黄鹤，欧阳前武
深圳市紫衡技术有限公司，深圳 518000
摘要：通过对某海关大楼的现场节能诊断与测试，找出影响大楼能耗的关键因素，有针对性的对中央空调制冷站、风机盘管、照明灯具、数据机房空调等系统设备进行了节能改造。改造后建筑整体能耗下降了23.7%，数据机房空调的PUE值从2.0降至1.59，室内区域平均照度提升42%，改造结果达到了预期目标。
关键词：节能改造；空调系统；数据机房；
0 引言
2016年6月28日，国家机关事务管理局、国家发展和改革委员会印发《公共机构节约能源资源“十三五”规划》。“十三五”公共机构节约能源资源的主要量化目标是：实施能源和水资源总量与强度双控，公共机构能源消费总量控制在2.25亿吨标准煤以内。以2015年能源资源消费为基数，2020年人均综合能耗下降11%、单位建筑面积能耗下降10%。
截至2018年底，我国既有公共建筑面积已超过600亿平方米，既有建筑中95%属于高能耗建筑，新建建筑能达到国家强制性节能标准的不足20%[1]。即使是在设计阶段可以达到绿色建筑标识的建筑，在运行阶段却没有达到应有的节能效果[2]，这种“重视初期投资建设，轻视后期管理维护”的现象极为普遍。
海关类办公建筑与普通公共机构相比，其建筑体量更大，建筑内往往因为业务需求，一般都会设置专业的中小型数据机房，机房面积一般为几百平米至几千平米。我国数据机房的平均能效PUE值为2.0~3.0左右，数据机房耗电中，空调设备和IT设备能耗占总能耗的90%以上，其中空调能耗占比约40%，在配套设备中的能耗占比最大，节能潜力也最大[3]。如何降低机房内空调系统能耗，是数据机房节能改造的重点。
1、项目概况
本项目为福建省某海关办公建筑，由海关大楼、招待所等组成，建设时间为2008年，总建筑面积为59424㎡。海关大楼地上23层，地下1层，地下1楼为停车场。建筑使用时间为工作日8:00-18:00，空调5到11月开启。招待所地上9层，仅由海关办公人员使用。节能改造前的总能耗为5276089kWh，能耗占比如下图所示。扣除洗衣房设备、厨房设备与数据机房服务器等特殊用电后的能耗基准为4026843kWh，单位面积能耗为67.76kWh/(㎡·年)。
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图1 节能改造前各系统设备能耗占比
建筑外窗采用铝框灰绿色玻璃幕墙,局部采用点支式透明玻璃幕墙，玻璃采用防辐射镀膜钢化玻璃（外层）与6.38厚夹层安全玻璃组成的中空玻璃。整个建筑的窗墙比系数大于0.45，建筑采用中央空调集中制冷空调系统，因建筑为东西向，建筑多采用内遮阳来降低室内温度。
2、用能系统节能诊断
本项目缺乏能源管理平台，现场采用定期人工抄表方式进行能源管理，无法对建筑能耗数据进行科学诊断分析，主要用能系统节能诊断分析如下：
1）中央空调系统
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图1 中央空调系统流程图
海关大楼中央空调系统采用3大1小螺杆式冷水机组，制冷机与水泵采用多对多的形式，系统流程如上图所示，中央空调冷站机房位于建筑负一层，供冷楼层为1-11F，系统设备详情如下表所示。
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经测试，制冷机组实际运行COP为3.5~3.6，水泵输送能效比为0.0243~0.0272，冷却塔效率仅为46%。中央空调系统节能运行问题包括：缺少中央空调系统智能控制系统；冷水机组与冷却塔存在旁通现象；冷水机组无法根据负荷变化实时群控调节（加减载与参数优化）；冷水机组冷冻水供水温度设置不合理；多台制冷机组负荷分布不均；冷冻水与冷却水供回水温差偏低；冷冻泵、冷却泵与冷却塔工频运行；风机盘管忘关现象严重，缺乏集中控制系统。
2）照明系统
海关大楼照明系统均为低效的传统照明灯具，室内照明灯具主要类型为1.2米T8日光灯、0.6米T8日光灯、1.2米T5日光灯和节能筒灯（5W、7W、20W与45W），合计光源数量10213支。
依据国家标准《建筑照明设计标准》 GB50034-2013第5.3.2节的规定，海关大楼照度达标率仅31%，建筑室内照度整体偏低。
3）数据机房设备
数据机房内设有10台水冷空调，8台室外机放置于楼顶；数据机房内还设置10台风冷空调，10台室外机放置于12层~14层新风机房。机房空调均为艾默生PEX系列空调产品。
信息中心内共有11列机柜，机房内设置有4台UPS为机房内所有服务器机柜供电。
经现场勘查与测试，数据机房内无冷通道和热通道，气流组织短路比较严重，送回风温差仅2℃左右，实际回风温度为22±1℃；各个机柜冷量分配不均，为保证距离空调较远服务器设备安全运行，室内控制温度普遍较低，同一列服务器旁的空气温度普遍相差4~5℃。数据机房整体PUE值为2.0。
3 节能改造措施
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4 节能改造效益分析
经过改造后的海关大楼，经济效益最直接体现就是用电费用的大幅下降，改造前的总能耗为4026843kWh，单位面积能耗为67.76kWh/(㎡·年)。2018年4月，经第三方节能率审核机构的终测评，本项目改造后的总能耗降至3071028kWh，单位面积能耗为51.68 kWh/(㎡·年)，整体节能率达到23.7%。数据机房的PUE值从2.00降至1.59，室内区域平均照度提升42%。各系统节能效果如下表所示。
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5 结语
本项目海关大楼节能改造的成功，为我国海关类办公建筑进行节能改造提供了宝贵的实际工程经验，本项目运用的多项节能技术具有易施工的特点，如控制风机盘管的无线温控器、数据机房冷通道，对于其他同类型建筑节能改造具有良好的示范作用。
参考文献：
[1]王绍平. 我国的建筑能耗状况. 山西建筑[J]. 2009,33(35):269-270.
[2]王清勤. 我国绿色建筑发展和绿色建筑标准回顾与展望[J]. 环境科技,2017,(7):56-59.
[3]钱晓栋,李震. 数据机房空调系统节能研究. 暖通空调，2012,42(3):91-96.