集中空调高效制冷机房技术路径是什么样的？高效制冷机房设计要点有哪些？

　　时代背景

　　在全球碳中和浪潮下，建筑领域的节能降碳已成为国家“双碳”战略的核心环节。数据显示，我国建筑运维阶段碳排放占全行业20%以上，其中空调系统碳排放量占建筑运行阶段碳排放的50%以上，而制冷机房作为空调系统的核心耗能单元，其能效水平直接决定了建筑节能的成败。

　　国家发展改革委、工业和信息化部、财政部、生态环境部、住房城乡建设部、市场监管总局、国管局于2019年6月13日印发实施的《绿色高效制冷行动方案》明确提出到2030年大型公共建筑制冷能效提升30%的目标，高效制冷机房已成为行业转型的必然选择。

　　本文将系统梳理高效制冷机房的核心定义、技术体系、国内外标准及未来趋势，为行业实践提供参考。

　　国内外技术发展及对比

　　在制冷机房能效研究中，美国采暖、制冷与空调工程师学会通过调研大量的公共建筑、工业建筑的实际案例，于2001年9月在全球率先提出制冷机房系统能效评价指标，并定义了冷水机组综合部分负荷性能系数、冷机能效比和水系统运行输送效率等，开创了高效空调制冷机房规范化建设的先河，详见ASHRAE 189.1-2014《高性能绿色建筑设计标准》。

　　该标准率先定义了冷水机组综合部分负荷性能系数（IPLV）、水系统输送效率等指标，强调全生命周期能效评价。

　　美国ASHRAE标准进一步细化了能效分级：EERa＞5.0为高效机房，3.5~5.0为一般机房，＜3.5则为需改造机房。

　　新加坡建筑学院BCA（AcademyoftheBuiltEnviron-ment)在2016年提出《空调系统设计运行规范》，其中规定在新建的建筑中,当建筑面积大于5000m³则必须设计为绿色建筑，并规定新建建筑制冷机房能效比需大于4.4，并按制冷量（500冷吨为界）设定分级限值，体现了对大型建筑的严格要求。

新加坡高效制冷机房指标与分级

　　日本在2013年对居住建筑和公共建筑相关标准进行了整合，推出了《建筑节能标准2013》，定义了空调系统能耗系CEC(CoefficientofEnergyConsumption)对公共建筑空调系统的能效进行统一评价，即空调系统全年耗电量与全年空调负荷的比值，该指标与制冷机房能效比的内涵一致｡

　　我国高效制冷机房现行评价标准主要包括地方标准和团体标准两类，目前尚无国家强制标准｡

　　广东作为科技创新最活跃的地区之一，在2017年率先推出了地方标准DBJ/T15-129-2017《集中空调制冷机房系统能效监测及评价标准》，从实际运行效果出发，构建了高效空调制冷机房的评价等级划分、评价指标体系及方法，明确指出最高等级的高效空调制冷机房冷源系统能效比应该不低于5.0，为我国高效机房的推广起到了率先示范和风向指引作用。

　　广东高效制冷机房指标与分级

　　团体标准T/CECS1012-2022将机房能效分为三级（1级EERa≥6.0，3级≥5.0），T/CECA20026-2023则引入“设计能效比”与“运行能效比”双指标，覆盖全生命周期评价。

　　对比可见，国际标准更注重系统性和精细化，而我国标准仍在追赶中——现有标准多聚焦制冷系统，对制热、蒸发冷等形式覆盖不足，且缺乏全国统一的强制标准，这成为制约高效机房推广的瓶颈。

　　国内外高效制冷机房现行标准

　　各标准适用范围

　　行业现状，改善能效的技术路径

　　我国制冷机房能效现状不容乐观——清华大学调研显示，国内67个城市的制冷机房综合能效普遍低于4.0，75%的机房能效处于ASHRAE标准的“需改造”区间，与国际先进标准水平差距显著。这种差距既源于技术应用的不足，也反映了标准体系的不完善，凸显了发展高效制冷机房的紧迫性。

　　高效制冷机房并非简单的设备堆砌，而是以系统综合能效为核心的整体解决方案。根据我国现行主流标准，冷源系统能效比（EERa）不低于5.0的空调制冷机房被定义为高效机房。

　　这一指标不同于单一设备的能效评价，而是涵盖制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔等全系统的综合能效，其计算公式为：

　　目前业内尚无统一的技术措施来实现制冷机房高效运行，每个厂家似乎都有自己的“拿手绝活”，但基本的技术路线大致相同，具体如下：

　　1.精准负荷模拟与能耗仿真

　　负荷预测是系统设计的基础。主流模拟软件如EnergyPlus（国际）和DeST（国产）通过动态计算全年逐时冷负荷，为设备选型提供数据支撑。某大型办公建筑项目通过全年负荷仿真，发现50%~70%负荷率时段占比达60%，据此采用“2大1小”冷水机组组合，避免了传统“大马拉小车”的能耗浪费。

　　能耗仿真则进一步验证系统性能。Trnsys软件通过模块化建模，可模拟不同工况下的设备响应，如冷却塔逼近度每降低1℃，冷水机组COP可提升3%~5%。然而，国内软件仍存在短板：DeST缺乏新材料模块接口，多数中文版软件依赖EnergyPlus内核，存在技术封锁风险。

　　2.设备精细化选型与系统优化

　　冷水机组：应优先选择变频机型，其在部分负荷下能效优势显著。例如磁悬浮离心机组在30%~70%负荷率时COP可达6.8以上，较定频机组节能20%~30%。某酒店项目对比显示，全磁悬浮机组方案虽初投资增加20%，但全生命周期费用降低15%。

　　水泵与冷却塔：采用“一机一泵”连接形式，减少水力损失；冷却水泵扬程应控制在24m以内，冷却塔逼近度宜≤3℃。海康威视重庆科技园项目通过低阻力过滤器（水阻＜0.5mH₂O）和橡胶瓣止回阀，使系统总阻力降低15%，水泵能耗减少12%。

　　管网设计：最不利环路比摩阻需＜100Pa/m，采用顺水三通、45°弯头等低阻部件。行业内有案例通过BIM优化管路走向，减少弯头数量30%，管网阻力降低25%。

　　3.智能控制系统与智慧运维

　　控制系统：采用“多智能体分布式架构”，将冷水机组、水泵、冷却塔划分为独立模组，通过云端协同实现负荷匹配。

　　例如，冷冻水泵采用“温压双控”策略——初始阶段按压差调节，稳定后切换为温差控制，使系统长期处于“大温差、小流量”状态，节能率达15%~20%。

　　智慧运维：基于平台实现数据实时采集（采样间隔≤1min），通过AI算法诊断异常。某工业园项目的云能效平台可自动生成能效报告，识别出冷却塔风机频率过高问题，通过优化控制策略使运维能耗降低8%。

　　4.施工建造与调适优化

　　装配式建造技术可缩短工期30%以上。通过BIM预制加工和模块吊装，减少现场作业误差；调适工作需覆盖完整供能周期，某项目通过持续6个月的参数优化，使机房实际能效从设计值5.2提升至5.7。

　　高效制冷机房的未来趋势与发展建议

　　1.技术发展方向

　　国产化软件突破：需研发自主可控的负荷模拟内核，支持新材料、新构件模块接入，如光伏建筑一体化（BIPV）与制冷系统的耦合模拟。

　　零碳能源融合：结合地源热泵、分布式光伏等可再生能源，上海某项目通过光伏直驱冷却塔风机，实现机房碳减排12%。

　　数字孪生技术：构建机房全要素虚拟模型，实时映射物理系统状态，预测性维护可降低故障停机时间50%以上。

　　2.完善标准与机制

　　制定国家标准：统一能效术语与测试方法，覆盖制冷、制热全系统，参考新加坡按建筑类型和制冷量分级的思路。

　　全过程责任机制：明确设计、施工、运维主体的能效责任，推广“施工总承包+能效担保”模式，某项目通过该模式使实际能效达标率从60%提升至95%。

　　第三方评价体系：引入独立机构开展能效检测，强化数据溯源，避免“重设计、轻运行”的形式主义。

　　展望高效机房的未来

　　高效制冷机房是建筑领域实现“双碳”目标的关键技术突破领域，其核心在于从“设备高效”迈向“系统高效”。

　　通过标准引领、技术创新和机制保障，我国制冷机房能效水平有望在2030年前实现质的飞跃。目前国内有许多成功实施的案例，其高效机房不仅能带来30%以上的能耗降低，更能推动建筑行业向绿色低碳转型。

　　未来，随着智能化、低碳化技术的深度融合，高效制冷机房将成为智慧城市的重要节能单元，为全球建筑节能提供“中国方案”。