中央空调节能控制装置技术规范

中央空调节能控制装置技术规范篇一：中央空调节能控制设计方案TJSMART 中央空调节能控制系统 设 计 方 案 南京图久楼宇科技有限公司 二九年十月 目录 1、概述 .2 2、 中央空调系统概况.3 、 中央空调系统能耗分析 . 3 、 中央空调使用情况分析 . 3 、 中央空调系统的智能化控制要求 . 4 3、 设计目标 .5 4、 TJSMART 主机节能系统控制原理 . 6 、 节能控制目标和范围 . 6 、 先进的系统节能控制技术 . 7 、 冷冻水系统最佳输出能量控制 . 8 、 冷却水系统系统效率最佳控制 . 9 、 冷却风系统最佳运行组合控制 10 、 动态冷热量平衡系统 10 、 系统控制接口-BA 接口 11 、 机组群控 . 11 5、 TJSMART 中央空调主机节能控制系统设计方案 . 12 、 TJSMART 中央空调主机节能控制系统构成 12 、 主要控制设备 12 、 节能分析 . 13 6、 中央空调风机盘管联网控制系统设计 .14 系统结构与功能 . 14 风机盘管联网控制系统主要设备 . 18 63 风机盘管联网控制系统节能分析 19 7、 中央空调常见控制系统与 TJSMART 中央空调节能控制系统的差异 . 19 、楼控系统与 TJSMART 节能控制系统的差异 . 20 、传统的变频控制系统与 TJSMART 节能控制系统的差异 . 21 8、 TJSMART 中央空调节能控制系统的管理功能 . 22 9、 TJSMART 中央空调节能控制系统的优势与产品技术性能 24 1、概述 中央空调是楼宇里的耗电大户，每年的电费中空调耗电占 4060左右，因此中央空调的节能改造显得尤为重要。 由于设计时，中央空调系统必须按天气最热、负荷最大时设计，并且留 10-20设计余量。但实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下的，存在较大的富余。中央空调系统冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化做出相应调节，存在很大的浪费。因此，通过引进先进的中央空调节能技术及设备，可以大幅度降低酒店的能源消耗，创造显著的经济效益。 南京图久楼宇科技有限公司提供的 TJSMART 系列中央空调节能控制系统已在全国多个项目里面为用户实现 20以上的综合节能，降低中央空调能耗，降低企业运营成本，为客户创了巨大的节能收益。 南京图久楼宇科技有限公司是专业从事现代建筑节能控制技术与产品的研发，节能设备制造以及用户能源诊断，节能方案设计，工程实施和运行保障等综合性节能服务企业，公司凭借着世界领先的节能控制技术和成熟可靠的产品，目前现已成为该领域的技术领跑者，公司已成功与工业控制及楼宇自动化控制 Lonworks 的发明者美国埃施朗(Echelon)公司建立战略合作关系，在楼宇自动化、建筑节能、智能照明领域可为用户提供全面的解决方案。 公司在世界上率先通过先进的 P-Bus 控制网络技术，实现主机节能、管理节能、系统节能的整合，将现代模糊控制技术引入中央空调控制，并实现主机系统与风机盘管的联网控制，实现了中央空调总体节能 20%40%，彻底解决了中央空调使用的不可控问题，实现中央空调各个环节的远程管理控制、自动控制、节能控制，在国内外都处于领先水平。 TJSMART 中央空调节能控制系列产品不仅具有强大的自动控制功能，实现了中央空调系统的高效节能，而且具有完善的管理功能，如便捷的状态监控、机组群控、风机盘管状态、房间温度实时监测、实时的维护预测、服务质量控制、系统参数设置、能耗记录分析、事件记录等，为用户提供了一个运用计算机管理中央空调系统的先进工具，可 以促进中央空调控制与管理的现代化。2、 中央空调系统概况 、 中央空调系统能耗分析 中央空调是能耗很高的系统，在日常使用中中央空调的能耗通常占到整个大厦的运行费用的 50%以上，而其中主机所占比例最大，下表我们对本系统中央空调水系统能耗进行简单分析： 空调水系统能耗统计（单位：KW） 从上面的中央空调系统参数表中可以看出，在系统设备全部投入使用的情况下，每小时最大能耗为 1017KWH，酒店投入正常使用后，每年耗电量约 180 万 KWH。因此需要在实现整个空调系统的综合智能化控制的基础上，对本系统实现空调的运行及管理节能，大幅度降低空调系统的能耗。同时节能必须以整个中央空调系统为一个整体，在满足末端需求的前提下，一方面调节水泵的频率节能，另一方面兼顾水泵流量的变化朝着提高主机能效的方向发展，使主机节能，最终经过智能控制，使整个系统的综合能效最高。 、 中央空调使用情况分析 中央空调的日常使用也存在很多问题，使用人员在进入办公室开始办公时，由于想最快的使室内温度带到最佳状态，往往把空调温度设置到一个极高（低）值，并把风机 调到最大档位，温度值往往是一个不可能达到的温度，如夏天最热时设置温度为 18 度，这样的温度一般是不可能达到的。设置完成后，办公人员一般情况下是不再管空调的设置，如果感觉冷或者热，经常是打开窗户而不是调整温度及风机的设置。离开办公室时，经常也是不关闭空调的风机盘管系统，造成“人走空调开”的情况，进而带来极大的浪费。在这样的使用情况下，中央空调主机只有不停的工作，给各个风机盘管输出冷能或者热能。另外，空调的使用计量一般是按照面积进行分摊，而实际往往是面积大的单位空调使用不一定是最多，有的单位虽然面积大，但人少或者经常出差，实际使用空调往往比有些人员集中而面积小的单位，但由于计费方式的不合理，结果那些本来空调使用较少的单位平常也就没有节能意识，把空调设置在一种不合理的使用状态，并且离开单位时也就经常不关闭空调，这样也就造成了能耗的浪费。 因此，通过对每个风机盘管的管理控制，对于空调的节能具有极大的意义，首先，通过对它的管理控制，可以有效的降低盘管系统的冷热能输出，最终降低主机的负荷，进而为主机节能控制带来节能空间；其次，通过对风机盘管的联网控制，可以通过网络实现风机盘管的管理控制，可彻底杜绝“人走空调开”和温度设置不合理的种种状况；再次，通过风机盘管的联网，对中央空调按照实际使用情况进行计量，可为能耗的分摊提供一种先进的方法和手段，进而为管理和能源节约带来一定的推动作用；系统还可设计传感器和自动控制策略，实现根据环境温度、房间有人或者无人的状况，实现空调的自动管理和调节，进而实现中央空调的系统节能。 、 中央空调系统的智能化控制要求 由于中央空调代表大厦的最大耗能单位，其项目定位较高，对中央空调集中管理与节能控制系统技术性要求也较高，这些控制包括： ? 机房内各空调设备的启停、联动控制； ? 主机及水泵群控； ? 根据空调负荷的随时变化，自动调节与之匹配的空调系统的运行状态，实现系统的 综合节能； ? 阀门的开启及调节的自动和手动控制。 ? 风机盘管联网与自动控制。 ? 中央空调的联网计量管理。 篇二：中央空调节能控制系统中央空调节能优化控制系统 上海捷控软件技术有限公司 电话上海市浦东张江高科技园张江路 185 号圣御大厦 407A 邮编：XX03 上海捷控软件技术有限公司 1、上海捷控软件技术有限公司-国家高新技术企业。位于上海张江高科技园区，是一家面向过程工业企业，提供工控软件服务的公司。我们致力于把先进的控制理论转化为生产力，为企业提供先进控制与优化技术解决方案，让企业的控制水平更上层楼。 公司脱胎于中国科学技术大学工业自动化研究所，继承了研究所现代控制理论与应用研究二十余年的理论与实践经验的积淀。与研究院所相比，我们更加关注产品的工程化与产业化，更加关注技术服务的持续性与可扩展性。 公司与中国科学技术大学工业自动化研究所，已先后在石油化工、火电锅炉机组、水泥窑、玻璃窑、陶瓷辊道窑、工业加热炉、造纸机、合成氨等领域完成先进控制与节能优化项目近百项，包括国家 863、国家科技攻关、国家921 项目及企业委托项目，获省部级科技进步二等奖 2 项，三等奖 9 项，国家级新产品 3 项，国家专利 8 项。 2、上海捷控软件技术有限公司先进控制与节能优化软件产品： (1)、PID 参数自动整定软件。获中国石化总公司科技进步三等奖，被国家科技部等五部委评为国家重点新产品(编号 XXG041D600025)； (2)、模型预测控制软件。获中国科学院科技进步三等奖、安徽省科技进步二等奖； (3) 、在线节能优化软件。获安徽省科技进步二等奖、国家经贸委评为国家级重点新产品(证字 XX3400020)。3、近几年上海捷控软件技术公司承担国家项目 (1)、国家 863 目标导向类项目 XX 年，以本公司及中国科技大学等四单位申请的国家863 目标导向类项目“火电锅炉机组先进控制与优化节能系统集成”项目(包括两个示范项目)已于由科技部组织，通过专家验收。 (2)、孵化器资助资金项目 XX 年底承担上海市浦东新区科技发展基金孵化器资助资金项目“工业过程先进控制与节能优化软件应用” （80 万）。项目达到预期目标，已验收。 (3)、国家科技型中小企业技术创新基金项目 XX 年，承担国家科技型中小企业技术创新基金项目-火电机组节能优化控制应用软件（100 万） ，已验收。 (4)、高新技术成果转化认定项目 XX、XX 年，申报上海市高新技术成果转化认定项目“ACMP 先进控制与优化节能软件产品化” 、 “火电机組节能优化控制应用软件”已获证书。 4、公司董事长 孙德敏 教授 孙德敏，中国科学技术大学教授，博士生导师，XX年 10 月从科大退休。 1988 至今，先后任中国自动化学会理事、常务理事，中国自动化学会应用专业委员会副主任，中国自动化学会控制理论专业委员会委员，安徽省技术专家委员会委员。是享受国务院特殊津贴的专家。 1988-1998 年，任中国科学技术大学自动化系主任、中国科学技术大学高技术学院副院长。 XX 年 4 月至今，上海捷控软件技术有限公司，董事长兼总工程师。 主要研究方向：先进控制与优化技术在过程工业中的应用。 30 多年来，先后主持或参与过国家自然科学基金、国家科技攻关、国家 863、国家 921、军工预研及企业委托科研项目 100 多项，项目经费累计 5000 万元；在国内外核心刊物及重要学术会议上发表论文 200 多篇，出版专著 3 本；获省部级科技进步二等奖 2 项，三等奖 7 项，国家级新产品 3 项，国家专利 12 项。 中央空调节能优化控制系统 中央空调系统已广泛应用于工业与民用领域，例如宾馆、酒店、写字楼、商场、住院部大楼、工业厂房中的中央空调系统。 我国的民用、公用及商用建筑的中央空调普遍存在着能耗高的问题，中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50，对于商场和综合大楼则可能高达 60以上。按照上海市的统计，中央空调的用电量占全市总用电量的。而且近年来，中央空调的总用电负荷以 30的速度在增长。目前我国商业建筑的能耗较发达国家高 40左右。 1、前言 1-1、空调控制技术落后 长期以来，中央空调系统仍在传统模式下运行，环境温度和空调实际使用面积发生变化时，电机都固定在工频状态下全速运行，造成很大的能源浪费。近年来，这一问题已引起国内外制冷工业界和学术界的广泛关注，采用通用变频器对中央空调系统中的水泵和风机进行控制，通过对供、回水压差或温差的采集，对水泵和风机进行控制调节，可节约水泵和风机等电机能耗约 20。 在石油化工、电力、钢铁等过程工业领域，控制计算机已经普遍采用了通用的 DCS、PLC、FCS 或专用成套控制装置；而空调、制冷设备系统控制，更多的是基于专用仪表机理如何实现控制功能，没有控制指标的概念。空调、制冷系统控制硬件上仍处于 DDC 仪表阶段，从控制方法上，国内外已经普遍采用了 PID 调节器，并且在大力推广先进控制与优化技术应用；而空调制冷设备控制仍处于 PID 调节都用得不多、用得不好的阶段。空调、制冷设备控制还没有进入国际上通用的、正规的控制系统设计与实施阶段，控制界的专业队伍还没有真正介入。 1-2、用我们的技术改造现有空调可以节电 20%-50% 如同在石油化工、电力、钢铁等过程工业领域那样，由控制界的专业队伍介入中央空调系统节能领域中，充分发挥控制计算机、常规控制、系统集成技术的专业优势，加上我们特有的先进控制与节能优化技术，用我们研制的中央空调专用成套节能优化控制装置产品，替代现有中央空调中 DDC 仪表控制，实现空调、制冷设备控制系统的升级换代，从而节电 20%-50%。 2、中央空调系统的一般结构与工作原理 单级蒸气压缩式制冷循环系统通常由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器四个基本部件组成，并依次用管道连接成封闭的系统。 首先，通过蒸发器的制冷剂，经历蒸发制冷后变成常温低压制冷剂气体，然后被压缩机吸入，压缩成高温高压的气体制冷剂；从压缩机出口经冷凝器到膨胀阀前这一段称为制冷系统高压侧；这一段的压力等于冷凝温度下制冷剂的饱和压力。高压侧的特点是：制冷剂向周围环境放热，这时通过冷凝循环冷却水系统吸收高温高压的气体制冷剂中的热量，使之冷凝为液体，制冷剂流出冷凝器时，温度降低变为过冷液体。这一过程中，冷凝循环冷却水由常温升高 5左右。 接着，高压制冷液通过节流装置降压，从膨胀阀出口到进入压缩机的回气这一段称为制冷系统的低压侧，其压力等于蒸发器内蒸发温度的饱和压力。制冷剂的低压侧先呈湿蒸气状态，在蒸发器内吸热后制冷剂由湿蒸气逐渐变为干度为零的饱和蒸汽态。到了蒸发器的出口，制冷剂的温度回升为过热气体状态。过冷液态制冷剂通过膨胀阀时，由于节流作用，由高压降低到低压(但不消耗功、外界没有热交换） ；同时有少部分液态制冷剂汽化，温度随之降低，这种低压低温制冷剂进入蒸发器后蒸发（汽化）吸热。这个吸热过程就是空调的制冷过程：冷冻循环水系统通过冷冻水泵将常温水泵入蒸发器盘管中与制冷剂进行间接热交换，这样原来的常温水就变成了低温冷冻水，这些低温冷冻水就是空调的冷源。冷冻水被送到各风机风口的冷却盘管中吸收盘管周围的空气热量，产生的低温空气由盘管风机吹送到各个房间，从而达到降温的目的。 从蒸发器盘管出来的制冷剂变成了常温低压的气态制冷剂，然后被吸入压缩机，进入下一个制冷循环。 制冷剂在冷凝器中释放热量，其释放的热量正是通过循环冷却水系统的冷却水带走。冷却循环水系统将常温水通过冷却水泵泵入冷凝器热交换盘管后， 再将这已变热的冷却水送到冷却塔上，由冷却塔对其进行自然冷却或通过冷却塔风机对其进行喷淋式强迫风冷，与大气之间进行充分热交换，使冷却水变回常温，以便再循环使用。冷冻水系统、冷却水系统、冷却塔风机系统均是主压缩机系统的从动系统。当主压缩机系统的负荷发生变化时，对冷冻水、冷却水的需求量和冷却塔需求的冷却风量也发生相应的变化。 下图从机理上给出了空调的循环过程。冷凝和蒸发都是一个等温等压的过程，压缩是一个等熵的过程，而节流则是一个等焓的过程。这是我们讨论空调先进控制与节能优化的基础。 3、空调控制调节回路 近年来，在中央空调系统中的水泵和风机电机前配置通用变频器，即可在负荷变化时节电。不过，由于变频器改造公司水平所限，使用变频器的电机，很大一部分是开环、手动，仍然达不到应有的节电效果。 空调、制冷设备控制虽然可以用 DCS 设计与集成，但总体上讲，空调设备与石化、电力等系统比，还是小一些、简单一些。即用 DCS 改造空调系统可能成本偏高，因而我们的节能改造方案是采用专用成套控制装置：用 PLC、变频器、蒸发与冷凝中一些专用的仪表和常规仪表，加上我们的带有先进控制与优化功能 的控制器，组成一个专用成套节能优化控制装置，这种专用成套装置可以做到低成本和高性能的统一，亮点是我们的先进控制与优化技术。对负荷变化的中央空调，控制系统中首先应实现 5 个温度回路的 PID 自动控制，在达到相关参数稳定控制并在电机前增加变频器之后， 即可使相关回路节能 20%-50%；在现有运行中央空调中，需另配传感器和对空调控制板进行必要的改造，才能实现蒸发压力、冷凝温度控制回路，在以后高一级节能优化控制中再考虑实施。空调基本自动控制回路的原理方框图如下： ? 冷冻出水温度控制回路 ? 冷冻回水温度控制回路 ? 被冷对象温度控制回路 ? 冷凝器出水温度控制回路 ? 冷却塔冷却水温控制回路 ? 蒸发压力(对应一个蒸发温度)控制回路 篇三：中央空调运行节能控制系统中央空调运行节能控制系统 西安康坦机电技术有限公司 （KT-CCS） 目 录 一、中央空调系统及节能潜力 . 1 中央空调系统组成 . 1 中央空调的分类 .1 中央空调系统工作原理 .2 中央空调主机 .2 冷冻水循环系统 . 3 中央空调系统节能潜力 .3 二、中央空调运行节能控制系统（KT-CCS） .4 中央空调运行节能控制系统（KT-CCS）的组成 4 中央空调主机（冷水机组）调节子系统 .4 中央空调从动系统的节能调节 .6 数据采集及控制单元 . 7 三、中央空调运行节能控制系统的效能 . 8 KT-CCS 系统的应用效果 . 8 节能效果举例 . 8 四、商业模式 .9 EMC 合作方式 . 9 中央空调节能实行合同能源管理制的特点 .9 一、中央空调系统及节能潜力 中央空调系统组成 中央空调又称集中式空调和半集中式空调，是将冷热源转化为冷热风并执行相关空气处理的装备。主要设备包括中央空调主机、末端装备以及相关的配套装备。 （1）中央空调主机 中央空调主机是产生冷（热）源的装备，主要型式有活塞式冷水机组、螺杆式冷水机组、离心式冷水机组、溴化锂吸收式冷热水机组、风冷式冷热水机组、水源热泵机组和工商用单元式空调机组等。根据中央空调主机压缩机的类型和工作原理的不同，中央空调主机又可分为螺杆式、离心式、活塞式、溴化锂吸收式。 （2）中央空调末端装备 中央空调末端装备，主要包括组合式空调机组、风机盘管、水管、风管、冷却塔、阀门等。 中央空调的分类 （1 ）根据中央空调所需能源的不同，可分为用热型中央空调和电制冷型中央空调。地址：西安市博文路 51A 田园路三号电话1 图 1-1 中央空调系统 具体含义如下：1）用热型 燃油、燃煤、燃气产生热能使中央空调机组正常工作，包含直燃型溴化锂吸收式冷热水机组和蒸汽/温水型溴化锂吸收式冷热水机组。用热型中央空调通常运用于燃油、燃气、燃煤供应充足、成本较低，且电力较为紧缺或用电成本相对较高的地区 2）用电型 电能使中央空调机组正常工作，包含螺杆式、活塞式、离心式等其他电制冷（热）型的中央空调机组。 （2）根据中央空调冷热负荷输送介质的不同，可分为全空气式系统、全水系统、空气-水系统、冷剂系统四种类型。 1）全空气系统 是指冷热负荷的输送均由经过处理的空气来承担； 2）全水系统 该系统特性是风机盘管不加新风； 3）空气水系统 空气水系统的特性是其风机盘管加新风；冷剂系统是指制冷的蒸发器直接放在室内吸收热湿负荷。 中央空调系统工作原理 中央空调主机 主机部分由压缩机、蒸发器、冷凝器及冷媒（制冷剂）等组成，其工作原理如图所示。 图 1-2 水冷式制冷系统原理图 图 1-3 风冷式制冷系统原理图 低压气态冷媒被压缩机加压进入冷凝器并逐渐冷凝成高压液体。在冷凝过程中冷媒会释放出大量热能，这部分热能被冷凝器中的冷却水吸收并送到室外的冷却塔上，最终释放到大气中去。随后冷凝器中的高压液态冷媒在流经蒸发器前的节流降压装置时，因为压力的突变而气化，形成气液混合物进入蒸发器。冷媒在蒸发器中不断气化，同时会 地址：西安市博文路 51A 田园路三号电话2 吸收冷冻水中的热量使其达到较低温度。最后，蒸发器中气