格力高效机房技术在医疗行业的应用

　　什么是高效机房？高效机房（HIGH EFFICIENCY CHILLER PLANT）是指高能效的空调制冷机房，根据《高效空调制冷机房评价标准》（T/CECS 1100-2022），规定冷源系统全年能效评价指标符合下表规定能效的可视为高效机房。

　　高效机房行业标准（共识）

　　制冷机房系统全年平均运行能效比（年平均综合能效）：EER＞5.0为高效机房最低标准。根据中国建筑节能协会统计，国内公共建筑近90%的中央空调制冷机房运行能效EER在3.5以下，与行业高效机房最低标准EER＞5.0具有很大差距，亟待改善。

　　医院行业节能需求分析

　　截止2023年底，全国医疗卫生机构总数达到107.08万个，其中医院总数约3.8万个。我国医院总建筑面积体量大，医院建筑功能区分复杂多样，运行时间长，其能耗是一般公共建筑能耗的1.6-2倍，大多数大型综合医院的年度建筑用电强度大于200kW·h/m²，有医院甚至超过300kW·h/m²，超高能耗医院占比超过14%-20%。

　　中央空调系统作为医疗建筑的能耗大户，其能耗占建筑总能耗的40%-60%，其中空调主机、水泵、冷却塔能耗占70%以上，因此高效的制冷机房系统对医院建筑节能降耗能够起到关键性作用。以某13万㎡的综合医院为例，系统总冷量3000RT（不含洁净区），制冷季每天运行时间为8:00-18:00，个别延长至20:00，急诊等24小时。机房能效按5.0运行，则机房年耗电量约为208万kW·h，较能效为3.2的普通机房节电116kW·h，节约电费约100万元，医院综合节（费）能率高达36%。

　　格力是如何打造高效机房建设的？

　　格力电器成立于1991年，产业覆盖消费品和工业装备两大领域，30多年来，格力电器始终肩负社会使命，坚持自主创新绿色发展，在行业率先研发了永磁变频离心机、磁悬浮、变频变容螺杆等一系列国际领先的创新技术。格力始终秉持绿色低碳发展理念，利用技术创新推动产品低耗节能，截至目前格力已拥有46项国际领先技术，同时也始终秉持以消费者为中心，根据用户需求进行研发设计，以高端制造助力产品研发，以智慧物流精准送达，为用户提供优质的产品服务与智能化场景选择，格力全流程一站式整体解决方案以“产品+场景+服务”新范式更好的服务用户。

　　格力围绕建筑全生命周期能源管理，提供“保姆式”综合解决方案，可承诺改扩建制冷机房综合能效≥5.0，新建制冷机房综合能效可≥7.0，大幅提高能源使用效率，助力推进碳达峰行动，促进建筑节能降耗，已广泛服务数百个新建、改扩建高效机房项目。

　　格力高效机房服务方案流程

　　溧阳市中医院（溧阳市医疗健康中心）

　　高效机房项目的实践应用与成效

　　溧阳市中医院是集医疗、教学、科研、康复为一体的园林式智慧三级医院，医院总建筑面积达206727㎡。格力根据溧阳中医院建筑的功能分区、结构、地理位置及气候参数等实际情况，结合格力高效机房建设规范和流程，具体实施工作为：

　　第一步，全年负荷模拟仿真。通过能源模拟分析软件，动态模拟建筑空调全年8760H负荷，了解和分析全年空调负荷特性，包括空调逐时负荷、空调峰值负荷、空调负荷比重分布等重要信息。

　　根据仿真模拟，发现机房满负荷运行的实际占比非常少，大部分实际运行在50%-60%之间。

　　第二步，系统优化及设备选型优化。通过分析医院各功能区各负荷段的时间占比，对机房冷源设备、管网、水泵、计量表、阀件、高效机房自控系统和冷却塔等进行整体方案的优化设计。

　　1、主机选型优化

　　项目原设计定频双工况冷水机组2台，800RT定、变频冷水机组各1台，为更适应本项目特点，提高制冷机房综合能效，现定制设计永磁同步变频850RT双工况冷水机组2台，永磁同步变频850RT冷水机组2台。机组10-100%负荷范围无极调节；电机高速直接驱动叶轮，无增速齿轮，传动效率更高；采取降膜式蒸发器，换热效率高，冷媒用量少，水阻降低至5米以内；机组振动噪音小，在满足医院制冷需求的条件下，大幅降低冷水机组能耗。

　　2、水利管网设计优化

　　对机房主要设备容量及配置比选，系统流程确定，确保设备出力平衡。例如不同型号等压降设计、不同支路等压降设计。同时对系统进行详细水力计算，准确控制设备、阀组及管路压降，保证系统管路水力平衡，控制最不利系统压降。例如尽量选用低压降主机、低压降止回阀、过滤器等，适当采用45度弯头和顺水三通，适当放大管径等。

　　3、水泵优化选型

　　通过对管网低阻优化后，对图纸进行详细的水力计算，确定管路阻力，从而进行水泵扬程的精细选型。经过计算及优化，极大降低了系统水路阻力，将冷却水泵扬程由28米调整为25米，冷却侧水泵扬程降低10%；将冷冻一级水泵扬程由16米调整为12米，冷冻侧水泵扬程降低25%；同时将水泵改为变频泵，水泵流量根据冷水机组实际流量优化，极大提升水泵能效通过多方比选水泵效率及电机效率，进行水泵设计工况、变转速工况性能曲线和多台泵并联、不同台数泵运行时运行工况分析；结合系统大部分时间在部分负荷工况运行，为降低部分负荷时水泵能耗，提升水泵效率。

　　考虑将备用泵改为大小搭配形式，将基载冷冻水一级泵的备用泵调整为2台50%流量的小泵；将两用一备的冷冻水二级泵改为三用不备（系统总流量不变）。

　　4、冷却塔优化选型

　　根据项目所在地室外设计湿球温度、典型气象年湿球温度分布；为提高冷水机组制冷效率，冷却水供回水温度按31/36℃设计，冷却塔容量进行适度增加；冷却水处理逼近度3℃；结合节水、节能、低噪、冷塔布置位置、主导风向等因素，冷却塔采用高效低噪音风扇，同时搭载变频风机；冷却塔进水增加水力稳压器，满足变流量时冷却塔高效运行，布水器确保冷却水量在30%-100%变化时均匀布水；将冷却塔附近的风冷热泵机组移位，提高冷却塔散热效果。

　　第三步，机房系统能效模拟，通过格力中央空调系统能效仿真平台对不同湿球温度条件下不同负荷工况，匹配主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔运行工况，通过模拟组合和能效比较，确定最优运行模式组合，并确定全年运行策略。根据全年8760H空调负荷、对应环境湿球温度和运行策略，模拟机房全年运行能效，通过模拟计算，机房理论综合能效高达6.03。

　　第四步，精准智能控制，采用格力高效机房自控系统及配套传感器流量计等，可设置能源管理、能效监测、报告输出、自动调整运行策略等功能，通过中央空调综合能源管理系统+智能控制柜+高效设备的架构，实现对整个机房设备的运行监控、能效分析、故障预警和智能联动控制等，格力高效机房自控系统是以冷机能效特性为核心，解决制冷系统能效耦合问题，实现冷却水泵、冷却塔风机、冷机的能耗之和最低。

　　机房自控系统中搭载设备大量性能数据库和机房AI算法，能够实现冷水机组自动寻优运行、冷却塔自适应最优控制、冷水机组温差智能控制、水泵等设备自寻优加减载控制等功能，确保机房稳定高效运行。同时，格力智能控制柜均为格力自研自制，控制柜集变频启停+弱电控制一体，控制柜在出厂时即完成接线和测试，极大地减少现场施工接线工作，提高安装调试效率。

　　第五步，建造实施，在前期设计阶段即通过专业平台模拟仿真机房布局，提前布置设备位置和空间，确保所有管路走向、桥架布置科学合理，通过BIM三维建模技术指导现场安装施工，提前规划设备进出场路线，保证设备运输进场效率，减少重复运输；配备现场专家指导施工，确保施工按设计要求完成，大幅提升设计与现场施工的一致性；同时实现机房无明火拼装，对安装施工过程关键工艺进行提前交底、关键节点参与指导和检查，在系统安装符合规范的前提下，确保系统水力平衡和压降可控，确保高效机房配套电气系统、智能控制及能效监测系统设备、管线安装符合要求，极大缩短整体施工周期。

　　第六步，调试与跟踪，在系统运行前，对机房施工进行技术督导，对辅助设备的质量和技术参数进行审核等；在系统调试过程中，会进行联合试运转调试、主机试运行调适、舒适性指标测试和调试、响应性指标测试和调试配等多维度调试工作，确保冷水机组、水泵、冷却塔均处于高效运行状态，实时跟踪系统负荷和设备效率，对实际能效数据与模拟分析数据进行对比分析，对系统进行进一步调适；远程监测系统能效和关键参数，按需干预，以全年能效指标进行考核。

　　第七步，智慧运维及能效维持，针对项目主机、水泵、冷却塔及管路系统按照节能性运维标准进行维护保养，确保设备保持高效状态，同时对智能控制系统、监测系统定期进行维护，确保智能控制的精准性和能效监测系统数据准确性。

　　通过格力高效机房数据管理平台对系统运行数据进行远程监测，分别实时动态显示机房运行参数，能效对标，及时对系统影响能效的因素进行预警处理，对系统运行数据进行人工智能分析，建立设备健康运行分析模型，对机房设备开展智能化健康度分析与节能诊断，针对不合理环节采取对应解决方案，提升设备运行能效。系统自动生成相应的综合诊断建议，以及相应的诊断报告，给出系统优化运行建议和改进措施。

　　溧阳市中医院（溧阳市医疗健康中心）高效机房项目成效

　　通过格力为溧阳中医院高效机房建设提供全方位的咨询、设计、仿真优化、施工、精细化调试跟踪、智控管理、智慧运维等服务，使得整个机房建设周期较常规设计缩短30%，同时机房搭配格力高效机房智慧管理系统和智能控制柜，降低管理人员数量50%，极大提高机房管理人员工作效率，保障医院冷热源系统稳定高效运行。

　　溧阳中医院制冷机房系统全年综合能效≥5.4，较传统机房年节约用电100万kWh，节省电费超60万元，节能率高达40%，同时机房还搭配使用冰蓄技术，通过高效变频双工况机组夜间谷电蓄冰备用，日间融冰供冷调峰，进一步降低医院空调运行费用，医院冷源系统年综合节电费用超40%。

　　格力部分医院高效机房工程案例

　　名称：安徽水建医院

　　机型：永磁同步变频离心式冷水机组、永磁同步变频螺杆机

　　概况：安徽水建医院暨蚌埠市骨伤科医院新院区总建筑面积约为7.8万平方米，分别为急诊医技楼、住院楼及后勤楼。根据需求定制适配性设备，全年能效设计目标为5.5，预计年运行费用较常规机房节约78万元，节能率39%，助力医院稳定、低碳运行。

　　名称：赣州市妇幼保健院

　　机型：永磁同步变频离心式冷水机组、永磁同步变频螺杆机

　　概况：赣州市妇幼保健院占地面积62.25亩、总建筑面积13.5万平方米、床位数990张，是市政府重点工程建设项目和赣州市民生工程之一。新院区妇科、产科、儿科门诊冷源按照高效机房设计，项目采用格力永磁同步变频离心机组和热回收螺杆机组，承诺机房综合能效EER≥5.1(w/w），年运行费用较常规机房节约56万元，节能率达37%。

　　名称：肥西县中医院

　　机型：永磁同步变频离心式冷水机组、永磁同步变频螺杆机

　　概况：肥西县中医院是肥西县唯一的县属综合性、现代化二级甲等中医院，项目新院区总建筑面积约11.6万平方米。机房年平均能效在5.2～5.5之间，远超客户能效5.0的需求，机房年运行费用较原设计方案节约73万元，节能率38.5%~42%。

　　名称：湖南省永州市中心医院

　　机型：磁悬浮变频离心机

　　概况：永州市中心医院目前已发展成一所集医疗、教学、科研、预防、康复于一体的永州市人民政府举办的非营利性三级甲等综合性医院，担负着全市突发性公共卫生事件的紧急救援工作，是永州市医疗保健和科研教学中心。项目采用格力磁悬浮变频离心式机组，改造后承诺机房综合能效EER≥5.0，年运行费用较改造前节约65万元，节能率达40%。

　　名称：肥西县妇幼保健院新建项目

　　机型：永磁同步变频螺杆机

　　概况：肥西县妇幼保健院总建筑面积约3.3万平方米。制冷季由高效制冷机房内变频螺杆式冷水机组提供空调冷冻水，采暖季由真空燃气热水机组制取采暖循环热水。机房平均综合能效预计达＞5.0，预计节能可达34%。

　　格力电器始终秉承着中国智造，民族创造的开拓精神，以稳定高效的设备和专业细致的服务还为医疗行业提供洁净手术室解决方案、绿色能源解决方案、-86℃超低温存储解决方案、医院建筑节能改造解决方案等稳定、高效、节能、智能的系统解决方案，满足医院用户对综合能耗、空气舒适度、温湿度、清洁度、空间压力梯度、医疗用品存储等各类场景需求，格力以核心科技助力绿色智慧医院建设，以“系统解决一步到位”助力国家实现“双碳”目标，全方位满足用户需求。