什么是高效機房？
高效機房（HIGH EFFICIENCY CHILLER PLANT）是指高能效的空調(diào)制冷機房，根據(jù)《高效空調(diào)制冷機房評價標準》（T/CECS 1100-2022），規(guī)定冷源系統(tǒng)全年能效評價指標符合下表規(guī)定能效的可視為高效機房。
高效機房行業(yè)標準（共識）
制冷機房系統(tǒng)全年平均運行能效比（年平均綜合能效）：EER＞5.0為高效機房最低標準。根據(jù)中國建筑節(jié)能協(xié)會統(tǒng)計，國內(nèi)公共建筑近90%的中央空調(diào)制冷機房運行能效EER在3.5以下，與行業(yè)高效機房最低標準EER＞5.0具有很大差距，亟待改善。
醫(yī)院行業(yè)節(jié)能需求分析
截止2023年底，全國醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)總數(shù)達到107.08萬個，其中醫(yī)院總數(shù)約3.8萬個。我國醫(yī)院總建筑面積體量大，醫(yī)院建筑功能區(qū)分復(fù)雜多樣，運行時間長，其能耗是一般公共建筑能耗的1.6-2倍，大多數(shù)大型綜合醫(yī)院的年度建筑用電強度大于200kW?h/m2，有醫(yī)院甚至超過300kW?h/m2，超高能耗醫(yī)院占比超過14%-20%。
中央空調(diào)系統(tǒng)作為醫(yī)療建筑的能耗大戶，其能耗占建筑總能耗的40%-60%，其中空調(diào)主機、水泵、冷卻塔能耗占70%以上，因此高效的制冷機房系統(tǒng)對醫(yī)院建筑節(jié)能降耗能夠起到關(guān)鍵性作用。以某13萬㎡的綜合醫(yī)院為例，系統(tǒng)總冷量3000RT（不含潔凈區(qū)），制冷季每天運行時間為8:00-18:00，個別延長至20:00，急診等24小時。機房能效按5.0運行，則機房年耗電量約為208萬kW·h，較能效為3.2的普通機房節(jié)電116kW·h，節(jié)約電費約100萬元，醫(yī)院綜合節(jié)（費）能率高達36%。
格力是如何打造高效機房建設(shè)的？
格力電器成立于1991年，產(chǎn)業(yè)覆蓋消費品和工業(yè)裝備兩大領(lǐng)域，30多年來，格力電器始終肩負社會使命，堅持自主創(chuàng)新綠色發(fā)展，在行業(yè)率先研發(fā)了永磁變頻離心機、磁懸浮、變頻變?nèi)萋輻U等一系列國際領(lǐng)先的創(chuàng)新技術(shù)。格力始終秉持綠色低碳發(fā)展理念，利用技術(shù)創(chuàng)新推動產(chǎn)品低耗節(jié)能，截至目前格力已擁有46項國際領(lǐng)先技術(shù)，同時也始終秉持以消費者為中心，根據(jù)用戶需求進行研發(fā)設(shè)計，以高端制造助力產(chǎn)品研發(fā)，以智慧物流精準送達，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品服務(wù)與智能化場景選擇，格力全流程一站式整體解決方案以“產(chǎn)品+場景+服務(wù)”新范式更好的服務(wù)用戶。
格力圍繞建筑全生命周期能源管理，提供“保姆式”綜合解決方案，可承諾改擴建制冷機房綜合能效≥5.0，新建制冷機房綜合能效可≥7.0，大幅提高能源使用效率，助力推進碳達峰行動，促進建筑節(jié)能降耗，已廣泛服務(wù)數(shù)百個新建、改擴建高效機房項目。
格力高效機房服務(wù)方案流程
溧陽市中醫(yī)院（溧陽市醫(yī)療健康中心）高效機房項目的實踐應(yīng)用與成效
溧陽市中醫(yī)院是集醫(yī)療、教學、科研、康復(fù)為一體的園林式智慧三級醫(yī)院，醫(yī)院總建筑面積達206727㎡。格力根據(jù)溧陽中醫(yī)院建筑的功能分區(qū)、結(jié)構(gòu)、地理位置及氣候參數(shù)等實際情況，結(jié)合格力高效機房建設(shè)規(guī)范和流程，具體實施工作為：
第一步，全年負荷模擬仿真。通過能源模擬分析軟件，動態(tài)模擬建筑空調(diào)全年8760H負荷，了解和分析全年空調(diào)負荷特性，包括空調(diào)逐時負荷、空調(diào)峰值負荷、空調(diào)負荷比重分布等重要信息。
根據(jù)仿真模擬，發(fā)現(xiàn)機房滿負荷運行的實際占比非常少，大部分實際運行在50%-60%之間。
第二步，系統(tǒng)優(yōu)化及設(shè)備選型優(yōu)化。通過分析醫(yī)院各功能區(qū)各負荷段的時間占比，對機房冷源設(shè)備、管網(wǎng)、水泵、計量表、閥件、高效機房自控系統(tǒng)和冷卻塔等進行整體方案的優(yōu)化設(shè)計。
1、主機選型優(yōu)化
項目原設(shè)計定頻雙工況冷水機組2臺，800RT定、變頻冷水機組各1臺，為更適應(yīng)本項目特點，提高制冷機房綜合能效，現(xiàn)定制設(shè)計永磁同步變頻850RT雙工況冷水機組2臺，永磁同步變頻850RT冷水機組2臺。機組10-100%負荷范圍無極調(diào)節(jié)；電機高速直接驅(qū)動葉輪，無增速齒輪，傳動效率更高；采取降膜式蒸發(fā)器，換熱效率高，冷媒用量少，水阻降低至5米以內(nèi)；機組振動噪音小，在滿足醫(yī)院制冷需求的條件下，大幅降低冷水機組能耗。
2、水利管網(wǎng)設(shè)計優(yōu)化
對機房主要設(shè)備容量及配置比選，系統(tǒng)流程確定，確保設(shè)備出力平衡。例如不同型號等壓降設(shè)計、不同支路等壓降設(shè)計。同時對系統(tǒng)進行詳細水力計算，準確控制設(shè)備、閥組及管路壓降，保證系統(tǒng)管路水力平衡，控制最不利系統(tǒng)壓降。例如盡量選用低壓降主機、低壓降止回閥、過濾器等，適當采用45度彎頭和順水三通，適當放大管徑等。
3、水泵優(yōu)化選型
通過對管網(wǎng)低阻優(yōu)化后，對圖紙進行詳細的水力計算，確定管路阻力，從而進行水泵揚程的精細選了系統(tǒng)水路阻力，將冷卻水泵揚程由28米調(diào)整為25米，冷卻側(cè)水泵揚程降低10%；將冷凍一級水泵揚程由16米調(diào)整為12米，冷凍側(cè)水泵揚程降低25%；同時將水泵改為變頻泵，水泵流量根據(jù)冷水機組實際流量優(yōu)化，極大提升水泵能效。
通過多方比選水泵效率及電機效率，進行水泵設(shè)計工況、變轉(zhuǎn)速工況性能曲線和多臺泵并聯(lián)、不同臺數(shù)泵運行時運行工況分析；結(jié)合系統(tǒng)大部分時間在部分負荷工況運行，為降低部分負荷時水泵能耗，提升水泵效率，考慮將備用泵改為大小搭配形式，將基載冷凍水一級泵的備用泵調(diào)整為2臺50%流量的小泵；將兩用一備的冷凍水二級泵改為三用不備（系統(tǒng)總流量不變）。
4、冷卻塔優(yōu)化選型
根據(jù)項目所在地室外設(shè)計濕球溫度、典型氣象年濕球溫度分布；為提高冷水機組制冷效率，冷卻水供回水溫度按31/36℃設(shè)計，冷卻塔容量進行適度增加；冷卻水處理逼近度3℃；結(jié)合節(jié)水、節(jié)能、低噪、冷塔布置位置、主導(dǎo)風向等因素，冷卻塔采用高效低噪音風扇，同時搭載變頻風機；冷卻塔進水增加水力穩(wěn)壓器，滿足變流量時冷卻塔高效運行，布水器確保冷卻水量在30%-100%變化時均勻布水；將冷卻塔附近的風冷熱泵機組移位，提高冷卻塔散熱效果。
第三步，機房系統(tǒng)能效模擬，通過格力中央空調(diào)系統(tǒng)能效仿真平臺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(yōu)運行模式組合，并確定全年運行策略。根據(jù)全年8760H空調(diào)負荷、對應(yīng)環(huán)境濕球溫度和運行策略，模擬機房全年運行能效，通過模擬計算，機房理論綜合能效高達6.03。
第四步，精準智能控制，采用格力高效機房自控系統(tǒng)及配套傳感器流量計等，可設(shè)置能源管理、能效監(jiān)測、報告輸出、自動調(diào)整運行策略等功能，通過中央空調(diào)綜合能源管理系統(tǒng)+智能控制柜+高效設(shè)備的架構(gòu)，實現(xiàn)對整個機房設(shè)備的運行監(jiān)控、能效分析、故障預(yù)警和智能聯(lián)動控制等，格力高效機房自控系統(tǒng)是以冷機能效特性為核心，解決制冷系統(tǒng)能效耦合問題，實現(xiàn)冷卻水泵、冷卻塔風機、冷機的能耗之和最低。
機房自控系統(tǒng)中搭載設(shè)備大量性能數(shù)據(jù)庫和機房AI算法，能夠?qū)崿F(xiàn)冷水機組自動尋優(yōu)運行、冷卻塔自適應(yīng)最優(yōu)控制、冷水機組溫差智能控制、水泵等設(shè)備自尋優(yōu)加減載控制等功能，確保機房穩(wěn)定高效運行。同時，格力智能控制柜均為格力自研自制，控制柜集變頻啟停+弱電控制一體，控制柜在出廠時即完成接線和測試，極大地減少現(xiàn)場施工接線工作，提高安裝調(diào)試效率。
第五步，建造實施，在前期設(shè)計階段即通過專業(yè)平臺模擬仿真機房布局，提前布置設(shè)備位置和空間，確保所有管路走向、橋架布置科學合理，通過BIM三維建模技術(shù)指導(dǎo)現(xiàn)場安裝施工，提前規(guī)劃設(shè)備進出場路線，保證設(shè)備運輸進場效率，減少重復(fù)運輸；配備現(xiàn)場專家指導(dǎo)施工，確保施工按設(shè)計要求完成，大幅提升設(shè)計與現(xiàn)場施工的一致性；同時實現(xiàn)機房無明火拼裝，對安裝施工過程關(guān)鍵工藝進行提前交底、關(guān)鍵節(jié)點參與指導(dǎo)和檢查，在系統(tǒng)安裝符合規(guī)范的前提下，確保系統(tǒng)水力平衡和壓降可控，確保高效機房配套電氣系統(tǒng)、智能控制及能效監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備、管線安裝符合要求，極大縮短整體施工周期。
第六步，調(diào)試與跟蹤，在系統(tǒng)運行前，對機房施工進行技術(shù)督導(dǎo)，對輔助設(shè)備的質(zhì)量和技術(shù)參數(shù)進行審核等；在系統(tǒng)調(diào)試過程中，會進行聯(lián)合試運轉(zhuǎn)調(diào)試、主機試運行調(diào)適、舒適性指標測試和調(diào)試、響應(yīng)性指標測試和調(diào)試配等多維度調(diào)試工作，確保冷水機組、水泵、冷卻塔均處于高效運行狀態(tài)，實時跟蹤系統(tǒng)負荷和設(shè)備效率，對實際能效數(shù)據(jù)與模擬分析數(shù)據(jù)進行對比分析，對系統(tǒng)進行進一步調(diào)適；遠程監(jiān)測系統(tǒng)能效和關(guān)鍵參數(shù)，按需干預(yù)，以全年能效指標進行考核。
第七步，智慧運維及能效維持，針對項目主機、水泵、冷卻塔及管路系統(tǒng)按照節(jié)能性運維標準進行維護保養(yǎng)，確保設(shè)備保持高效狀態(tài)，同時對智能控制系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)定期進行維護，確保智能控制的精準性和能效監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)準確性。
通過格力高效機房數(shù)據(jù)管理平臺對系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)進行遠程監(jiān)測，分別實時動態(tài)顯示機房運行參數(shù)，能效對標，及時對系統(tǒng)影響能效的因素進行預(yù)警處理，對系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)進行人工智能分析，建立設(shè)備健康運行分析模型，對機房設(shè)備開展智能化健康度分析與節(jié)能診斷，針對不合理環(huán)節(jié)采取對應(yīng)解決方案，提升設(shè)備運行能效。系統(tǒng)自動生成相應(yīng)的綜合診斷建議，以及相應(yīng)的診斷報告，給出系統(tǒng)優(yōu)化運行建議和改進措施。
溧陽市中醫(yī)院（溧陽市醫(yī)療健康中心）高效機房項目成效
通過格力為溧陽中醫(yī)院高效機房建設(shè)提供全方位的咨詢、設(shè)計、仿真優(yōu)化、施工、精細化調(diào)試跟蹤、智控管理、智慧運維等服務(wù)，使得整個機房建設(shè)周期較常規(guī)設(shè)計縮短30%，同時機房搭配格力高效機房智慧管理系統(tǒng)和智能控制柜，降低管理人員數(shù)量50%，極大提高機房管理人員工作效率，保障醫(yī)院冷熱源系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行。
溧陽中醫(yī)院制冷機房系統(tǒng)全年綜合能效≥5.4，較傳統(tǒng)機房年節(jié)約用電100萬kWh，節(jié)省電費超60萬元，節(jié)能率高達40%，同時機房還搭配使用冰蓄技術(shù)，通過高效變頻雙工況機組夜間谷電蓄冰備用，日間融冰供冷調(diào)峰，進一步降低醫(yī)院空調(diào)運行費用，醫(yī)院冷源系統(tǒng)年綜合節(jié)電費用超40%。
格力部分醫(yī)院高效機房工程
案例名稱：安徽水建醫(yī)院
機型：永磁同步變頻離心式冷水機組、永磁同步變頻螺桿機
概況：安徽水建醫(yī)院暨蚌埠市骨傷科醫(yī)院新院區(qū)總建筑面積約為7.8萬平方米，分別為急診醫(yī)技樓、住院樓及后勤樓。根據(jù)需求定制適配性設(shè)備，全年能效設(shè)計目標為5.5，預(yù)計年運行費用較常規(guī)機房節(jié)約78萬元，節(jié)能率39%，助力醫(yī)院穩(wěn)定、低碳運行。
名稱：贛州市婦幼保健院
機型：永磁同步變頻離心式冷水機組、永磁同步變頻螺桿機
概況：贛州市婦幼保健院占地面積62.25畝、總建筑面積13.5萬平方米、床位數(shù)990張，是市政府重點工程建設(shè)項目和贛州市民生工程之一。新院區(qū)婦科、產(chǎn)科、兒科門診冷源按照高效機房設(shè)計，項目采用格力永磁同步變頻離心機組和熱回收螺桿機組，承諾機房綜合能效EER≥5.1(w/w），年運行費用較常規(guī)機房節(jié)約56萬元，節(jié)能率達37%。
名稱：肥西縣中醫(yī)院
機型：永磁同步變頻離心式冷水機組、永磁同步變頻螺桿機
概況：肥西縣中醫(yī)院是肥西縣唯一的縣屬綜合性、現(xiàn)代化二級甲等中醫(yī)院，項目新院區(qū)總建筑面積約11.6萬平方米。機房年平均能效在5.2～5.5之間，遠超客戶能效5.0的需求，機房年運行費用較原設(shè)計方案節(jié)約73萬元，節(jié)能率38.5%~42%。
名稱：湖南省永州市中心醫(yī)院
機型：磁懸浮變頻離心機
概況：永州市中心醫(yī)院目前已發(fā)展成一所集醫(yī)療、教學、科研、預(yù)防、康復(fù)于一體的永州市人民政府舉辦的非營利性三級甲等綜合性醫(yī)院，擔負著全市突發(fā)性公共衛(wèi)生事件的緊急救援工作，是永州市醫(yī)療保健和科研教學中心。項目采用格力磁懸浮變頻離心式機組，改造后承諾機房綜合能效EER≥5.0，年運行費用較改造前節(jié)約65萬元，節(jié)能率達40%。
名稱：肥西縣婦幼保健院新建項目
機型：永磁同步變頻螺桿機
概況：肥西縣婦幼保健院總建筑面積約3.3萬平方米。制冷季由高效制冷機房內(nèi)變頻螺桿式冷水機組提供空調(diào)冷凍水，采暖季由真空燃氣熱水機組制取采暖循環(huán)熱水。機房平均綜合能效預(yù)計達＞5.0，預(yù)計節(jié)能可達34%。
格力電器始終秉承著中國智造，民族創(chuàng)造的開拓精神，以穩(wěn)定高效的設(shè)備和專業(yè)細致的服務(wù)還為醫(yī)療行業(yè)提供潔凈手術(shù)室解決方案、綠色能源解決方案、-86℃超低溫存儲解決方案、醫(yī)院建筑節(jié)能改造解決方案等穩(wěn)定、高效、節(jié)能、智能的系統(tǒng)解決方案，滿足醫(yī)院用戶對綜合能耗、空氣舒適度、溫濕度、清潔度、空間壓力梯度、醫(yī)療用品存儲等各類場景需求，格力以核心科技助力綠色智慧醫(yī)院建設(shè)，以“系統(tǒng)解決一步到位”助力國家實現(xiàn)“雙碳”目標，全方位滿足用戶需求。
