順德萬(wàn)達廣場(chǎng)，地處順德大良新城，占地約60000㎡，總建筑面積約380000㎡，由一棟200米高城市地標、兩棟100米高可居住公寓、超高端大型購物中心組成。

這座順德新地標除了華麗的外觀(guān)，其背后還有令人印象深刻的節能水平——其商業(yè)區域的高效機房全年平均能效高達4.93。這樣出色的節能效果是怎樣實(shí)現的？這就不得不提到美的樓宇科技的一項“黑科技”——M-DHECS高效制冷機房系統仿真優(yōu)化設計平臺。

M-DHECS平臺，應“雙碳”而生

早在2019年，國家發(fā)展改革委等七部委聯(lián)合印發(fā)的《綠色高效制冷行動(dòng)方案》中就提到，預計在2030年，大型公共建筑制冷能效將提升30%，制冷總體能效水平提升25%以上。2020年，習近平總書(shū)記提出“中國將力爭2030年前達到二氧化碳排放量峰值，努力爭取2060年前實(shí)現碳中和”，雙碳目標的提出對我國節能減排工作的開(kāi)展提出了新的要求，加強高效制冷機房的建設，降低建筑能源消耗及碳排放，成為實(shí)現社會(huì )綠色發(fā)展的重要手段。

然而，目前國內大多制冷機房實(shí)測COP低于3.5，需采取一系列措施以提升能效。建設高效制冷機房是一項精細化設計與集成化優(yōu)化的系統性工作，主要包含制冷機房高效設備的選型和匹配、優(yōu)化的設備及管路系統安裝、制冷系統的科學(xué)調試及良好運維。

在此背景下，M-DHECS美的高效制冷機房系統仿真優(yōu)化設計平臺應運而生。該平臺由美的樓宇科技先行研究中心開(kāi)發(fā)，通過(guò)AI計算不同建筑的負荷曲線(xiàn)，配置多種機房系統、控制策略方案，實(shí)現高效機房智能運行、控制策略自適應優(yōu)化等功能，提升超高效智能環(huán)控系統的節能運行效果。既可作為投資方、設計院、經(jīng)銷(xiāo)商、分中心等的方案快速設計工具，也可進(jìn)行快速能耗分析模擬計算。

M-DHECS四步掌KONG

順德萬(wàn)達廣場(chǎng)綠色動(dòng)脈

美的樓宇科技旗下上海美控智慧建筑有限公司應用M-DHECS美的高效制冷機房系統仿真優(yōu)化設計平臺，通過(guò)負荷計算、系統設備選型、運行邏輯與經(jīng)濟性分析、計算結果呈現等四個(gè)步驟，幫助順德萬(wàn)達廣場(chǎng)高效機房實(shí)現節能降耗。綠色科技，掌KONG全場(chǎng)。

Step1    負荷計算

仿真計算平臺采用內置的商城負荷模板，輸入熱區面積與設計冷負荷，即可得到全年8760小時(shí)的負荷分布。

順德萬(wàn)達廣場(chǎng)商業(yè)熱區面積為75029㎡，設計冷負荷為13865kW，空調面積冷負荷指標為185W/㎡。負荷計算結果表明，最大冷負荷出現在7月份。部分負荷分布較為均勻，總計逐時(shí)冷負荷需求為尖峰設計負荷0%-20%小時(shí)數占比最高，約為26%。

Step2   系統設備選型

在仿真計算平臺中設置機房設計參數，基于部件數據庫進(jìn)行主機、水泵的輔助自動(dòng)選型，完成系統搭建。

最終選擇的各設備詳細參數如下表所示：

Step3    運行邏輯與經(jīng)濟性分析

組成高效制冷機房系統的各個(gè)部品部件都有著(zhù)其獨立的控制選項可供選擇，并通過(guò)組合配置可以制定出應用于系統運行的多套控制策略以及自定義的控制目標。此外，設置經(jīng)濟性分析參數，采用全生命周期分析的方法(LCC)對其投資進(jìn)行合理性分析。

Step4   計算結果呈現

仿真平臺根據氣象、負荷條件輸入，基于物理模型與控制邏輯，對所搭建的高效機房系統進(jìn)行動(dòng)態(tài)求解，得到全年8760小時(shí)的系統運行狀態(tài)。計算結果顯示萬(wàn)達廣場(chǎng)商業(yè)區域高效機房全年總耗電量為425萬(wàn)千瓦時(shí)，全年平均能效為4.93。實(shí)際運行的時(shí)候將會(huì )通過(guò)智能控制策略算法實(shí)現隨負荷變化的系統控制參數優(yōu)化，從而使實(shí)際運行中機房全年能效超過(guò)5.0，達到高效機房要求。

從冷凍水、冷卻水流量以及水泵、冷卻塔運行頻率可以看出，在不同的負荷輸入、氣象條件下，水泵、冷卻塔變頻運行以達到定溫差/壓差/逼近度等控制目標，極大程度上還原了真實(shí)高效機房系統的動(dòng)態(tài)運行狀態(tài)。

通過(guò)順德萬(wàn)達廣場(chǎng)的案例，可以看出M-DHECS美的高效制冷機房系統仿真優(yōu)化設計平臺主要具有以下六大優(yōu)勢：

01

多種負荷計算模式

可精確可快捷

◆ 內置負荷方式，內置氣象參數和基準建筑逐時(shí)冷熱負荷，覆蓋全國6大氣候區和超200座主要城市，涵蓋各類(lèi)建筑類(lèi)型，內置負荷種類(lèi)超1600種

◆ 詳細建模方式，與3D建筑建模工具進(jìn)行耦合，計算標準日和全年熱濕負荷；滿(mǎn)足節能改造或定制化項目中詳細負荷計算的需求

02

齊全設備部件選型配置

真實(shí)部件數據庫全覆蓋

◆ 部件數據庫涵蓋制冷主機、水泵、冷卻塔、換熱器、蓄冷模塊等

◆ 制冷主機包括高效磁懸浮主機、直驅離心機和螺桿機等，水泵和冷卻塔可選擇定頻和變頻

◆ 所有部件性能參數可視化，可自由組合匹配系統，系統匹配高達上千萬(wàn)種組合

03

復雜管網(wǎng)系統快速配置

管網(wǎng)類(lèi)型全覆蓋

◆ 根據負荷特征和和用戶(hù)對能效需求，有多種機房系統模板可供選擇

◆ 一鍵式系統設置，避免了傳統建模方法的復雜性

◆ 管網(wǎng)覆蓋一次泵系統、二次泵系統，部件間可自由實(shí)現串聯(lián)和并聯(lián)連接，可覆蓋十萬(wàn)種以上管網(wǎng)組合

04

多控制策略和參數優(yōu)化

系統節能潛力可視化

◆ 高效離心機/磁懸浮主機、冷卻塔、水泵變頻控制

◆ 冷凍水、冷卻水溫度基于算法逐時(shí)優(yōu)化

◆ 末端風(fēng)水聯(lián)動(dòng)

◆ 基于負荷預測算法的預冷預熱

◆ 控制策略組合達上千組

05

高效精準計算引擎

精確到分鐘級

◆ 主機采用基于三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的代理模型，兼顧了高精度和高速度優(yōu)勢

◆ 附屬部件模型基于國際標準開(kāi)發(fā)，通用型強，結果可靠

◆ 系統模型采用動(dòng)態(tài)模型，可模擬機房全年動(dòng)態(tài)性能，可精確到分鐘級

◆ 采用商用高速求解器，計算快速、穩定，單個(gè)機房系統全年性能仿真數十秒即可完成

06

一鍵生成優(yōu)選方案

全年能耗和電費一目了然

◆ 2分鐘生成報告，可直接作為投資方、設計院、經(jīng)銷(xiāo)商、分中心方案設計文檔

◆ 報告包括方案說(shuō)明、核心設備選型、能耗分析和經(jīng)濟性分析

◆ 機房效率、能耗分布、投資統計、全年電費可視化

結語(yǔ)

隨著(zhù)建筑節能減排的持續推進(jìn)，高效機房的需求也將與日俱增。作為全生命周期數字化解決方案中的關(guān)鍵一環(huán)，美的M-DHECS高效制冷機房系統仿真優(yōu)化設計平臺集成了建筑負荷計算、設備智能選型、運行能效計算等一系列功能，解決項目前期系統規劃與設計不完善、需求與選型不匹配、控制策略不合理等問(wèn)題，助力美控實(shí)現高質(zhì)量、高效率的制冷機房方案設計。