高效制冷机房优化与实施

引言

制冷机房在现代建筑中的地位举足轻重，其运行效率和稳定性对建筑的舒适性和能耗水平具有直接影响。当前许多制冷机房的运行状况并不理想，普遍存在能耗高、效率低、运行不稳定等问题。这些问题不仅增加了建筑运行的经济成本，还加剧了环境负担，与当前社会倡导的绿色低碳发展理念背道而驰。随着现代建筑对制冷需求的日益增长，高效制冷机房的优化与实施变得尤为重要。

本文依托于成都某项目中的制冷机房建设过程，通过对制冷机房设备选型优化、管道布置优化和机房安装实施全过程的进行策划、实施、总结，成功完成了高效制冷机房的的安装建设，为类似高效制冷机房的施工提供借鉴经验。

1 工程概况

某项目位于成都市高新南区，占地面积约 17600 平方米，总建筑面积约 113183.3平方米。本项目冷源选用 2 台制冷量 2813KW（800RT）的定频离心式冷水机组和 2台单台制冷量 1406KW（400RT）的变频螺杆式冷水机组，供回水水温为 7%14‰ ，冷水机组、冷冻水泵及冷却水泵设置于 B2 层冷冻机房内，冷却水由设于 A 区塔楼屋面的冷却塔集中供应，共设置 6 台低噪音横流开式冷却塔。

2 高效制冷机房优化

2.1 设备选型优化

设备选型优化对于高效制冷机房的实现至关重要。在进行设备选型时，必须综合考虑多个因素，以确保所选设备既能满足制冷需求，又能达到高效节能的目标。本项目设备选型优化主要从以下方面着手：

（1）冷水机组选型优化：优化机组蒸发器阻力，优化机组冷凝器阻力，机组电机自带变频控制系统。

（2）水泵选型优化：水泵电机效率不低于 93% ，叶轮效率不低于 85% ，增设水泵变频控制系统。

（3）冷却塔选型优化：加大冷却塔散热优化设计，选用高效冷却塔散热设备，增设风机变频控制系统。

（4）阀门选型优化：采用低阻力阀件，控制阀件的阻力 ⩽0.8mH20 ，采用多功能动态调节阀。

设备选型优化是高效制冷机房优化的关键环节。在进行设备选型时，必须全面考虑能效比、噪音、运行稳定性、可靠性和维修性等多个因素，以确保所选设备能够满足机房的制冷需求和高效节能的目标。同时，还应根据机房的实际情况和用户需求进行合理的选择，以实现最佳的制冷效果和经济效益。

2.2 空调水泵选型确认计算

冷却水循环泵组 CTP-B2-1~3 偏差 1% ，冷却水循环泵组 CTP-B2-4~6 偏差 2% ，冷却水泵经过计算与验证，设计值满足实际需求。冷冻水循环泵组 CP-B2-1~3 和CP-B2-4~6 均偏差 5% ，冷冻水泵经过计算与验证，设计值满足实际需求。

鉴于水泵均为变频水泵，因此当负荷未满足设计最大值时，水泵将采用变频方式运行，变频运行阶段，水泵特性曲线的压头及流量满足后续运行所需。

整体优化设计中，我司对管线的优化量低于 5% 。且无特殊翻弯及避让绕弯出现。因此整体对原设计管线走向影响有限。

结论：经计算，设计值满足理论计算值。因此可采用设计参数对水泵进行选型。

2.3 弹簧减震选型计算以冷却塔电机振动减振选型计算为例

（1）设备信息:

冷却塔设备型号:NX2040-3，振动周期 1500 次/分钟，风扇转速290RPM，运行重量 29319kg_o

（2）数据计算:动荷载 ⋅W=Q+F1+F2=29319kg 干扰频率:f= Ω_n/60=25Hz

（3）减振器选型:

弹簧减振器每台选用 16 个，安全系数 1.5，单只载荷 2748.65625kg ，减振器型号KTB-2800-A25，刚度:10 90.3324N/mm ，减振器固有频率: Δf0=3.17Hz

（4）减振效率计算:振动传递率 ，公式中ζ为阻尼比，钢型弹簧阻尼比极小，取值为：1.0E-05；

减振器的减振效率 T=(1-η ） x100%=98.37% 频率比: Δ⋅Δ/Δ0=7.89 ，静态压缩量： 25.0mm_⨀

（5）进行共振验算:

承受高速循环载荷减振器，频率比 f/f0 应大于 2，

频率比: f/f0=7.89{≥2

（6）隔声衰减计算:

隔声系数(衰减量) N=201g(1/(1-T))=35.76dB

（7）结论：

隔振降噪效果甚佳，不产生共振。

2.4 管道布置优化

管道布置优化在高效制冷机房设计中占据举足轻重的地位。合理减少阻力元件，管控辅助配件的质量，利用 BIM 指导施工，减少施工过程中人为误差，实现全过程督导管控，合理的管道布局不仅能够降低流体在传输过程中的阻力，减少能源消耗，能提高整个系统的稳定性和可靠性。

（1）关注管道的长度和直径。过长的管道会增加流体传输的阻力，导致能源浪费；而直径过小的管道则会限制流体的流量，影响制冷效果。因此，需要根据实际需求合理确定管道的长度和直径，以达到最佳的能效比。

（2）管道的弯曲半径也是一个重要的考虑因素。过小的弯曲半径会增加流体在转弯处的阻力，甚至可能引发涡流和湍流，进一步降低能效。为了避免这种情况，应尽可能采用较大的弯曲半径，确保流体在管道内能够顺畅地流动。

通过综合考虑管道的长度、直径、弯曲半径等多个因素，可以实现对制冷机房管道布置的全面优化。这不仅能够提高制冷机房的能效和稳定性，还能降低运行成本，为建筑的节能减排做出积极贡献。

3 高效制冷机房施工组织

施工组织作为高效制冷机房实施过程中的核心环节，为了确保施工过程的顺利进行以及最终机房的质量和性能，必须从多个方面进行细致而全面的考虑和规划。

（1）施工组织之初，需要深入了解和掌握机房的实际情况。这包括机房的尺寸、布局、设备配置等基本信息，以及施工现场的环境条件、交通状况等实际情况。只有充分了解这些信息，才能制定出符合实际的施工流程和质量控制措施，确保施工的顺利进行。

（2）制定施工流程时，应着重考虑各个施工环节之间的衔接和配合。例如，设备的安装顺序、管道的铺设路径等都需要进行精心的设计和规划，以避免施工过程中出现混乱和延误。同时，还应根据施工进度的要求，合理安排施工人员和施工设备，确保施工效率的最大化。

（3）质量控制措施的制定也是施工中的重要一环。为了确保机房的质量和性能达到预期目标，必须对施工过程中的各个环节进行严格的质量控制。这包括对施工材料的质量检查、对施工工艺的监督和指导、对施工质量的定期检测等。通过这些措施的实施，可以有效地提高施工质量，降低机房运行过程中出现故障的风险。

4 高效制冷机房调试运行

调试运行阶段是高效制冷机房实施过程中的关键环节，其目的在于验证机房设计的合理性和确保机房的稳定运行。这一阶段涉及对机房内所有设备和系统的细致检查与调试，以确保各部分均能按照设计要求协同工作。

在调试运行开始前，必须对机房内的设备、管道及控制系统进行全面的检查。控制系统的检查则包括验证传感器、执行器及控制系统硬件和软件是否配置正确，功能是否正常。

调试运行需严格按照预先制定的调试方案和操作要求进行，以确保调试过程的系统性和规范性。调试过程中，应逐步启动各设备和系统，密切观察其运行状态和参数变化，及时调整控制策略，以达到最佳的制冷效果和能耗水平。同时，应做好详细的调试记录，包括设备启动和停止时间、运行参数、故障及处理情况等，为后续的运行和维护提供有力支持。

调试运行是对机房设计的一次全面检验，有助于发现并改进设计中存在的不足，进一步提升机房的性能和效率。本项目通过严谨的调试运行过程，验证了高效制冷机房的稳定性和可靠性，为后续的运行和管理奠定坚实的基础。

5 结语

本文通过分析制冷设备的性能特点，基于能效比、噪音、运行稳定性等多维度评价指标对设备进行选型，确保机房设备的高效稳定运行的基础。在管道布置方面，通过优化管道设计，有效减少了管道阻力和能量损失，提高了制冷效率。同时通过机房的施工组织和调试运行，成功实现了高效制冷机房的建设，保证了机房的整体美观性和可维护性。为后续类似高效制冷机房的建设提供示范作用及经验借鉴，具有很好的推广价值。

作者简介：罗龙江，工程师