯一源头，冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔作为附属设备并不直接输出供冷量，其耗电量的大小直接影响制冷机房系统能效;提高冷水机组的效率，降低附属设备耗电占比，可实现预定的高效机房能效设计目标。

　　1、冷水机组优化选型

　　高效率(满负荷+全工况部分负荷)

　　高效制冷机房选用的冷水机组一般为螺杆式或离心式冷水机组。螺杆式冷水机组单机制冷量小，运行稳定可靠，通常的应用范围为350 kW-1054 kW，常用于低负荷时段的调节机组;离心式冷水机组单机制冷量大，能效高，通常的应用范围为1758 kW-10000 kW;对于单机制冷量范围在1054~1758kW时，离心式和螺杆式机组均可选用，可以通过性能价格比较后，选择合适的机组。

　　冷水机组的台数控制宜根据冷水机组效率与负荷曲线确定，确保冷水机组在不同负荷工况下均处于高效运行区

　　蒸发器，冷凝器低水阻

　　冷水机组蒸发器和冷凝器的压力降直接影响着冷冻水泵和冷却水泵的能耗，因此应尽量降低冷水机组两器的压力降。冷水机组的制造企业一般可通过优化换热器管径、数量等方式，实现降低两器阻力的目的。

　　变频冷水机组

　　变频冷水机组比定频机组具有更高部分负荷运行能效，因此，设备选型时应分析建筑的全年动态负荷特性，根据单台冷水机组承担空调负荷的变化规律确定选用定频机组或变频机组。对于承担稳定冷负荷的主机可选用定频机组，对于承担变负荷，并且部分负荷运行时间较长时宜选用变频机组。

　　AHRI认证+Ⅰ级能效

　　冷水机组提供机组在不同冷冻水出水温度、冷却水进水温度、不同负荷率、不同流量下的制冷量和输入功率等性能参数，冷水机组的性能参数宜采用可追溯的AHRI(美国制冷空调与供暖协会)认证的软件来保证其准确性。冷却塔风机效率应不低于现行《通风机能效限定值及能效等级》GB 19761-2020-4中的Ⅰ级能效值。高效机房选用的冷冻水泵和冷却水泵的效率应不低于现行《清水离心泵能效限定值及节能评价值》GB19762-2007规定的节能评价值。

　　2、水泵优化选型

　　卧式立式双吸泵

　　空调系统常用的水泵类型有单级单吸清水离心泵、单级双吸清水离心泵和多级清水离心泵。对于单台水泵流量需求在450m³/h以下时，宜选用单级单吸清水离心泵。对于单台水泵流量需求在500m³/h及以上时，宜选用双吸泵。对于要求为小流量、高扬程的水泵，宜采用多级清水离心泵。

　　电机高效率

　　水泵电机效率应满足现行标准《电动机能效限定值及能效等级》GB18613-2020规定中的2级及以上能效的要求。

　　扬程余量合理

　　在保证系统正常运行的情况下，水泵的扬程越低，水泵的功率也会越低，因此所选择的水泵余量需合理。

　　变频电机+变频控制

　　普通电机采用变频调速，在低速时容易导致由于冷却量不足造成电机温升升高而烧坏，因此建议采用变频电机，以实现较大的流量调节范围。水泵电机效率应满足现行标准《电动机能效限定值及能效等级》GB18613-2020规定中的2级及以上能效的要求。

　　3、冷却塔优化选型

　　在冷冻水供水温度保持不变的情况下，降低冷却水供水温度(即冷却塔出水温度)，可降低冷水机组压缩机压头，提升冷水机组性能系数，根据相关研究，冷却水供水温度每降低1℃，冷水机组性能系数可提高2%~4%;另外冷却塔的耗电量占比越低，那么整个机房的COP也越低。冷却塔的选型如下：

　　1)在空间允许的情况下，选择散热能力更强的塔;

　　2)选型水温优化：35.5/30.5℃(原为37/32℃);

　　3)选型容量优化：在满足安装限制条件下，加大塔体尺寸，降低迎风面风速，适当加大填料换热面积;

　　4)在实际运行中，结合智能化控制平台，实现高效节能运行控制策略优化;冷却塔所有风机为变频控制，变频控制策略由群控自动实现;

　　5)关注冷却塔的变水量特性：要求在可变流量范围内布水要均匀。

　　4、全年负荷模拟

　　根据建筑数据及暖通规范要求，通过运用空调系统模拟软件对建筑物负荷计算可获取全年8760个小时的准确制冷总负荷、最小制冷负荷、详细的建筑物日负荷变化规律和年负荷变化规律，找出运行时间占比较高的冷量需求。

　　在公共建筑中空调耗电量占建筑总耗电量的50%左右，而制冷机房系统又占空调系统的85%左右，打造高效机房成为中央空调系统节能的重点。打造高效机房可通过制冷主机、水泵、冷却塔选型优化、管路优化及水利平衡计算，全年8760小时能耗模拟等一系列技术措施使得机房效率EER大于5.0来实现。除此之外高效机房+水蓄冷的方案，近年来也被广泛使用。