中央空调节能控制系统设计方案

中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 0 中央空调节能控制系统设计方案 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 40 60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 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 发明者 美国埃施朗(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 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。 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 、 能耗记中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 1 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： 主机制冷 量 主机功 率 冷冻 水泵功率 空调热水泵 功率 冷却水泵 功率 冷却塔风机功 率 总计 机型一 1224 222 37 15 55 15 1017 机型二 1224 222 37 15 55 15 机型三 1224 222 37 15（备用） 55 15 机型四 37（备用） 55（备用） 小计 3672 666 111 30 165 45 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 1017店投入正常使用后，每年耗电量约 180 万 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，由于想中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 2 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 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 3 中央空调的联网计量管理。 3、 设计目标 央空调主机节能控制设计 控制目标 采用专业的中央空调能源管理系统，综合各项控制要求，实现整个中央空调水系统的智能化管理，包括系统联动，系统群控，并随时根据负荷变化自动、及时并有预见性地调节系统的运行工况，实现中央空调系统的运行收益及管理收益。 节能效果 根据对空调系统负荷变化的预测判断，控制系统能动态跟随负荷的变化动态调整水泵的转速，并动态调节系统的运行参数，对 空调水系统进行全面优化，从而达到空调系统年平均节能率 20% 40%的节能效果（其中空调主机节能率约为 10% 20%，辅机节能率约为 50% 60%）。 系统技术指标 系统满足以下技术参数要求： 工作环境温度 0 40 相对湿度 90%(20 ),无凝露 安装使用地点的海拔高度 1000m 输入电源频率 50 输出频率（控制柜） 0 50 输入电源电压 三相 80V 38V 输出电压（控制柜） 三相 V 380V 控制柜防护等级 操作方式 自动、手动 外形尺寸（控制柜） 1800（ 2200） 600（ 800） 600 央空调风机盘管联网管理节能控制设计 控制目标 中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 4 采用先进的中央空调联网管理控制系统，主要 实现对各个风机盘管的联网控制，包括风机盘管的远程设置、远程控制、远程托管、本地控制及自适应控制，通过计算机软件系统，可实时监控每个风机盘管的状态，为中央空调风机盘管的管理控制提供先进的技术手段。 节能效果 通过中央空调风机盘管系统的管理控制，可大大的降低中央空调主机系统的负荷，进而为主机节能系统创造条件，提升主机节能的效果，一般可为中央空调主机节能系统带来 20% 40%的提升，实现 20%以上的空调节能。 系统的技术指标 系统满足以下技术参数要求： 上层通信接口： 以太网、 展接口。 下层控制网接口： 线接口，采用 极性双绞线， 24V C 通信和供电复用总线，速率 线拓扑通信距离 400 米，自由拓扑通信距离 100 米，支持 32 个下层节点； 支持协议： P、 扩展 输入电源： 24C 10% 50 功耗：小于 500 环境： 温度 50 湿度：（ 90 2） % 无冷凝 外形尺寸： 200 * 110 * 45 外壳材料： 程塑料，阻燃，标准导轨安装 4、 机节能系统控制原理 节能控制目标和范围 中央空调水系统由冷冻水泵、冷却水泵、制冷主机、冷却塔等环节构成，其能耗较中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 5 大。常见传统的节能方式就是通过对水泵进行简单的变频实现水泵的节能。而在整个系统中，水泵的能耗通常只占到总能耗的 1/3 1/4，因此仅实现水泵的变频节能，其节能量有限；尤其值得注意的是，由于中央空调水系统是一个相互关联、相互影响的整体，如果单独考虑水泵的变频会产生由于流量的变化造成主机侧外围温度场的变化，从而可能出现主机运行工作点的漂移而导致主机能耗增加的结果，这也是我们通常所说的“水泵节能，主机耗能”的情况。因此仅进行水泵侧的节能，其节能量是局部有限的，且会对系统的总体能耗带来不利影响。 控制节能的最终目标是机房所有设备的总能效最高，即末端每输出一吨冷量整个中央空调系统所用的的功耗最小，而不只是片面的看某一个设备环节的节能。在本控制系统中， 过对主机、水泵等设备的节能控制，并通过对中央空调的水系统、风系统的监测与智能控制，使整个系统在满足末端负荷的情况下，系统综合 o o g to o o g p u h d p u mc h rc o o g C O P 系统综合 先进的系统节能控制技术 中央空调系统 的运行效率，涉及到载冷剂（冷冻水）、制冷剂、冷却剂（冷却水）三种冷媒的循环运行，涉及到空调末端装置、制冷机组蒸发器、制冷机组冷凝器以及冷却塔装置等四个热交换过程，涉及到系统的负荷及实际工况，运行情况 复杂，制约因素很 多 ，使中央空调系统具有显著的复杂性特征。 此外，中央空调系统的复杂性还表现在它的时滞性、时变性、非线性和大惰性；表现在系统结构的多样性，负荷和环境因素的不确定性；表现在它的多参量以及参量间的互相关联和影响等。 对这样复杂的系统，其 动态特性不易掌握 ，系统越大其滞后性及惰性就越强。通常的中央空调系统中 ，冷冻水循环周期长达十几分钟至几十分钟，而系统的温度，压力，流量等传感器通常安装在冷冻机房内，当末端的空调负荷发生变化时，机房侧探头所测得的系统信号往往是若干时间以前的负荷变化；同时水系统的惰性大，反应慢，在这种情况下，如用单一的、传统的楼宇控制系统的控制方式（通常为 制方式）所采用的跟随式控制，其控制及调节误差很大。 中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 6 南京图久楼宇科技的“ 央空调节能控制系统”通过 节、风机盘管联网控制、水系统及风系统监测，实现整个空调系统的节能控制。有别于现在常用的控制方式，系统是通过对末端和主 机端同时监测，动态调节的方式，采用先进的控制理论与算法，实现计算机智能控制，尤其适合于中央空调这样复杂的、非线性的和时变性系统的控制。它是以人（专家）的丰富实践经验和思维过程构建的模糊规则为依据进行推理与判断，模拟人类技术专家做决策的过程来解决那些需要人（专家）决定的复杂问题。它无需对被控对象建立精确的数学模型，只需作模糊描述即可实现控制。这样的控制更符合中央空调的复杂性、动态性和模糊性，使控制简便，又能达到所要求的控制精度。 模糊控制的基本思想是利用计算机来实现人的控制 要求 ， 利用模糊规则推理对系统进行类似 人脑的知识处理，实现对复杂系统的优化控制。在控制过程中，根据对被控动态过程特征的识别，自适应地调整运行参数，实现系统各受控参量的优化控制，对系统运行参数进行优化和动态调节，实现全系统协调运行，以达到系统整体综合性能最优的目的。 通过对主机、水系统、风系统、盘管系统的整体监测与智能控制，系统突破了传统的节能控制方式，实现了主机节能、管理节能及系统节能，具有良好的节能效果。 冷冻水系统 最佳输出能量控制 央空调节能控制系统对空调冷冻水系统采用模糊预测算法实现最佳输出能量控制。当气候条件或空调 末端负荷发生变化时，空调冷冻水系统供回水温度、温差、压差和流量亦随之变化，流量计、压差传感器和温度传感器将检测到的这些参数送至模糊控制器，模糊控制器依据所采集的实时数据及系统的经验数据，根据模糊预测算法模型、系统特性及循环周期，通过推理、预测出未来时刻空调负冷冻水系统控制流程示意图 中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 7 荷所需的制冷量和系统的运行参数，包括冷冻水供回水温度、温差、压差和流量的最佳值，并以此调节各变频器输出频率，控制冷冻水泵的转速，改变其流量，使冷冻水系统的供回水温度、温差、压差和流量运行在模糊控制器给出的最优值，使系统输出能量与末端负荷需求相匹配。 由于 冷冻水系统采用了输出能量的动态控制，实现空调主机冷媒流量跟随末端负荷的需求供应，使空调系统在各种负荷情况下，都能既保证末端用户的舒适性，又最大限度地节省了系统的能量消耗。 在本项目中，针对冷冻水泵采用预期流量的控制算法，在保证末端舒适性的同时消耗最少的能耗。 冷却水系统 系统效率最佳控制 当气候条件或空调末端负荷发生变化时，空调主机负荷率将随之变化，主机的效率也随之变化。 由于主机效率与冷却水温度有关，在一定范围内 冷却水温度降低 ，有利于提高主机效率、降低主机能耗。但 冷却水温 度降低， 将导致 冷却水 泵和冷却 塔 的能 耗升高 。因此，只有将主机能耗、冷却水泵能耗、冷却塔风机能耗三者统一考虑，在各种负荷条件下找到一个能保持系统效率（系统 高所对应的冷却水温度，即找到 一 个系统效率 最佳点 ，才能使整个系统能效比最高 。 冷却水温度与室外环境温度、室外环境湿度、冷却水泵特性、冷却塔排热能力、主机排热负荷等诸多因素有关，但由于气候条件和排热负荷的时变性，以及冷却塔、冷却水泵和主机冷凝器等特性的变化，因此，传统的控制方式或简易的变频器控制方式都不可能达到冷却水系统控制流程示意图 中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 8 系统运行效率优化的控制目标。 央空调节能控制系统对空调冷 却水系统采用自适应模糊优化算法实现系统效率最佳控制。当气候条件或空调末端负荷发生变化时，模糊控制器在动态预测系统负荷的前提下，依据所采集的实时数据及系统的经验数据，根据气候条件、系统特性和自适应模糊优化算法模型，通过推理、计算出所需的冷却水温度最佳值，并以此调节冷却水泵和冷却塔风机变频器的输出频率，控制冷却水泵和冷却塔风机转速，动态调节冷却水的流量和冷却塔风机的风量，使冷却水温度趋近宇模糊控制器给出的最优值，从而保证整个空调系统始终处于最佳效率状态下运行，系统整体能耗最低。 冷却风系统 最佳运行组合控制 风机智能控制柜经传输导线直接与冷却塔风机连接，当电机起动完毕后，起动完毕信号送至模糊控制器，由模糊控制器向对应变频器发出指令，冷却塔风机按模糊控制器输出的控制参数值，调节风机变频器的输出频率，控制风机的转速 ,使冷却水的进口温度逼近模糊控制器给定的最优值，使冷却水入口温度保证空调主机处于最佳运行工况。 动态冷热量平衡系统 大多数的中央空调系统管网建成后，在实际运行中，普遍存在冷热量失调问题（即中央空调提供的冷热量在满足某区域所需冷热量同时，另一区域的供冷热量超过了实际的需要），其主要原因如下： 管径的尺寸由于 管材标准的限制往往与计算尺寸存在差别； 由于施工条件的限制，管路的实际情况与设计情况也会有很大的不同； 管网建成后增加新的负荷面积，使原有的冷热量平衡遭到破坏。 管网的冷热量失调，会造成空调系统热力失衡，冷热不均。为了保障局部失衡区域达到制冷标准，就必需保持较大的冷冻水流量，导致系统能耗增加且节能空间受到限制。 央空调节能控制 系统提供了基于能量平衡的动态调节功能，能够实现各支路的能量平衡和制冷或制热效果平衡，同时也为降低冷冻水运载能耗挖掘了更大的空间。 另外，基于此能量平衡系统， 央空调节能控制系统还可以提供不同功能中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 9 或不同时间段、不同区域服务的功能，通过预设置服务质量，自动调节此区域的能量供给，可以更好的达到舒适性要求，避免了因满足特殊区域服务质量要求而导致的整体能耗的大幅上升。 系统控制接口 口 根据需要，系统提供干接点信号传输水泵状态信号、故障信号等参量备楼宇监控系统使用；另外，系统还开放 口，可提供水泵状态信号、故障信号、供回水温度、流量以及供回水压差等参量。 统提供开放的 口和硬件接口，具有良好的兼容性和开放性，能够与任何支持 议的 楼控实现集成，达到信息交流与资源共享。 机组群控 中央空调制冷主机的效率特性通常随着负荷的变化而变化，并在某一负荷率下具有最佳效率。 由于主机的效率与负荷率有关，因此，在多台机组并联运行时，需要根据当前负荷的实际情况，选择一种最佳的主机运行台数组合，以达到系统的最高效率。 中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 10 央空调节能控制 系统根据所采集的流量与冷冻水供回水温差计算出当前负荷，并以历史记录的主机负荷效率特性或者经验主机负荷效率特性，通过模糊推理规则来确定需要投入运行的主机台数及具体机组，确保系统具有最高的运行 效率。 5、 央空调主机节能控制系统设计方案 央空调主机节能控制 系统构成 经过对大厦能源利用的科学预测 ,并且考虑到中央空调系统的设计情况，我们采用一套 中央空调能源管理系统进行集中管理和节能控制。 主要控制设备 主要控制设备清单如下： 主控制系统 序号 型号及规格 名称 数量 备注 1 统节能控制柜 参数采集控制、系统控制及运算 冷冻水及温水系统 2 冻水泵智能控制柜 切换控制冷冻水泵及热水泵 冷却水系统 3 却水泵智能控制柜 切换控制冷却水泵 中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 11 冷却风系统 4 却塔风机智能控制箱 控制冷却塔风机 楼控接口及能量分配系统 5 A 接口箱 和 统连接 6 力平衡控制箱 用于能量分配阀门控制 工程器材及工程材料清单（参考，具体根据实际项目情况定） 序号 型号及规格 名称 数量 备注 1 温传感器 德国西门子 2 外温 湿度传感器 德国西门子 3 入式电磁流量计 德国科隆 4 相电子式电能表及箱 体 国产 5 动开关阀（ 用于主机入口保护，建议用户采购。 6 动开关阀（ 用于主机入口保护，建议用户采购。 7 动调节阀 ( 用于分水器支管，能量的二次调节。 （建议用户自行采购） （表中型号品牌 8 动调节阀 ( 9 动调节阀 ( 10 动调节阀 ( 注：参考清单，具体根据实际项目进行配置，本清单已经包含了基本的控制设备。 节能分析 设备开机时间：全年（夏季制冷，冬季采暖）。 设备计算负荷率：主机 60%，辅机 80%。 能源单价（电费）： /度。 序号 节能控制点 节能率 节电量（万 节能收益 (万元 /年 ) 1 主机 10 15 辅机（冷温水泵 , 冷却水泵） 55 65 统综合 采用 央空调节能控制系统每年可为主机系统节约耗电量 约能耗支出 元。 中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 12 6、 中央空调风机盘管联网控制系统设计 统结构 房间内的带通讯的液晶显示温控器和继电器输出模块，通过一根普通的双绞线将所有的温控器和 输出模块连接在一起，通过程序组态完成温控器与对应的输出模块绑定，并将数据通过总线发往控制中心，控制中心电脑通过 E 浏览器对网络进行访问和控制。系统结构如下图： 调未端风机盘管的节能方案 总线制风机盘管就地控制 区域控制器 过 线连接在一起，控制器自带有温度传感器，与设定值比较运算后将结果输出到继电器模块来控制风机转速及电动二通阀的启闭。 但具有原有控制器所有功能外增加了风速自动控制及定时关机功中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 13 能。当控制器设定 在自动档时，风机的转速随着房间内的温度与设定温度之差自动调节，最大限度地节省了风机的能耗。 风机盘管的远程控制 风机盘管区域控制器可支持 P 网络、 种通讯方式，能够通过网络接入到中央控制系统，完全可与现有的楼宇自控系统兼容，符合大楼节能系统的控制与管理。采用 能控制系统楼宇系统能方便地控制和管理整个大楼的中央空调系统的运行。中央控制中心电脑上图形化显示各间办公室的实时温度、温度设定值、风机运行状态及风速、冷热工况等参数。当房间内的温度超过标准值时系统发出报警，值班人员可远程强制修改其设定温度、风速等，也可以完全接管风机盘管控制器，使就地控制暂时无效。系统设置时间表，在下班时间段风机盘管被关闭，从而避免人员下班时由于遗忘关机造成浪费。 自动控制 通过对末端安装人体感应器、温度传感器等设备，可根据室内人员状况设定控制策略，但感知室内没有人时，根据房间无人的时间长度、温度等情况自动调节风机盘管，直至关闭风机盘管，实现自动控制功能，最大限度的节约能源。 央空调风机盘管联网控制系统主要功能 自动控制 风机面板带有定时设置、温度设置等功能，通过温度传感器和 时钟，可实时的感知室内的当前状态，然后根据策略自动控制风机盘管的电磁阀等，实现自动调节、自动控制功能。配合适当的传感器，系统还可以感知室内是否有人，并根据控制策略在无人的情况下自动关闭末端风机盘管，节约能源。 计量功能 风控面板带有计量功能，可实时计量各个房间大、中、小各档位运行时间及状态，通过区域控制器，也可测量所有的风机面板的各种状态的运行情况，通过联网的智能算法，中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 14 可测定各个房间空调的真实使用情况，杜绝按照面积分摊空调用能的种种不合理因素，为能耗管理提供精确有效的工具，实现空调使用联网计量功能。 风机面 板及空调 监控 通过浏览器实现各个风机面板的远程状态实时监控，可远程查看中央空调的状态、运行档位、模式、定时情况、设定温度和当前温度。 远程控制 可通过网络对各个风控面板进行远程控制，实现风机档位、温度、模式、定时等远程设置。下班时，管理人员可以通过该功能关闭办公人员忘记关闭的空调面板，实现管理节能的目的。上班时，管理人员可以远程查看每个办公室是否按照规定把空调调节在适当的温度，如果不符合国家有关规定，可以远程对其进行调节，进而达到节能的目的。 中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 15 空调使用计量统计和分析 通过软件对风控面板、区域控制 器采集的空调使用数据进行统计分析，可统计每个房间空调使用情况，并且根据总的空调用能量分解到各个房间，实现计量功能和计量分析功能。系统提供分组的功能，可把房间分配到分组（或者是单位），实现按单位统计空调能耗，为管理、结算提供依据。 中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 16 空调面板控制远程托管 空调面板支持远程托管功能，管理人员可以通过网络下发远程托管命令，在远程托管状态下，空凋面板由远程计算机主机控制，空调面板不接受本地按键操作，这个功能给大厦的管理提供了良好的管理支持，如果国务院规定夏天空调所开温度不能低于26，冬天不能高于 20， 在现有情况下，管理人员没办法进行控制，但启动远程托管后，空调使用者不能直接通过面板调节温度、模式等参数，只能接受远程指令控制，这样就能很好实现节能。 机盘管联网控制系统主要设备 风机盘管联网控制系统主要有 能控制器、风机盘管控制面板、风机盘管继电器输出控制器三种设备组成，配置清单如下： 序号 设备名称 规格型号 数量 单位 备注 1 智能控制器 台 1个控制器支持 32个 联网型风控面板 只 注：一个智能控制器最多可挂接 32 个联网型风控面板与风机盘管输出控制模块，中间通过 线连接， 用两芯无极性 缆，实现通信与供电复用，联网中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 17 型风控面板与风机盘管输出控制模块无需单独采用电源供电。 4V C 电源，每个 要配置一个变压器或者一个电源模块。 6 3 风机盘管联网控制系统节能分析 中央空调风机盘管联网控制系统主要通过管理的手段，实现在不改变空调使用舒适度的情况下，实现管理节能并通过管理调节的手段，降低中央空调主机的负荷，进而为主机节能系统加大节能空间。 科学计算表明，在制冷工况时，空调的设定值每增加 1 时能耗会下降 8%；在制热工况时，空调的设定值每减少 1 时能耗会下降 12%。有权威的统计显示，改善有功能缺陷的控制器和合理的使用，使每台风机盘管每天节省能源费达 12 元人民币，如果一幢大楼按 400 台风机盘管计算每天节省 400800 元人民币，全年节省能源费 144000 元288000 元。 另外，中央空调主机节能控制的空间主要来源于空调设计时的设计余量及实际使用与满负荷之间的差值，如果每个风机盘管都按照最大值进行运行，则整体负荷巨大， 主机负荷始终处于最大值，在这种情况下，主机节能系统最大的节能空间仅仅是中央空调的设计余量，通过中央空调风机盘管联网控制系统，可有效的对中央空调的末端进行管理控制，实现管理节能及降低主机负荷，进而可为主机节能系统带来更大的节能空间，一般可带来 20%的节能提升。 7、 中央空调常见控制系统与 央空调节能控制 系统的差异 常见的中央空调控制系统有楼控系统、水泵变频控制系统等。但是这些系统与央空调节能控制系统的差异性很大，现做简单的介绍。 中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 18 控系统与 能控制系统的差异 控系统与 统控制对象的差异性 楼宇设备自动控制系统是对大楼内机电设备的监控和管理，控制对象主要包括：冷热源系统、空调系统、新风系统、给排水系统、照明系统、电梯系统、变配电系统等。该系统是对这些系统进行控制和管理，达到各个设备的高效、合理运行及节能的目的，从而提高工作效率，降低管理成本。 而 冷热源系统控制与节能的管理控制系统。其控制对象主要为冷热源系统，包括中央空调主机、冷冻（温）水泵、冷却水泵、 冷却塔风机、热交换器、补水泵、风机盘管等设备。其主要目的是实现中央空调机房内冷热源设备的配电、智能化控制和运行节能管理，使得运行费用降低 20 40。 控系统与 央空调节能控制系统的技术差异 楼控系统较 央空调节能控制系统来说，具有控制范围广，结构简单，价格适中等优点。但是比起 央空调节能控制系统，其劣势也显而易见。 工程与产品 统从本质上讲是一些功能未定型的工程设备，其设计功能的实现主要依靠现场编程、调试来完成，要求编程、调试的工作人员对所控制 的对象的运行特点和技术规范都要有深刻的了解，然而，深刻理解暖通专业的系统编程人员十分稀缺，造成实际项目的控制效果差异较大，系统 可用性无法保证，可靠性低。而且现场进行软件二次编程难以实现标准化和规范化，系统之间的一致性差，无论对于工程商还是用户，随着使用时间的增加，后期维护成本会很高。 而 央空调节能控制系统是一个成套的、功能定型的数字化智能控制产品，每套产品可实现的控制功能是一致的。 控制功能 统监测控制对象是建筑物内的所有机电设备，是一个对设备进行集中监测、管理的工具，其优点是监测点多、 控制的设备全面、管理功能强大。 但在对中央空调系统的监控中， 统通常是对各种运行信号进行监测和对空调主机、冷冻（温）水泵、冷却水泵等大功率设备的启、停状态进行控制，而不是根据建筑中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 19 物空调实际需要的负荷来对系统运行过程进行控制。因此，在 制的空调系统中，仍然存在着较大的节能空间。 央空调节能控制系统可根据检测到的流量、压力、温度、末端风机盘管工作状态、室内人员情况、能耗等信号，通过南京图久楼宇科技有限公司智能控制系统，实现对空调负荷的实时跟踪，控制输送到末端的冷量，与当时的空调负荷相匹配 ，确保系统能源转换效率始终处于比较高的水平。 央空调节能控制系统还具有一些独创的先进控制技术，如机组群控、泵组优选、模糊预期算法、自学习功能等，通过这些技术实现空调负荷输出的精确控制，在系统耗能最少的情况下，满足末端负荷的需求，实现供需平衡，达到最佳节能。 成套性、可靠性 央空调节能控制系统基于 处理器，采用嵌入式系统架构，性能高、可靠性强，在生产过程中，严格控制质量，并通过组态工具和仿真系统，依据对应的中央空调系统的实际情况进行仿真运行，完全达到设计要求后，再经过一定 时间的老化运行后出厂 , 无需现场编程及功能验证，保证了设备的安全可靠。 控制系统软件实现了产品化和标准化，有利于设备的维护保养。 统大部分调试工作是在现场进行，系统的功能验证主要依靠现场人员逐一进行，很难实现完整的功能及安全验证，后期的修改和维护是难免的，且完成调试周期相对较长。 兼容性 央空调节能控制系统是一套智能化的控制系统和配电设备，从智能控制的方面来说，它独立构成中央空调冷热源侧的控制子系统，提供了符合 议的软件接口和采用 口箱的硬件接口，具有良好的开放性、兼容性和集成 性，可满足 统的变频控制系统与 能控制系统的差异 传统的变频控制系统一般都是采用“压差或温差 + 控制方式，虽然对水泵有一定的节能效果，但由于它只关注水泵节能，忽略了主机能耗可能上升。且冷冻水循环和冷却水循环相对独立，不能实现系统匹配和综合优化，无法确保系统在变负荷工况下始终保持高效率运行，主机效率（ 可能下降，从而造成整个系统不节能甚至中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 20 能耗升高。 节存在偏差，而且容易发生振荡，运行稳定性较差。 央空调节能控制系统是基于 系统综合优化的控制，通过对全系统的运行信息的全面采集及综合分析处理，实现冷冻水系统和冷却水系统的匹配和协调运行，实现变负荷工况下整个系统综合性能优化，可保障空调系统在任何负荷条件下，都能高效率地运行，从而最大限度地降低空调系统能耗。 央空调节能控制系统充分考虑了主机节能、管理节能、系统节能的融合，有别于一般的中央空调节能系统仅仅考虑主机节能的方式，充分考虑了通过风机盘管联网控制，有效降低主机负荷，进而为主机节能控制创造了条件。通过系统节能，使得节能策略不再只限于一些设定的模式，可根据末端风机 盘管、出回水温差、压差等情况，实现整个空调的的节能调节，进而实现系统节能，为中央空调节能带来最佳的效果。 8、 央空调节能控制系统的管理功能 央空调节能控制系统 不仅具有显著的节能效果，而且具有强大的控制与管理功能，是行业内中央空调管理与节能的专家系统。 （ 1） 泵组优选 在并联冷冻水泵系统中， 央空调节能控制 系统 能实时计算当前负荷所需的冷冻水流量，并推算出在满足该流量及压力条件下所需运行的并联水泵台数及其工作频率，使该状态下泵组所消耗的总能耗最低，以实现泵组最佳节能。 （ 2） 便捷 的系统监控功能 系统主界面采用三维流程图显示，直观反映了空调系统管路及设备的安装布置状况。流程图上显示了各个设备的主要参数，以便于操作员直接观看。操作员在流程图上点击任意设备即可进入该设备参数的详细显示 /控制界面。 操作员可在设备详细显示 /控制界面中查看各设备及器件的运行参数，同时还可在该界面进行设备的启停控制。 （ 3） 实用的系统控制模式 央空调节能控制可以根据用户使用的需要，提供多种方式的中央空调控制模式，如系统自动控制模式，远程人工干预控制模式，就地人工干预控制模式等，以中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 21 满足用户各种不同的运行 管理要求。 （ 4） 灵活的关联控制 在系统组态过程中，用户可以根据系统运行的实际需要制定中央空调受控设备之间关联计划，实现中央空调合理使用。 （ 5） 系统参数设置功能 央空调节能控制系统可在设备详细显示 /控制界面完成对各设备的监测，同时也可设置或修改系统运行参量和设备控制参数。 （ 6） 系统数据记录功能 央空调节能控制系统提供以下数据及事件记录：空调主机的能耗数据，空调主机的制冷（热）量数据，各个水泵（风机）的能耗数据，故障记录，操作行为记录等，以对整个中央空调系统运行情况进行全面分析。 （ 7） 曲线显示 功能 央空调节能控制系统可定时记录主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机的电耗百分比值，定时记录系统效率值，定时记录主要参数值，并按天自动绘制各设备能耗百分比曲线。 （ 8） 服务质量控制功能 央空调节能控制系统提供服务质量控制功能，用户可根据空调实际负荷状况设定服务质量，实现输出能量的有效控制。 （ 9） 系统维护预测功能 央空调节能控制系统可根据系统设备的使用情况提供维护的预测信息，完善系统的管理。 （ 10） 本地操作及计量功能 央空调节能控制系统的控制柜提供本地控制功能 ，操作人员可于现场手动控制设备。同时，系统为每一台受控设备提供独立的用电量计量。 （ 11） 故障报警功能 中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 22 央空调节能控制系统提供故障报警功能，以确保空调系统的安全运行。报警方式为声、光报警及软件画面显示报警提示等。 （ 12） 安全性及可靠性 作为中央空调安全运行的保障工具， 统提供了以下保护功能： 冷冻水供水低温保护 冷冻水低流量保护 冷冻（温）水供、回水低压差保护 冷冻（温）水供、回水高压差保护 冷却水出水高温保护 9、 央空调节能控制 系统的优势与产品技术性能 品的优势 可编程： 央空调节能控制系统具备可编程的功能，在系统实施完成后，按照实际的设备进行控制逻辑定义，在运行过程中，如果发现最初的控制逻辑不够完美，可以通过图形化软件重新定义逻辑，这样就为系统的智能控制带来最贴近实际情况的应用控制，进而为中央空调的管理控制和节能控制提供最好的手段。 精确的能量供给与节能控制： 采用 央空调 节能控制 系统后，管理方可以根据末端用户的实际情况对末端实现 精确的、量化的能量供给，冷热源侧依据实际能量供给情况实时调节运行状态，最大程度的保持能量的供求 平衡，从而创造最大的节能空间。单纯依靠经验，人工管理来进行的设备的启停变频运行等，粗略的估算末端情况，定性的供给能量，会造成能量的供给不足或者过余，导致末端服务质量的下降及能量的浪费，能量供给的粗略性和节能空间的有限性较大。 独特的主机进一步节能，系统 最高： 目前大部分中央空调主机都具有自动卸载的功能，但通常其针对的是定流量系统，当空调负荷变化时，其控制的是单一参数（温度），但对于一个变流量系统，其温度、压力、流量都在变化 ,此时主机的控制系统遇到的是多参量的变化 ,且中央空调系统具有波动性大、滞后性强的 特点，因此其控制方式往往具有明显的误差 ,不能实现主机的节能； 央空调能源管理系统可以较好的解决这一问题 ,在任何状况下通过模糊控制技术调节冷冻水流量和通过系统模糊优化的控制方法调节冷却水流量，有效提高主机的效率，使系统保持较高且稳定的 ，从而实现系统运行的最优化并实现最大程度的节能。 机房的智能化管理： 央空调能源管理系统 是一套真正意义上的完善的智中央空调 节能控制 系统方案 2009 第 页 共 27 页 23 能控制及管理系统 ,具有强大的运行管理功能，它将机房系统各独立的运行单元整合在一起，实现智能化管理。通过操作或管理人员的简单操作，即 可实现高效稳定的自动化运行，并对中央空调系统实现自动化的监测和管理，避免或减少了由于人为因素而可能造成的对空调系统的伤害，提高了中央空调系统运行的稳定性，从而间接增加了空调的寿命，创造了间接的经济效益。 实现中央空调系统的远程监控： 央空调能源管理系统 具有远程监控功能，通