这个夏天,深圳理工大学成了很多学子追梦的起点——首年招生,在广东省录取物理类考生120人,投档线624分,与“华南最高学府”中山大学齐平。作为新型研究型大学的代表,起点是中国科学院深圳先进技术研究院,深理工的实力毋庸置疑。
回到校园本身,校内建筑的整体规划秉承低碳生态理念,打造了书院、学院、研究院“三院一体”的绿色低碳校园。而对于室内空间的暖通空调系统,如何实现节能降耗?也成了深理工探寻零碳校园的关键路径之一。
基于在高效制冷机房领域的成熟技术和丰富实践经验,美的楼宇科技按照绿色建筑三星级标准,以美的高效机房“五步法”标准化方案全链路为指导,为深理工的综合楼、国际交流中心和图书馆等三大建筑空间打造可靠、节能、智能的一体化能源站。
最终实现高效制冷机房系统年均EER≥5.4,相比传统设计方案,年节约电量36万kWh,节能率28%。
如何达成此项目效果的呢?请看“解题思路”——
解题第一步:仿真模拟
在方案设计阶段,美的楼宇科技根据建筑的维护结构、地理位置的光照强度、气候参数以及多年积累的学校项目特性,对深理工综合楼、国际交流中心和图书馆进行了全年8760小时的负荷分析,在总建筑面积为35867㎡的空间中,全年大部分时段的负荷需求为10%~60%之间,满负荷占比不到1%。
据此,美的楼宇科技为深理工设计了一个总装机容量为6135kw的高效制冷站。结合深圳炎热较长的气候特性,制冷需求较大的3月-11月通过高效节能的主机系统供冷,制冷需求较小的12月-次年2月,则通过新风/通风实现更低能耗的供冷。
解题第二步:优化设计
通过分析各负荷段的时间占比,进行整体方案的设计选型。该项目机房整体冷量不大,主机部分采用“两大一小”的常规选型配置,由两台700RT的直驱离心机和一台350RT的直驱离心机组成,覆盖不同负荷段制冷需求:2台700RT主要负责在夏季长时间、大体量的冷气需求;350RT则用于满足过渡季节(春、秋或冬季温热时)的低负荷运行。
三大变频直驱离心机组采用380V低压启动,叶轮采用水平对置的放置形式,即使压缩机在高速运转时也能保持平稳有力。此外,还采用全降膜蒸发式的蒸发器,基本可以实现蒸发器内“零”液位,对比传统的满液式、混合降膜式蒸发器,可减少大量的制冷剂充注量,经济环保;标配的机载变频启动柜采用冷媒冷却散热,以保障主机持续高效运行。
除了主机端采用高效设备,水泵、管网、冷却塔等设备的设计也是整个机房系统的重中之重:
✓冷冻泵及冷却泵均采用了立式双吸泵形式,相比常规端吸泵效率更高,确保对流量和扬程的精准控制;
✓管网采用低阻力阀件并最大程度减少管件数量;
✓特别安装共用集管用作备用设计,在严酷的工况下也能保障系统可靠稳定运行;
✓所有冷水机组定制配备端盖式在线清洗装置,避免结垢以及杂质;
✓双侧出水管道配备美控电磁热量表,温度精度达0.1度,流量精度达0.2级。
解题第三步:控制系统
在强弱电一体柜控制室,美的自研的多智能体分布式控制系统,通过多智能体指挥官+高效一体机模组+高效冷却塔模组的架构来实现对整个机房设备的智能联动控制。
其中,美控高效机房算法库能够实现冷却塔散热自适应最优控制、冷水机组出水温度智能重设、水泵温压差智能双控、设备自寻优加减载控制、主机档位智能控制等功能,保证机房稳定高效运行。多智能体指挥官搭载全域协调寻优控制算法,通过融合数据驱动、机理模型与进化算法,实现水侧与风侧能效协同优化控制,以及全工况过程控制参数自学习调优,有效提高环控系统的整体能效与控制稳定性。
在算法库的指引下,自控系统能够自主判断,动态调整负荷,确保整个系统的运行既高效又稳定。
解题第四步:高效建造
在BIM模型的技术加持下,美的楼宇科技采用装配式机房技术,通过高效机房三维可视化仿真平台,提前搭建高精度模型,1:1的全3D演示空间,保证所有管道走向有条不紊。
其次,高效机房的所有的管道以及钢结构支架都是工厂预制后直接运输到现场进行安装,采用法兰连接,整个建造过程无明火动焊,安全、快捷,实现项目建设周期缩短了30%,让建造与交付高质高效。
解题第五步:智慧运维
在机房运维上,采用美的i能效实现实时监测、自主寻优、健康预测。
美的i能效通过标准数据模型规范化数据语义,采用“机理模型+数据智能”技术核心,提供能效诊断和优化算法服务,为能源托管和节能改造等能源业务进行数字化赋能,提高交付效率。同时,美的i能效将IT和OT技术深度结合,实现中央空调系统的可视化、数据量化和能效优化,帮助客户提升运维管理水平和系统能效水平,实现可持续运营管理,让生命周期场景化运营无忧,运维效率提升30%。
坐卧在科学与山水之间的深圳理工大学,面向未来,低碳先行,与自然共生。美的楼宇科技的高效机房解决方案,从动态仿真设计的谋篇布局,到高效制冷设备的精心选型,再到智能控制系统的精准调控,每一步都凝聚着对低碳节能的深刻理解与不懈追求。