（检测技术与自动化装置专业论文）中央空调节能管理软件的设计与开发.pdf

原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。 对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方 式标明。本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：盔垒整 e l期： 垫也：皇：独 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：壅垒盘导师签名i 至受邕之日期：理：豆! 擎 山东大学硕士学位论文 目录 摘要i 第一章绪论l 1 1 课题研究背景1 1 2 研究现状、发展动态2 1 2 1 空调控制发展动态2 1 2 2 中央空调系统的特点和问题3 1 2 3 空气调节技术的发展趋势4 1 3 研究内容与意义5 第二章基于能效理论的中央空调控制系统分析7 2 1 中央空调控制系统7 2 1 1 空调设备系统组成7 2 1 2 中央空调系统控制原理8 2 2 中央空调系统能效分析1 0 2 2 1 中央空调系统能耗组成1 0 2 2 2 冷负荷的组成j 1 0 2 2 3 冷负荷的计算1 2 2 2 4 能量利用效率l3 2 3 中央空调系统的节能措施1 6 2 3 1 建筑设计节能1 7 2 3 2 合理降低室内温、湿度标准1 7 2 3 3 空调系统方面节能18 2 4 本章小结2 0 第三章系统通讯及数据接口设计2 1 3 1 系统通讯设计2 1 3 1 1 通讯方式设计21 3 1 2 数据通讯格式2 1 3 2 通信功能实现2 2 3 2 1w i n s o c k 编程简介2 2 山东大学硕士学位论文 3 2 2 中央管理软件与s d 通讯模块的实现2 4 3 3 中央空调系统数据库的设计2 8 3 3 1 数据库系统基础知识2 8 3 3 2 关系数据库简介2 9 3 3 3 数据库的设计要求2 9 3 3 4 本系统数据表的设计31 3 4a d o 数据访问技术3 3 3 5 本章内容小结3 4 第四章中央空调能量管理中心软件的设计3 5 4 1 软件设计方法3 5 4 2 中央管理系统总体设计分析3 7 4 2 1 软件系统性能要求3 7 4 2 2 能量管理系统功能要求3 8 4 3 开发环境简述4 0 4 4 系统测试4 l 4 5 本章小结4 2 第五章中央空调中央管理软件运行及实例分析4 5 5 1 实验环境介绍及控制要求4 5 5 2 中央空调系统控制设备安装一4 6 5 3 中央空调能量管理系统应用。4 8 5 3 1 用户登录模块4 8 5 3 2 实时监控模块4 9 5 3 3 数据查询模块5 3 5 3 4 能量审计模块5 5 5 3 5 控制策略优化模块5 7 5 3 6 定时关机模块5 9 5 3 7 系统管理模块5 9 5 3 8 软件介绍模块6 1 5 4 能量管理系统数据融合和数据挖掘6 1 5 5 本章小结6 3 山东大学硕士学位论文 第六章总结与展望6 5 6 1 论文工作总结一6 5 6 2 发展方向6 6 附录6 7 参考文献7 3 致谢7 6 攻读硕士期间参与的工程项目7 7 山东大学硕士学位论文 co n t e n t s a b s t r a c t j 。i i i c h a p t e r1 i n t r o d u c t i o n 一i 1 ir e a s e a r c hb a c k g r o u n d 1 1 2r e a s e a r c hs t a t u s 2 1 2 1r e a s e a r c ho f a i r - c o n d i t i o n i n gc o n t r o l 2 1 2 2h v a cs y s t e m sc h a r a c t e r i s t i ca n dp r o b l e m 3 1 2 3t h ed e v e l o p m e n tt r e n do f a i r 二c o n d i t i o n i n gt e c h n o l o g y 4 1 3r e s e a r c hc o n t e n ta n ds i g n i f i c a n c e 5 c h a p t e r2 c o n t r o ls y s t e md e s i g na n da n a l y s i s 7 2 1c e n t r a la i rc o n d i t i o n i n gc o n t r o ls y s t e m 7 2 1 1s y s t e ms t r u c t u r e 7 2 1 2w o r k i n gp r i n c i p l e 8 2 2t h ee f f i c i e n c ya n a l y s i so fh v a cs y s t e m 1 0 2 2 1c o m p o s i t i o no f h v a ce n e r g yc o n s u m p t i o n 1 0 2 2 2c o m p o s i t i o no f t h ec o o l i n gl o a d 1 0 2 2 3c a l c u l a t i o no f t h ec o o l i n gl o a d 一1 2 2 2 4e n e r g yu t i l i z a t i o ne f f i c i e n c y 13 2 3t h ee n e r g ys a v i n gm e a s u r e so fh v a c 1 6 2 3 1t h ee n e r g ys a v i n go f a r c h i t e c t u r ed e s i g n 1 7 2 3 2m e a s u r e so fr e d u c ea i r ss t a n d a r d 17 2 3 3m e a s u r e so f h a cs y s t e m 1 8 2 4s u m m a r y 2 0 c h a p t e r3 c o m m u n i c a t i o na n dd a t ai n t e r f a c ed e s i g n 2 l 3 1s y s t e mc o m m u n i c a t i o nd e s i g n “2 1 3 1 1c o m m u n i c a t i o nm o d ed e s i g n 2 1 3 1 2d a t ac o m m u n i c a t i o nf o r m a td e s i g n 2 1 3 2i m p l e m e n to f c o m m u n i c a t i o n 2 2 3 2 1i n t r o d u c t i o no f w i n s o e k 2 2 v 山东大学硕士学位论文 3 2 2c o m m u n i c a t i o nb e t w e e np ca n ds d 2 4 3 3d a t a b a s ed e s i g n 2 8 3 3 1i n t r o d u c t i o no f d b m s 2 8 3 3 2i n t r o d u c t i o no f r e l e v a n td a t a b a s e 2 9 3 3 3g o a lo fd a t a b a s ed e s i g n 2 9 3 3 4d a t at a b l ed e s i g n 3 1 3 4a d od a t aa c c e s st e c h n o l o g y 3 3 3 5s u m m a r y 3 4 c h a p t e r 4 d e s i g no fh v a ce n e r g ym a n a g e m e n ts o f t w a r e 3 5 4 1s o f t w a r ed e s i g nm e t h o d 3 5 4 2t h eo v e r a l ld e s i g n 3 7 4 2 1s o f t w a r ep e r f o r m a n c er e q u i r e m e n t s 3 7 4 2 2s o f t w a r ef u n c t i o nd e m a n d 3 8 4 3i n t r o d u c t i o no fd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t 4 0 4 4s y s t e mt e s t i n g 4 1 4 5s u m m a r y 4 2 c h a p t e r5r u n n i n ga n da n a l y s i so fh v a ce n e r g ym a n a g e m e n t s o f t w a r e 4 5 5 1e n v i r o n m e n ti n t r o d u c t i o na n do b j e c t 4 5 5 2t h es e t t i n go f h v a cc o n t r o ls y s t e m 4 5 5 3t h ea p p l i c a t i o no fh v a ce n e r g ym a n a g e m e n ts o f t w a r e 4 8 5 3 1l o g g i n gi nm o d u l e 4 8 5 3 3r e a l t i m em o n i t o r i n gm o d u l e 4 9 5 3 4d a t ai n q u i r ym o d u l e 5 3 5 3 5e n e r g ya u d i tm o d u l e 5 5 5 3 6c o n t r o lt a c t i c so p t i m i z a t i o nm o d u l e 5 7 5 3 7t i m e ds h u t d o w mm o d u l e 5 9 5 3 8s y s t e mm a n a g e m e tm o d u l e 5 9 5 3 9s y s t e mi n t r o d u c t i o nm o d u l e 6 1 5 4d a t af u s i n ga n dd a t am i n i n g 6 1 5 5s u m m a r y 6 3 山东大学硕士学位论文 c h a p t e r6s u m m a r y 6 5 6 1p a p e rs u m m a r y 6 5 6 2d e v e l o p m e n tt r e n d 6 6 a p p e n d i x 6 7 r e f e f e n c e s 7 3 a c k n o w l e d g m e n t 7 6 p a p e r sa n dp r o j e c t s 7 7 山东大学硕士学位论文 摘要 随着近年来经济的迅速增长，工业化和城镇化进程的加快，中国的能源形势 日益严峻。建设节能型社会已经成为我国经济社会发展的必然选择。当前我国建 筑能耗约占社会总能耗的3 0 ，其中中央空调能耗占整个建筑物运行能耗的6 0 左右。中央空调系统节能控制在节能领域具有非常重要的地位。 在实际工程应用中，如何全面显示中央空调系统的运行参数，如何评估控制 系统的控制效果，如何计算空调系统的能量利用状况，是空调节能研究的热点。 目前在大型公共建筑中采取的最广泛的节能手段之一就是安装楼宇自控系统 ( b a s ) ，虽然在提高楼宇整体管理水平，实现节能降耗方面取得了一定的成就，但 是由于只是针对于各耗能设备分别进行节能监控，缺乏一种立足于全局的能耗分 析和管理调度措施，无论是从实际运行的效果还是从系统角度来看，节能效果都 不够理想。 为实现对中央空调系统的整体节能控制，本文使用了一套中央空调能量管理 系统。该系统采用三级数据传输结构，末端控制器( c d ) 控制信息定时上传到区域 能量管理服务器( s d ) ，再通过以太网传输到上位机管理中心。中央管理软件借助 数据库管理系统对大量数据进行存储分析，引入数据融合和数据挖掘技术，对中 央空调系统进行节能评估和控制策略优化。 本文给出了中央能量管理软件的设计方案，设计了能量存储数据库，并利用 当前主流软件开发平台m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o ，采用v c + + 开发语言完成了该上 位机应用软件的编程，完成了系统要求的主要功能，为研究成果的应用打下基础， 也为系统后续的分析和改进提供了数据支持。 本文开发的能量管理软件在实验室环境下进行了初步测试，并在某医院综合 大楼进行了测试应用，测试结果表明，该理论是可行的和有效的。该控制系统可 以实现实时监控、数据查询、控制策略优化、系统管理等功能，不仅能够更加全 面的监控设备运行情况，还可以分区域分时段灵活计算能量的利用效率，对中央 空调的能耗进行分析，从全局的角度对建筑物能耗进行评价，实现中央空调的总 体控制，有效推进节能减排工作。 关键字：中央空调，节能控制，能量利用效率，管理软件，能量审计 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dg r o w t ho fe c o n o m ya n dt h ea c c e l e r a t i o no fu r b a n i z a t i o ni nr e c e n t y e a r s ，c h i n a se n e r g ys i t u a t i o n i s i n c r e a s i n g l y s e r i o u s t h ec o n s t r u c t i o no f e n e r g y - s a v i n gs o c i e t yh a sb e c o m eo u rc o u n t r y si n e v i t a b l ec h o i c e b u i l d i n ge n e r g y c o n s u m p t i o na c c o u n t sf o ra b o u t3 0 o ft h et o t a ls o c i a le n e r g yc o n s u m p t i o n ，a n dt h e h a v ce n e r g y c o n s u m p t i o nc o n s t i t u t e sa p p r o x i m a t e l y6 0 o fb u i l d i n ge n e r g y c o n s u m p t i o n t h ee n e r g y - s a v i n go fc e n t r a la i r - c o n d i t i o n i n gs y s t e mh a sb e c o m eah o t t o p i co fe n e r g y s a v i n gc o n t r 0 1 h o wt od i s p l a yt h er u n n i n gp a r a m e t e r sc o m p r e h e n s i v e l y , h o wt oe v a l u a t et h e e n e r g y s a v i n g c o n t r o l s y s t e ma n dh o wt oc a l c u l a t et h ee n e r g y u s eo fc e n t r a l a i r - c o n d i t i o n i n gs y s t e m ，t h ep r o b l e m sa b o v e a r eh o tt o p i c sf o ra i r - c o n d i t i o n i n g r e s e a r c h f o rn o w , t h em o s tu s e dm e t h o do fe n e r g ys a v i n gi nl a r g eb u i l d i n g si sf i t t i n g b u i l d i n ga u t o m a t i o ns y s t e m ( b a s ) a l t h o u g ht h es y s t e mc a na c c o m p l i s ht h ee n e r g y s a v i n gf o rs o m ed e g r e e ，i to n l ym o n i t o r sa n dc o n t r o l st h es e p a r a t ed e v i c e sb u tc a nn o t a n a l y z ea n dm a n a g et h ea i r - c o n d i t i o n i n gs y s t e mf o raw h o l e s ot h es y s t e mi sn o ti d e a l w h e t h e ri nr e a lr u n n i n go ri ns y s t e ma n a l y z i n g t h ep a p e ri n t r o d u c e dac e n t r a la i r c o n d i t i o n i n ge n e r g ys a v i n gs y s t e m t h ec e n t r a l a i r - c o n d i t i o n i n gs y s t e mh a dat h r e e l e v e ld a t at r a n s m i s s i o ns t r u c t u r e ，t h et e r m i n a l c o n t r o ld e v i c es e n tu s e f u li n f o r m a t i o nt ot h ee n e r g ys e r v i c ed e v i c ea n dt h ee n e r g y s e r v i c ed e v i c es e n tt h er e c e i v e di n f o r m a t i o nt ot h e c e n t r a l a i r - c o n d i t i o n i n g m a n a g e m e n tc e n t e rt h r o u g he t h e r n e t t h ec e n t r a lm a n a g e m e n ts o f t w a r es t o r e da n d a n a l y z e dt h el a r g ea m o u n to fd a t ab yd a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ，i n t r o d u c e dd a t a f u s i o na n dd a t ad i g g i n gt e c h n o l o g y , u s e dt h et h e o r yo fe n e r g ye f f i c i e n c yw h i c hw a s b a s e do ne n e r g yt r a n s f e rr a t i oa n de n e r g yu s er a t i ot oo p t i m i z et h ec o n t r o lt a c t i c sa n d e v a l u a t et h ec o n t r o lr e s u l t s t h ep a p e rp r o v i d e dt h ed e s i g np l a no fe n e r g ym a n a g e m e n ts o f t w a r ea n dd e s i g n e d e n e r g ys t o r i n gd a t a b a s e t h es o f t w a r ew a sw r i t t e ni nv c + + b a s e d o nt h em o s tp o p u l a r s o f t w a r ed e s i g n i n gp l a t f o r mm i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o t h es o f t w a r ew a sf u n d a m e n t a l t ot h er e s e a r c ha n dc o u l da l s op r o v i d et h ed a t a s u p p o r tt o t h el a t e ra n a l y s i sa n d i m p r o v e m e n t i i i 山东大学硕士学位论文 t h ee n e r g ym a n a g e m e n ts o f t w a r ew a st e s t e di n l a b o r a t o r ya n da p p l i e di na c o m p r e h e n s i v eh o s p i t a lb u i l d i n g t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h es o f t w a r ew a sf e a s i b l e a n de f f e c t i v e t h es o f t w a r ec a nm o n i t o ri nr e a lt i m e ，d a t aq u e r y ，o p t i m i z ec o n t r o l t a c t i c sa n dm a n a g et h es y s t e m m o r e o v e r ，i tc a nc a l c u l a t et h ee n e r g yu s i n gr a t i of r o m d i f f e r e n tt i m ea n dr e g i o n ，e v a l u a t et h ee n e r g yc o n s u m p t i o no ft h eb u i l d i n gf r o ma w h o l ep o i n ta n da c c o m p l i s ht h ep u r p o s eo f e n e r g ys a v i n go fc e n t r a la i r - c o n d i t i o n i n g k e y w o r d s ：c e n t r a ia i r - c o n d i t i o n i n g ，e n e r g y s a v i n gc o n t r o l ，e n e r g ye f f i c i e n c y , m a n a g e m e n ts o f t w a r es y s t e m ，e n e r g ya u d i t i v 山东大学硕士学位论文 1 1 课题研究背景 第一章绪论 我国在经济高速发展的同时，资源浪费也十分严重。与发达国家相比， 我国的单位国民生产值能耗是发达国家的6 1 0 倍。生产单位产品的能耗也 比发达国家高5 0 , - , 1 0 0 。因此，国家对节能降耗越来越重视。 建筑能耗一般指建筑使用过程中的能耗，主要包括建筑采暖、空调、热 水供应、炊事、照明、家用电器和电梯等方面。通过建筑围护结构散失的能 量和供暖制冷系统的能耗在整个建筑物能耗中占有很大比例。根据统计在整 个建筑物能耗中，中央空调部分大概占6 0 t 2 。中央空调能耗在建筑能耗中 所占地位可见一斑。 h v a c ( 暖通空调) 是整个建筑的能源大户，目前建筑空调系统普遍存 在制冷机组选型偏大，这与建筑空调负荷设计有关，而建筑空调设计的冗余 现象是极其普遍的。空调设计中的冗余大致出于两个原因：一种是静态设计 带来的合理冗余，一种是人为的完全不合理的冗余。下面分别介绍这两种空 调设计中的冗余。 静态设计冗余。建筑物中的中央空调系统是按照当地气象资料的极端气 温条件来确定各台空调的负荷峰值，然后再根据全部峰值之和来确定最大需 求值和供能设备。但是在实际运行中上，建筑物的空调负荷是随气候条件、 环境温度、大厦内人员流动情况、用电设备使用情况等而变化的，这就产生 了设计的冗余。另外，运行过程中各空间的最大负荷并不是产生在同一时间 段，在时间上有一定的参差，这又形成了供能的冗余。一年之中，中央空调 系统只有很少的时间工作在最大负荷之下的。有关的统计资料表明，建筑物 中央空调的年运行负荷率较低，一般在设计负荷5 0 以下的运行时间就占了 7 0 以上【3 j 。这两种设计冗余应该说是不可避免的，或者说是合理的设计冗 余。 人为冗余。由于至今对空调系统的设计和认识缺乏足够的实践，虽然早 就在1 9 8 6 年就颁布有民用建筑节能设计标准( 采暖居住建筑部分) 1 4 j ， 但是在实际设计中大多沿用经验设计，只考虑“冬天热得上去，夏天冷得下 山东大学硕士学位论文 来”，在计算出来的能量负荷上不仅没有乘以小于l 的“同时使用系数”， 反而乘上了总负荷的倍数仅按估计的“保险系数”。此外，节能设计标准对 运行管理部门还没有足够的约束力，这种不合理的冗余自然造成了空调能源 的极大浪费。因此，在空调节能方面除了诸如提高制冷机效率、回收排风中 的能量、采用保温材料等等措施以外，更需要依靠智能化系统来弥补合理冗 余与不合理冗余带来的不足，彻底解决“大马拉小车”问题【5 】。 如何在保证环境舒适的同时降低中央空调的能耗，成为了一个科学界与 工程界都十分关注的问题。中央空调节能除了提高人员的节能意识、选择效 率高的空调设备外，还应对空调设备实施有效的控制。通过对建筑物中央空 调系统的实际有效负荷进行计算，采用更为有效的控制策略，根据实际负荷 需求控制空调设备的运行工况，从而达到空调控制的根本要求，是最为理想 的控制思路1 6 j 。此方面的研究不仅有助于提高空调控制系统控制效果，进一 步提高空调节能效率，同时对缓解当前能源紧张的局面，达到节能减排的目 的也将起到非常积极的作用。 1 2 研究现状、发展动态 1 2 1 空调控制发展动态 传统的空调系统是基于定流量运行和传输能量的原理、基于传统的工程 设计方法进行冷热负荷计算和设各选型的。这种设计原理和工程方法经过多 年的验证，证明是正确的，完全可以满足建筑物内的冷热能量交换并造就较 为舒适的室内空气环境。但是由于建筑物的外部环境温度随季节和昼夜变化 而动态变化，建筑冷负荷也是动态变化的。中央空调系统普遍存在3 0 以上 的无效能耗。 中央空调节能技术因其巨大的经济效益和社会效益，受到广泛的关注。 随着自动控制技术、信息技术、变频控制和计算机技术的发展与成熟，对中 央空调系统各环节进行智能化控制从而达到节能的目的成为可能。许多公司 与科研工作者对中央空调节能技术进行研究，已经经历了多次技术革新【7 】： 第一代技术以水泵节能改造为主，采用中央空调水泵变频节能控制技术， 单一的压差或温差控制，压差控制一般节能幅度在水泵上能达到1 0 3 0 ， 2 山东大学硕士学位论文 而温差控制相对于压差控制更进一步，能实现泵系统4 0 的节能幅度。这在 整个中央空调系统的节能通常占5 1 0 。 第二代技术通过先进的计算机软件处理、模块化控制结合变频技术，多 点信号的采集与处理，在传统的变频技术的基础上实现了智能控制，使该控 制系统能跟随温度的变化动态调整所需的实际负荷。这样能达到主机节能 1 0 3 0 ，水系统节能6 0 8 0 ，从而使整机节能达到2 0 4 0 左右。 由第二代技术开始，控制软件处理已经成为了节能系统的核心技术。专 家系统、模糊系统、最优化控制等新技术广泛运用到节能装置中。一个适合 实际需要的控制核心模块成为了中央空调节能技术研究和实施的关键。传统 的p i d 控制只适用于单变量的线性控制系统，对于中央空调机组这种多变量、 多扰动的控制系统而言它是无能为力的。 在中央空调系统中采用变流量控制是中央空调节能技术的另一个发展方 向。变流量系统在运行过程中各分支环路的流量随着外界环境负荷的变化而 变化，既保证空调系统的舒适性，又能实现节能的目的。在变流量控制的过 程中，对流量的控制一般采用p i d 参数调节和定压差技术调节。 第三代技术，基于第二代的节能控制系统，采用整体优化的思想，对中 央空调整体进行改造，其中包括空调主机制冷剂的替换、风机盘管清洁、抗 耐磨剂的添加等，并且可以实现远程控制，然后选择第二代的变频控制系统， 使中央空调整体达到2 5 5 0 的节能效果，是最新兴的节能研究方向之一。 在我国，中央空调控制普及率还非常低，绝大多数的研究又是基于实验 性质的，即使是应用到实际中的，也存在着高成本与可靠性的问题。要将算 法应用到实际的控制中，必须要对控制算法和冷负荷计算方法进行简化与提 炼。这就需要不断的摸索实验，仍有许多问题亟待解决。 1 2 2 中央空调系统的特点和问题 中央空调作为一个复杂的系统，由数目庞大的部件组成，且各部件往往 分布在整个建筑物的各处。要使系统发挥出保障室内环境的空气调节能力， 各部件必须有效地协同工作，因而中央空调的系统控制显得非常重要。 中央空调系统目前主要特点【8 j ： l 、多干扰性。空调系统的功能就是为了维持要求的室内环境，而这一环 3 山东大学硕士学位论文 境受着太阳辐射、室外空气传热、室内散热以及室内人员的散热、散湿的影 响，因而空调系统具有多干扰性。 2 、控制对象的多样性。由于室内环境本身受诸多因素的影响，同时由于 建筑形式和使用状况的不同，被控的环境各不相同。 3 、被控变量的相关性。一般空调系统的控制变量为房间的温度和湿度， 常常在一个对象里对这两个被调量同时进行调节，但这两个参数既相互制约 又相互影响。调节温度会改变空气中水蒸气的饱和分压力，引起室内相对湿 度的变化；而对湿度进行调节时( 一般为表面冷却去湿或喷水、喷水蒸气加 湿) ，又会改变空气的温度。 4 、对象的可变性。一般的空调系统都有夏季和冬季两种工况，两种工况 下对象的要求和工作原理都不尽相同。由于这些特性，使得空调系统的控制 往往显得复杂，但也同时由于这个原因，空调系统的控制具有多样性，并且 在不断的研究和工程实践中发展、进步。 当前中央空调存在的主要问题可以总结为如下几方面： 1 、中央空调系统设计余量过大，出现“大马拉小车 现象，系统效率不 高； 2 、系统管路布局不甚合理，人为增大了系统本身阻力，引起耗能增加； 3 、运行过程的控制欠佳，大多没有进行有效的能量管理。 1 2 3 空气调节技术的发展趋势 展望2 l 世纪空调技术的发展，“节约能源、保护环境和获取趋于自然条 件的舒适健康环境”必将是空调技术发展的总目标。节约能源将仍是保护环 境、促进空调发展的核心，而空调系统与设备的变革以及运行管理的节能与 品质的提高。则是深入发展方向。因此，以下四个方面应是今后研究和发展 的重点 9 1 。 1 、能源的合理利用 目前，我国供暖空调所消耗的能源总量已超过一次能源总量的2 0 ，我 国一次能耗总量约占世界总耗量的1 1 。因此，一方面要不断提高空调产品 的性能，降低能源消耗；同时要利用余热、自然能源和可再生资源的产品的 开发与应用。另一方面，要认真研究制冷空调用的能源结构，不但要大力提 4 山东大学硕士学位论文 倡蓄能空调产品的研制和应用，更重要的是研究天然气在空调工程中的合理 利用问题。 2 、室内空气品质的改善 工业的发展使危害人体健康的各种微粒与气体不断增长，人体健康所需 的空气净化技术已迫在眉睫。因此，应大力研究开发搜集效率高、价廉，而 且便于自净的技术与设备。加强对纤维过滤技术、静电过滤技术、吸附技术、 臭氧技术、低温等离子技术等空气品质处理技术的研究，促使舒适空调迈向 健康空调。 3 、加强信息技术和自动控制技术在空调行业的应用 信息技术与现代自动控制技术相结合，已经或正在给空调技术的发展带 来新的活力。计算机自动控制技术与变频技术相结合，在空调领域产生了不 可忽视的影响，变风量、变水量和变制冷剂量系统就是在这种情况下取得飞 速发展的。在以后的空调中，信息技术和自动控制技术会发挥更加巨大的作 用。 4 、加强标准化建设 加强标准化建设也是空调行业的首要任务。我们应积极采用国际标准和 国外先进标准。我国制定的标准必须符合国情，同时要有利于提高产品质量 和促进国际贸易，以及促进国家利益。 1 3 研究内容与意义 如何对中央空调控制系统进行监测控制实际控制效果是空调节能研究的 一个课题，也是控制系统改进的依据。通过本文开发的中央能量管理系统对 中央空调进行节能控制，实时监控中央空调的运行状态，进行能量审计，给 出系统运行建议，实现控制策略优化及定时关机等功能，并利用能量利用效 率和节能效率的计算与评价体系，中央空调系统的能量利用状况进行分析， 评价控制系统的效果。 基于能效的中央管理软件系统有以下重要作用【l 0 1 。 1 、节约能源。中央空调作为建筑内部主要机电设备，其能耗占全部能耗 的大部分，它直接关系到整个大厦的总经济性，反过来，也正是由于楼宇自 5 山东大学硕士学位论文 动化系统和中央空调节能管理系统的应用，使得在节能降耗的方法及效果上， 日趋完善和提高。 2 、强化内部管理，提高工作效率。由于所有出现的故障及数据更改，计 算机均有不可删除的记录，因此对内部管理工作的监督、岗位检查、维护内 容及费用控制具有传统管理不可及的功能。 3 、节约人力。由于主要设备由计算机监控，工程人员可以通过电脑很快 获得各区域的温度、湿度情报，了解设备的运行状况，及时确定维修保养措 施，并且直接对设备进行启停控制，大大提高了控制精度。 4 、提高物业管理水平。智能化建筑发展越来越快，对物业管理提出了更 高的要求，如何提升物业管理的水准是每个使用者面临的重要问题，而工程 在投入使用后，在内部管理机制上的改革将通过楼宇自控系统的应用而达到 节约人力、强化内部管理，减少传统内部管理所带来的不必要的人为消耗。 5 、减低机器磨损程度，延长设备使用寿命。由电脑对各种设备运行时间 及启停进行设定并控制，避免某一台设备长期超负荷运作，因而延长设备的 平均使用寿命。及时发出报警信号，避免意外事故发生。 本论文的主要工作如下： 第一章阐述中央空调的现状和发展方向，阐述中央空调系统的组成和特 点，建立论文研究总体框架模型，并对论文研究内容进行了安排。 第二章首先概述空调控制系统的组成和功能，简述各组成部分的结构与 控制原理。介