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          阿姆斯壯高效率機房施工

          發布日期:2021-11-08 15:41:00 點擊次數: 字號: [默認] [] [] []
          摘要:高效機房
          2021年全國兩會,碳達峰和碳中和被首次寫入政府工作報告,建筑節能減排政策的不斷推進。高效制冷機房對于建筑節能意義非凡,具有優秀的經濟效益和顯著的推廣應用價值。本文基于我司項目實施經驗,對高效制冷機房施工予以簡要分析。

          中央空調系統是公共建筑機電系統的重要組成部分,同時在建筑能耗中的占據很大的比重。市面上主流采用水冷式制冷機的中央空調系統,中央空調系統的能耗占建筑總能耗的40%~60% 。而中央空調系統的冷源“三大件”部分(制冷機組、冷卻塔、空調水循環泵)的能耗則占中央空調系統能耗的60%~80% 。也就是說,中央空調系統制冷機房的能耗占建筑總能耗的20%~50%。

          根據美國標準或者新加坡綠建標準,以及廣東省標準,中央空調系統的制冷機房系統能效COP超過5.0才能稱之為高效制冷機房。目前國內普遍公共建筑制冷機房全年綜合能效COP在2.5~3.0區間,中央空調系統的制冷機房系統能效COP從3.0提升到5.0,建筑能耗降低可高達20% 以上。因此,中央空調系統制冷機房的能源利用效率提高對于提升建筑能效水平具有著顯著的正面效應。針對高效制冷機房施工,在此予以簡要分析。

          1、 高效制冷機房優化選型

          開展高效制冷機房優化選型,首先需要進行全年空調冷負荷模擬,根據不同業態的使用規律擬定全年冷負荷趨勢。然后以全年空調冷負荷模擬數據作為制冷機房設備優化依據,根據模擬結果及特點,合理選擇制冷機組、空調水循環水泵、冷卻塔的制冷量、揚程等性能參數,適當降低冷卻水供回水溫度,節約機組耗能。其次需要合理優化中央空調系統冷凍水管網布置,盡可能地保證各末端環路維持水力平衡狀態。最后需要針對性地制定群控節能運行策略,全自動運行系統監控、自適應調整。

          1.1 全年空調冷負荷模擬

          常規公共建筑中央空調系統的初步設計方案趨于保守,現有空調設計大多為冷凍水溫度為7-12℃,冷卻水溫度為32℃入口,沒有考慮負荷變化、冷卻塔與主機的匹配,缺乏針對性研討末端用冷需求,制冷機組和循環水泵的選型通常富余量偏大,而這直接導致了制冷機房在日常運行中綜合能效偏低,徒增能耗。因此,在實施高效制冷機房深化設計初期運用全過程的模擬分析輔助方法計算建筑冷負荷分析是非常有必要的。通過運用空調系統模擬軟件對建筑物負荷逐時、逐日、逐月的計算可獲取建筑模擬全年制冷總負荷、峰谷值制冷負荷,以及日常冷負荷變化規律。相比中央空調系統初步設計,可以剔除冷源部分的選型余量,實現制冷機房精細化設計、設備適配化選型,并就制冷機房群控策略提出改善及優化支持。

          1.2 冷源“三大件”優化選型

          首先,制冷機組是制約整個高效制冷機房的能耗核心。由制冷循環的基本理論可知,在制冷機組蒸發溫度不變的情況下,冷凝溫度越低,壓縮機功耗越小,制冷量越大,制冷效率也越高。制冷主機需要選取低冷卻水溫主機(30.5/35.5℃)。

          其次,空調水循環水泵能耗占整個中央空調系統能耗的20%~25% 左右。在滿足最不利端用冷需求的情況下,應盡量降低空調水輸送動力能耗??照{水循環水泵效率與水泵功率為反比關系,水泵功率與水泵揚程成正比關系,而水泵揚程又與系統內阻力成正比關系。因此,要想提升空調水循環水泵效率,可從降低空調水系統阻力著手??照{水泵的揚程、流量等參數通常是在整個高效機房項目深化方案基本定下來才能最終確定,因為水泵參數要結合空調系統的管徑、閥門數量、閥門水阻、系統水流量、冷卻塔選型及進水高度、末端設備冷負荷及水阻等因素確定后,才能通過水力計算倒推出空調水泵的選型參數。

          最后,按照以往項目案例測算,保持制冷機組蒸發溫度不變,冷凝溫度每增加1℃,單位制冷量的耗功率約增加3%~4%,冷卻系統供回水溫度直接關系到制冷機組的COP值。因此,在選用冷卻塔型時,必須考慮一定的富余量,但也不能一昧盲目加大冷卻塔的型號而徒增項目初期投資成本。比如當最不利環境濕球溫度在28℃時,常規制冷機房的冷卻塔標準工況供回水溫度為37/32℃,高效制冷機房的冷卻塔選型可盡量將冷卻塔供回水溫度降低至35.5/30.5℃。

          1.3 空調水系統管網優化

          水冷式制冷中央空調系統通常設置不同供回水路以滿足末端用冷需求,通過優化管路布置和管徑以保證同一供冷時間段內系統管網維持水力平衡,確保各并聯回路之間壓力損失的相對差額控制在15% 以內,同時將最不利端回路的水阻將至最低。降低水系統阻力可從以下措施著手:

          1.3.1 選用低阻力閥門管件。

          常規制冷機房在循環水泵進水端多用Y型過濾器,常見的Y型水過濾器過濾面積小,阻力較大。應優先選用水壓降小于2 kPa的角型過濾器或籃式過濾器,由于其形狀特性,可以同時連接水平和豎向管道,在管路設計上節省一個管道彎頭及其水損。除此之外,常規蝶式止回閥也應調整為靜音式止回閥,其水壓降小于2 kPa。

          1.3.2 管路低阻力優化。

          在空調水系統管路流量不變的情況下,高效制冷機房的管路系統優化應采取支管與主管盡量采用45°~60°斜插式連接,以進一步降低管路系統的水頭損失。循環水泵出口與制冷機組的蒸發器、冷凝器入口高度維持在同一水平線。干管水平走向應盡量減少使用直角彎頭,將直角彎頭、直角三通改為順水彎頭或順水三通,規避“馬鞍形”管路,同時縮短管道路徑。

          2、BIM應用

          高效制冷機房管道往往比較復雜,BIM技術在高效制冷機房深化設計中的應用,是在相對有限的空間里更科學、合理、美觀、高效地布置各機電專業管線,實際地反映設備、管道、橋架等在空間的排列走向,更好地指現導場施工人員進行作業,為施工現場合理安排施工次序、優化施工方案提供技術依據,使各專業管線交叉有序,更好地協調施工現場。

          相比常規制冷機房,高效率制冷機房的支干管接駁多數為斜置,管路上安放的傳感器數量非常多,包括流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等眾多精密傳感器,僅僅依靠CAD二維軟件無法直觀展現。而利用BIM模型除了可以多角度精細展示管道布置、主要設備、管線的安裝標高和管線之間的水平間距及定位尺寸,精準復核各類傳感器的安裝空間,而且還可以利用revit碰撞檢測功能,提前反饋不同專業管線之間、管線與建筑結構之間的交叉碰撞問題,提前規劃設置綜合支架,大幅提高施工效率,提高機房整體觀感。

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