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智慧节能 | 高效制冷机房解决方案深度解读

2022-10-28 11:31:49 来源: 舒适100网 分类:中央空调
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导读

《绿色高效制冷行动方案》提出,到2022年,我国家用空调、多联机等制冷产品的市场能效水平提升30%以上,绿色高效制冷产品市场占有率提高20%,实现年节电约1000亿kW·h;到2030年,大型公共建筑制冷能效提升30%,制冷总体能效水平提升25%以上,绿色高效制冷产品市场占有率提高40%以上,实现年节电4000亿kW·h左右。2020年,在第75届联合国大会上我国作出郑重承诺:二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。2021年,在十三届全国人大四次会议上,扎实做好碳达峰、碳中和各项工作被写入政府工作报告。2022年,国家提出推进美丽中国建设,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展。由此可见,国家正在大力推动一系列节能环保相关的政策落地。

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在我国致力于低碳能源转型的大背景下,能耗高且碳排放量较大的暖通空调领域面临巨大的减排压力。据统计,现代建筑物里的第一大能耗系统是中央空调,而中央空调系统能耗中最耗能的是制冷机房,如何控制制冷机房中各部件的运行能耗至关重要!而建设高效机房作为助力制冷产业低碳发展的重要方式,正成为暖通空调行业当下关注的重点领域。

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高效机房解决方案解读

随着双碳政策的发展,高效机房的应用范围越来越广,那么如何打造高效机房?打造高效制冷机房实际上是一项精细化设计和智能化运维的系统性工作,包含系统方案的设计、节能产品的选择以及机房系统的优化等关键部分。高效机房系统的价值更多的体现在设备优化、设计优化、暖通空调设备与机房控制系统整合、设备安装与工程管理、全系统整体调试等方面,因此,高效机房系统不仅需要方案设计与选型产品相互匹配,还与规范化、合理化的安装与运维密切相关。

一、高效机房解决方案流程

全年负荷模拟:基于用户需求与工程实际,形成初步设计方案,进行全年动态负荷模拟。

优化系统设备选型:根据全年负荷模拟选择晶振适配高效设备

能效模拟:初步模拟全年系统能效情况,判断机房节能性

精准智能控制:基于当地气候特点以及系统特点,匹配最优控制方案

工程优化实施:采用BIM建模精准指导现场施工

调试跟踪:精准计量,校核测试系统能效情况,对比设计阶段性能指标

智慧监测诊断:对已投运系统,通过云平台追踪分析系统运行能效情况 

二、建筑空调负荷动态全年模拟分析

通过能源模拟分析软件,动态模拟建筑空调全年8760H负荷,了解和分析全年空调负荷特性,包括空调逐时负荷、空调峰值负荷、空调负荷比重分布等重要信息。以写字楼建筑为例,中央空调能耗占达到60%。

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三、系统优化及设备选型

1、水利优化

· 流程优化、设计平衡

主要设备容量及配置比选,系统流程确定,确保设备出力平衡。例如不同型号等压降设计、不同支路等压降设计。例如不同型号等压降设计,不同支路等压降设计。对系统进行详细水力计算,准确控制设备、阀组及管路。

· 水力核算、控制压降

对系统进行详细水力计算,准确控制设备、阀组及管路压降,保证系统管路水力平衡,控制最不利系统压降。例如选用低压降主机、低压降止回阀、过滤器,适当采用45度弯头和顺水三通,适当放大管径等。

2、主机选型 

· 能效:设计工况、全年运行工况10-100%负荷能效选型;

· 压降:蒸发器、冷凝器在设计工况下的压降;

· 驱动方式:变频驱动、直流驱动、磁悬浮驱动;

· 压缩方式:离心、螺杆;

·其他条件:重启时间、是否变流量机组、电气条件、安装条件、变频驱动应控制谐波干扰。

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3、冷却塔选型

· 项目所在地室外设计湿球温度、典型气象年湿球温度分布;冷却水处理逼近度;

· 冷却塔在设计工况、实际运行典型工况电脑选型;热力性能经过CTI认证;

· 驱动:变频驱动、直流驱动;风机:高效风机;高风电比;谐波系数≤5%;

· 布水器确保冷却水量在30%-100%变化时均匀布水;

· 抗风等级、节水、防火性能;现场布置位置、与主导风向关系;

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4、水泵选型

· 系统水力计算-扬程;

· 供回水温差-流量;

· 水泵汽蚀余量-系统汽蚀余量;

· 水泵高效率-设计工况点在高效区间;

· 泵头效率、电机效率;

· 水泵形式:双吸泵、单吸泵;

· 变频电机驱动、谐波处理;

· 水泵设计工况、变转速工况性能曲线;

· 多台泵并联,不同台数泵运行时运行工况分析;

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四、系统能效模拟

中央空调系统能效仿真平台

· 针对不同湿球温度条件下不同负荷工况,匹配主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔运行工况,通过模拟组合和能效比较,确定最优运行模式组合,并确定全年运行策略。

· 根据全年8760H空调负荷、对应环境湿球温度和运行策略,模拟全年运行能效。

五、精准智能控制

1、高效机房群控设计

· 以冷机能效特性为核心,解决制冷系统能效耦合问题,实现冷却水泵、冷却塔风机、冷机的能耗之和最低;

· 按需调节冷机台数及出水温度,降低机组能耗;

· 按需调节冷冻水泵频率,降低水泵能耗;

· 按需调节冷却塔风机频率,均匀布水变频运行。

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六、工程实施优化

1、BIM三维技术

· 通过BIM三维建模技术指导现场施工,可大幅提升设计与现场施工的一致性;

· BIM模块化预制可实现场外基础构建施工,现场无明火拼装,缩短整体施工周期。

2、运输规划与安装施工

· 提前规划设备进出场路线,保证设备运输进场效率,减少重复运输;

· 配备现场专家指导施工,确保施工按设计要求完成;

3、节点检查、过程控制

· 对安装施工过程关键工艺进行提前交底、关键节点参与指导和检查,在系统安装符合规范的前提下,确保系统水力平衡和压降可控,确保高效机房配套电气系统、智能控制及能效监测系统设备、管线安装符合要求。

七、调试与跟踪

1、调试运维服务

· 在系统运行前,对机房施工进行技术督导,对辅助设备的质量和技术参数进行审核等;

· 在系统投入使用后,配套良好的售前售后服务,根据系统负荷运行特点,跟踪负荷和设备效率,指导系统调适。 

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2、调试内容:

· 单机调试:负责主机等设备调试;

· 联合试运转调试:水系统水力平衡调试和阀门的设定,各种模式的联合试运转,水系统过滤器清洗;智能控制系统按照控制逻辑逐一运行检查;

· 试运行调适:结合运行负荷、设计指标对系统设备及关键参数进行优化设定,检查各设备及系统参数是否符合要求;对智能控制系统的参数设定、步程、裕度进行调整;

· 舒适性指标测试和调试:可协助客户进行空调区域温度、湿度、洁净度、风速、正负压、噪音测试和调试;

· 响应性指标测试和调试:冷热源机房供回水温度、压力等参数达到设定值所需时间,主机、水泵、换热器出力测试和调试;智能控制系统响应性测试和调试;

· 能效指标测试和调试:对系统实际能效数据与模拟分析数据进行对比分析,对系统进行进一步调适;远程监测系统能效和关键参数,按需干预,以全年能效指标进行考核;

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八、智慧检测诊断

1、能效维持 

· 系统节能性运维

主机、水泵、冷却塔及管路系统按照节能性运维标准进行维护保养,确保设备保持高效状态。

· 智能控制及监测系统维护

对智能控制系统、监测系统定期进行维护,确保智能控制的精准性和能效监测系统数据准确性。

· 远程监测、能效预警

通过系统运行数据的远程监测,能效对标,及时对系统影响能效的因素进行预警处理。

· 云端分析持续调优

通过对系统运行数据进行人工智能分析,给出系统优化运行建议和改进措施。

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2、高效机房数据管理平台

高效机房采用专业高效的控制系统,在实现精准控制的同时,可以稳定运行,无人值守。

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3、冷站监测

· 实时运行情况:在不同工况下分别实时动态显示机房运行参数。

· 故障报警:设备出现故障时,界面中的相应位置会高亮闪烁显示并发出报警提示音。 

4、专家诊断

· 能效优化:建立设备健康运行分析模型,对空调设备开展智能化健康度分析与节能诊断,针对不合理环节采取对应解决方案,提升设备运行能效。

· 诊断建议:自动生成相应的综合诊断建议,以及相应的诊断报告。

随着“绿色”“节能”等理念日益深入人心,高效机房建设在国内蔚然成风。业内众多绿色节能品牌早已在高效机房领域展开了积极的探索,比如舒适100暖通M智慧管控系统(以下简称M系统),在系统化高效机房产业技术的成果转化以及应用上获得了新的突破与阶段性的成果。

M系统作为舒适100公司目前的重点发展方向,M系统结合人工智能、大数据与云计算的应用,为制冷站运营提供了一套综合管理的服务模式,实现了制冷站全面智慧化、数字化与综合化的管理,让能耗节省率达到了15%~40%。系统对于能耗的精准控制,能有效降低制冷站能源消耗,减少碳排放。同时,系统也为制冷站系统所面临的不智能问题提供了赋能支持。

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舒适100公司自2009年成立以来,一直专注于人、自然与建筑环境的智慧解决方案。公司在国内首创环境智能及智慧暖通的理念和技术,并积极引进国际先进的建筑环保理念。作为暖通行业最早应用物联网、大数据、人工智能、算法的企业,公司致力于用科技创新、综合服务打造舒适、健康、低碳、智慧的管理系统和解决方案。

目前,M系统效益转化与实际应用在广大用能企业取得了长足的进展与成果:实现了大型工厂园区智慧化的运维调控,帮助大能耗的电子、钢材、化工、新能源、医药、汽车、酒店、大型办公楼等中央空调系统实现了智慧化的综合管理与节能减排。

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“高效机房”将中央空调的机房设备,进行系统性、智能性、集成性优化设计,使资源达到充分共享,实现集中、高效、便利的管理,确保整个制冷机房整体运行后效率始终处于最高水平。在高效机房的实际应用上,以及在各单位、工厂、企业智慧能源管理和实现绿色低碳转型方面,M系统具有独特的优势。未来,伴随着高效机房的广泛应用,M系统也将持续发力,为高耗能、高浪费的暖通空调系统实现高效节能赋能


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