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智慧節能 | 高效制冷機房解決方案深度解讀

2022-10-28 11:31:49 來源: 舒適100網 分類:中央空調
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導讀

《綠色高效制冷行動方案》提出,到2022年,我國家用空調、多聯機等制冷產品的市場能效水平提升30%以上,綠色高效制冷產品市場占有率提高20%,實現年節電約1000億kW·h;到2030年,大型公共建筑制冷能效提升30%,制冷總體能效水平提升25%以上,綠色高效制冷產品市場占有率提高40%以上,實現年節電4000億kW·h左右。2020年,在第75屆聯合國大會上我國作出鄭重承諾:二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。2021年,在十三屆全國人大四次會議上,扎實做好碳達峰、碳中和各項工作被寫入政府工作報告。2022年,國家提出推進美麗中國建設,協同推進降碳、減污、擴綠、增長,推進生態優先、節約集約、綠色低碳發展。由此可見,國家正在大力推動一系列節能環保相關的政策落地。

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在我國致力于低碳能源轉型的大背景下,能耗高且碳排放量較大的暖通空調領域面臨巨大的減排壓力。據統計,現代建筑物里的第一大能耗系統是中央空調,而中央空調系統能耗中最耗能的是制冷機房,如何控制制冷機房中各部件的運行能耗至關重要!而建設高效機房作為助力制冷產業低碳發展的重要方式,正成為暖通空調行業當下關注的重點領域。

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高效機房解決方案解讀

隨著雙碳政策的發展,高效機房的應用范圍越來越廣,那么如何打造高效機房?打造高效制冷機房實際上是一項精細化設計和智能化運維的系統性工作,包含系統方案的設計、節能產品的選擇以及機房系統的優化等關鍵部分。高效機房系統的價值更多的體現在設備優化、設計優化、暖通空調設備與機房控制系統整合、設備安裝與工程管理、全系統整體調試等方面,因此,高效機房系統不僅需要方案設計與選型產品相互匹配,還與規范化、合理化的安裝與運維密切相關。

一、高效機房解決方案流程

全年負荷模擬:基于用戶需求與工程實際,形成初步設計方案,進行全年動態負荷模擬。

優化系統設備選型:根據全年負荷模擬選擇晶振適配高效設備

能效模擬:初步模擬全年系統能效情況,判斷機房節能性

精準智能控制:基于當地氣候特點以及系統特點,匹配最優控制方案

工程優化實施:采用BIM建模精準指導現場施工

調試跟蹤:精準計量,校核測試系統能效情況,對比設計階段性能指標

智慧監測診斷:對已投運系統,通過云平臺追蹤分析系統運行能效情況?

二、建筑空調負荷動態全年模擬分析

通過能源模擬分析軟件,動態模擬建筑空調全年8760H負荷,了解和分析全年空調負荷特性,包括空調逐時負荷、空調峰值負荷、空調負荷比重分布等重要信息。以寫字樓建筑為例,中央空調能耗占達到60%。

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三、系統優化及設備選型

1、水利優化

· 流程優化、設計平衡

主要設備容量及配置比選,系統流程確定,確保設備出力平衡。例如不同型號等壓降設計、不同支路等壓降設計。例如不同型號等壓降設計,不同支路等壓降設計。對系統進行詳細水力計算,準確控制設備、閥組及管路。

· 水力核算、控制壓降

對系統進行詳細水力計算,準確控制設備、閥組及管路壓降,保證系統管路水力平衡,控制最不利系統壓降。例如選用低壓降主機、低壓降止回閥、過濾器,適當采用45度彎頭和順水三通,適當放大管徑等。

2、主機選型?

· 能效:設計工況、全年運行工況10-100%負荷能效選型;

· 壓降:蒸發器、冷凝器在設計工況下的壓降;

· 驅動方式:變頻驅動、直流驅動、磁懸浮驅動;

· 壓縮方式:離心、螺桿;

·其他條件:重啟時間、是否變流量機組、電氣條件、安裝條件、變頻驅動應控制諧波干擾。

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3、冷卻塔選型

· 項目所在地室外設計濕球溫度、典型氣象年濕球溫度分布;冷卻水處理逼近度;

· 冷卻塔在設計工況、實際運行典型工況電腦選型;熱力性能經過CTI認證;

· 驅動:變頻驅動、直流驅動;風機:高效風機;高風電比;諧波系數≤5%;

· 布水器確保冷卻水量在30%-100%變化時均勻布水;

· 抗風等級、節水、防火性能;現場布置位置、與主導風向關系;

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4、水泵選型

· 系統水力計算-揚程;

· 供回水溫差-流量;

· 水泵汽蝕余量-系統汽蝕余量;

· 水泵高效率-設計工況點在高效區間;

· 泵頭效率、電機效率;

· 水泵形式:雙吸泵、單吸泵;

· 變頻電機驅動、諧波處理;

· 水泵設計工況、變轉速工況性能曲線;

· 多臺泵并聯,不同臺數泵運行時運行工況分析;

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四、系統能效模擬

中央空調系統能效仿真平臺

· 針對不同濕球溫度條件下不同負荷工況,匹配主機、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔運行工況,通過模擬組合和能效比較,確定最優運行模式組合,并確定全年運行策略。

· 根據全年8760H空調負荷、對應環境濕球溫度和運行策略,模擬全年運行能效。

五、精準智能控制

1、高效機房群控設計

· 以冷機能效特性為核心,解決制冷系統能效耦合問題,實現冷卻水泵、冷卻塔風機、冷機的能耗之和最低;

· 按需調節冷機臺數及出水溫度,降低機組能耗;

· 按需調節冷凍水泵頻率,降低水泵能耗;

· 按需調節冷卻塔風機頻率,均勻布水變頻運行。

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六、工程實施優化

1、BIM三維技術

· 通過BIM三維建模技術指導現場施工,可大幅提升設計與現場施工的一致性;

· BIM模塊化預制可實現場外基礎構建施工,現場無明火拼裝,縮短整體施工周期。

2、運輸規劃與安裝施工

· 提前規劃設備進出場路線,保證設備運輸進場效率,減少重復運輸;

· 配備現場專家指導施工,確保施工按設計要求完成;

3、節點檢查、過程控制

· 對安裝施工過程關鍵工藝進行提前交底、關鍵節點參與指導和檢查,在系統安裝符合規范的前提下,確保系統水力平衡和壓降可控,確保高效機房配套電氣系統、智能控制及能效監測系統設備、管線安裝符合要求。

七、調試與跟蹤

1、調試運維服務

· 在系統運行前,對機房施工進行技術督導,對輔助設備的質量和技術參數進行審核等;

· 在系統投入使用后,配套良好的售前售后服務,根據系統負荷運行特點,跟蹤負荷和設備效率,指導系統調適。?

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2、調試內容:

· 單機調試:負責主機等設備調試;

· 聯合試運轉調試:水系統水力平衡調試和閥門的設定,各種模式的聯合試運轉,水系統過濾器清洗;智能控制系統按照控制邏輯逐一運行檢查;

· 試運行調適:結合運行負荷、設計指標對系統設備及關鍵參數進行優化設定,檢查各設備及系統參數是否符合要求;對智能控制系統的參數設定、步程、裕度進行調整;

· 舒適性指標測試和調試:可協助客戶進行空調區域溫度、濕度、潔凈度、風速、正負壓、噪音測試和調試;

· 響應性指標測試和調試:冷熱源機房供回水溫度、壓力等參數達到設定值所需時間,主機、水泵、換熱器出力測試和調試;智能控制系統響應性測試和調試;

· 能效指標測試和調試:對系統實際能效數據與模擬分析數據進行對比分析,對系統進行進一步調適;遠程監測系統能效和關鍵參數,按需干預,以全年能效指標進行考核;

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八、智慧檢測診斷

1、能效維持?

· 系統節能性運維

主機、水泵、冷卻塔及管路系統按照節能性運維標準進行維護保養,確保設備保持高效狀態。

· 智能控制及監測系統維護

對智能控制系統、監測系統定期進行維護,確保智能控制的精準性和能效監測系統數據準確性。

· 遠程監測、能效預警

通過系統運行數據的遠程監測,能效對標,及時對系統影響能效的因素進行預警處理。

· 云端分析持續調優

通過對系統運行數據進行人工智能分析,給出系統優化運行建議和改進措施。

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2、高效機房數據管理平臺

高效機房采用專業高效的控制系統,在實現精準控制的同時,可以穩定運行,無人值守。

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3、冷站監測

· 實時運行情況:在不同工況下分別實時動態顯示機房運行參數。

· 故障報警:設備出現故障時,界面中的相應位置會高亮閃爍顯示并發出報警提示音。?

4、專家診斷

· 能效優化:建立設備健康運行分析模型,對空調設備開展智能化健康度分析與節能診斷,針對不合理環節采取對應解決方案,提升設備運行能效。

· 診斷建議:自動生成相應的綜合診斷建議,以及相應的診斷報告。

隨著“綠色”“節能”等理念日益深入人心,高效機房建設在國內蔚然成風。業內眾多綠色節能品牌早已在高效機房領域展開了積極的探索,比如舒適100暖通M智慧管控系統(以下簡稱M系統),在系統化高效機房產業技術的成果轉化以及應用上獲得了新的突破與階段性的成果。

M系統作為舒適100公司目前的重點發展方向,M系統結合人工智能、大數據與云計算的應用,為制冷站運營提供了一套綜合管理的服務模式,實現了制冷站全面智慧化、數字化與綜合化的管理,讓能耗節省率達到了15%~40%。系統對于能耗的精準控制,能有效降低制冷站能源消耗,減少碳排放。同時,系統也為制冷站系統所面臨的不智能問題提供了賦能支持。

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舒適100公司自2009年成立以來,一直專注于人、自然與建筑環境的智慧解決方案。公司在國內首創環境智能及智慧暖通的理念和技術,并積極引進國際先進的建筑環保理念。作為暖通行業最早應用物聯網、大數據、人工智能、算法的企業,公司致力于用科技創新、綜合服務打造舒適、健康、低碳、智慧的管理系統和解決方案。

目前,M系統效益轉化與實際應用在廣大用能企業取得了長足的進展與成果:實現了大型工廠園區智慧化的運維調控,幫助大能耗的電子、鋼材、化工、新能源、醫藥、汽車、酒店、大型辦公樓等中央空調系統實現了智慧化的綜合管理與節能減排。

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“高效機房”將中央空調的機房設備,進行系統性、智能性、集成性優化設計,使資源達到充分共享,實現集中、高效、便利的管理,確保整個制冷機房整體運行后效率始終處于最高水平。在高效機房的實際應用上,以及在各單位、工廠、企業智慧能源管理和實現綠色低碳轉型方面,M系統具有獨特的優勢。未來,伴隨著高效機房的廣泛應用,M系統也將持續發力,為高耗能、高浪費的暖通空調系統實現高效節能賦能。


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