节能系统方案说明.doc

xx商城节能管理系统整体方案书目 录1.项目背景31.1工程概况31.2设计思路32.方案概述42.1方案总体结构42.2分项计量子系统72.3中央空调冷热源运行优化72.4中央空调神经元系统82.5中央空调变频系统82.5.1概述82.5.2节电原理92.5.3风机水泵节电效果检验方法112.5.4使用节电器前需要了解的情况112.6电梯节能子系统12 Page 6 of 121. 项目背景1.1 工程概况xx商城位于XX号，5层，建筑面积6300m2，主要为商场和餐饮业。大楼空调：1-3F采用中央空调，部分区域采用独立的VRV空调或者家用分体式空调。 4-5F采用独立的VRV空调。中央空调主机为开利风冷热泵机组，4台，3用1备，3台中2台为冷暖机，1台为单冷机，每台耗电量74kw，机组已运行2年，夏季峰值运行3台。循环水泵4台，3用1备，每台耗电量7.5kw。中央空调末端为风机盘管+新风机，数量待定。大楼其他机电设备：消防泵11kw*2台，喷淋泵30kw*1台，生活水泵7.5kw*1台。大楼电梯设备：自动步行梯 奥的斯7.5kw*4组，运行时间10:00-22:00；客梯和货梯各1台，奥的斯15kw/台。大楼照明设备：一楼530只*52w，二楼508只*52w，三楼568只*52w，四楼412只*36w。1.2 设计思路本方案本着节能减排，为客户实现最大的节能效益的原则，根据项目的实际情况，主要进行下面几个方面的工作：l 第一：建立建筑能效综合管理平台，对大楼的用能量实现分项计量，实现对各高耗能设备的能耗24小时监控、实现对高耗能回路的24小时监控、实现对高耗能部门的能耗24小时监控，从而有效掌握大楼总体耗能情况，同时掌握各能耗项目的细分，为进一步的节能工程打下坚实的基础。l 第二：利用建筑能效综合管理平台，对大楼冷热源系统的主要控制环运行进行监控，实现单元控制环运行数据分析模块、单元控制环运行参数存储模块、单元控制环参数优化模块、单元控制环节能率测算报告模块。l 第三：利用建筑能效综合管理平台，对大楼中央空调末端系统运行进行优化，即为中央空调神经元系统。中央空调神经元系统可根据实际运行数据实现模块化节能运行，保证能耗最低且系统处于最优模式。l 第四：利用建筑能效综合管理平台，对大楼的变频风机和变频水泵系统进行监测，实现变频控制运行数据分析、变频控制运行参数存储、变频控制运行优化、变频控制运行节能率测算、变频控制运行节能率实测。l 第五，对大楼的电梯设备进行节能改造，实现运行的节能优化，详见下述。2. 方案概述本方案主要分为综合节能管理平台部分、分项计量系统、冷热源系统运行优化部分、中央空调神经元系统、中央空调系统变频节能系统、电梯节能系统组成。综合节能管理平台为基础建设部分，其功能主要完成对整个节能工程所有环节的监控和管理工作，同时完成对所有节能环节进行相应数据采集存储分析以及相应的节能管理工作的执行，并生成各类节能报表，从而实现让用户明明白白节能、清清楚楚管理的业务功能。分项计量系统是本项目节能设计工作的数据基础，完备的分项计量系统可实现平台对所有节能环节的深入分析，从而有效保证节能量的统计和计算，从而不断优化控制，不断提高节能效果。中央空调冷热源系统运行优化针对冷热源设备节能运行和末端设备与综合能效管理平台的的通讯功能，从而实现对各个设备运行的全监控，同时，合理进行自动化的程序控制，从而有效实现节能。中央空调神经元系统针对大楼的末端风机盘管系统进行运行优化，与中央基站实现通讯连接，可远程监控。更可根据实际运行数据实现模块化节能运行，保证能耗最低且系统处于最优模式。中央空调系统变频节能系统，实现水循环系统和风系统的变频控制。电梯节能子系统，通过对电梯节能改造，实现节能目的。2.1 方案总体结构本方案在设计上采用整体规划的思想，目前的设计均可以通过单体节能系统的通讯支持能力，接入综合能源计量设备通讯网络，从而无缝的集成到用户未来的综合能源管理体系中，这样就有效保护了业主的投入。本系统分为综合能源管理平台部分、综合能源计量设备通讯网络部分以及综合能源节能管理单元部分三个层次。其中综合能源节能管理单元是实现节能的未端执行系统，综合能源计量设备通讯网络是负责完成系统节能和能耗数据的通讯采集工作，而综合能源管理平台通过各种报表和远程控制模块为用户最终提供了对整系统节能的控制和管理。xx商城大楼综合能源管理体系总体结构如下：2.2 分项计量子系统能源计量管理系统集计算机技术、通讯技术、网络技术、和自控技术于一体，采用集散式结构，模块化设计，智能终端控制等独特灵活的组网方式，适用于各种安装、使用环境，可将用户的水、电、气、暖等能源计量集成为一个完整的系统，也能独立自成体系，互相兼容，实现预付费功能！ 能源计量管理系统软件运行于Win/NT平台，显示界面直观，功能完善，操作方便，是实现现代建筑物业管理“智能化”方案中既实用又经济的首选！在本项目中分项计量子系统可用于节能改造后的经济效益评估，因此在制冷主机、水泵和电梯回路三项节能改造环节的用电回路必须加装相应的计量表具。该电能仪表配置相应的通讯接口，通过相应的通讯线和相应的接口驱动开发即可完成相应的用电回路的能量计量数据采集工作。2.3 中央空调冷热源运行优化随着现在生活水平的不断提高，中央空调已经在我们日常的工作和生活中得到了广泛的应用。人们也因此而得到了更舒适的办公和生活环境。但是中央空调的能耗问题却是现存的一个不容忽视的问题。据调查统计，在现代楼宇建筑中，中央空调的能耗约占整个建筑物总能耗的50%左右。由此可见，中央空调具有巨大的节能潜力。中央空调冷热源为风冷热泵系统。中央空调的运行优化是指在符合工艺条件(满足使用)的前提下，对有限的参数(如冷冻水流量、送水温度等)进行综合调节，使得综合能耗(包括制冷机、水泵的能耗)最低。通过利用模糊规则推理对系统的粗略知识进行类似人脑的知识处理，可实现对中央空调系统的优化控制。当中央空调系统负荷变化造成空调主机及其水系统偏离最佳工况时，中央空调节能子系统的输助设备根据数据采集得到各种运行参数值，如系统供回水温度、供回水压差、流量及环境温度等，经推理运算后输出优化的控制参数值，对系统运行参数进行动态调整，确保主机在任何负荷条件下，都有一个优化的运行环境，始终处于最佳运行工况，从而保持效率最高、能耗最低，实现主机及水泵风机系统节电。2.4 中央空调神经元系统由于风机盘管中央空调末端控制系统是一个非线性、时变、时滞的系统,采用传统的调节方式很难达到最佳控制和节能的目的。因此, 通过对大楼所有的中央空调未端盘管按区域或按房间加装微控装置（控制阀门），并通过内部温控器和节能管理平台对阀门和风机进行综合管理，从而控制风机盘管内冷、热媒的循环，以实现未端能耗的有效控制，达到节能的目的。中央空调对室内温度的控制是通过调节风机盘管机组的送风量来完成。加装控制器可对风机盘管空调机组的送风量实现无级平滑调节。当室内温度低于设定温度（冬季为高于），控制器在设定的时间隔内，开始降低风机盘管机组风机转速，即减少送入室内的风量，直到室内温度等于设定温度，风机盘管机组风机保持在该转速下运行。控制器采用国际最先进的微电脑控制芯片，通过控器内部高精度传感器，检测出室内的温度，并实时与用户所设定的温度进行比较，自动调节冷暖气量或开关电动阀达到保持室内恒温。风机盘管微控装置系统可自动根据室内的热环境因素调节温度,为人们创造一个舒适的工作环境，同时又节省电能。另外,为了满足节能环保的总体控制要求，通过节能管理平台对各房间的温控器采用以太网接口连接到控制中心，实现统一控制，最终达到节能的目的，这就是我们设计的中央空调神经元系统。2.5 中央空调变频系统2.5.1 概述在楼宇中使用着风机、水泵，这些机械一般都以交流电动机驱动。其中大部分电动机均不是工作在额定功率，而经常只有额定功率的50%-70%，甚至更低。但电动机大部分处在恒速运行状态，并以挡板、阀门或放空回流的办法进行流量或压力的调节，从而白白损失大量的电能，功率越大的风机、水泵，损失的电能越多。风机水泵智能节电器是新一代技术的智能节电器，它综合可编程技术、变频技术、跟踪调功技术、软启动技术、动态功率因数补偿技术，通过PID闭环控制，自动跟踪负载的工作状况，实时调节供电功率，减少电能浪费，大幅度节省电能。中央空调风机水泵变频设计是对风机和水泵的运行优化，是指在符合工艺条件(满足使用)的前提下，对有限的参数(如热水温度、流量等)进行综合调节，使得综合能耗最低。本系统中我们采用变频恒压供水方式，同其它供水方式相比较，除了具有显著的节能效果外，还有以下显而易见的优势： 1、恒压供水技术因采用变频器改变电动机电源频率，而达到调节水泵转速改变水泵出口压力，比靠调节阀门的控制水泵出口压力的方式，具有降低管道阻力大大减少截流损失的效能。 2、由于变量泵工作在变频工况，在其出口流量小于额定流量，泵转速降低，减少了轴承的磨损和发热，延长泵和电动机的机械使用寿命。 3、水泵电动机采用软启动方式，按设定的加速时间加速，避免电动机启动时的电流冲击，对电网电压造成波动的影响，同时也避免了电动机突然加速造成泵系统的喘振。彻底消除水锤现象。 4、实现恒压自动控制，不需要操作人员频繁操作，降低了人员的劳动强度，节省了人力。2.5.2 节电原理调速节电风机，是传送气体装置。水泵，是传送水或其它液体的装置。就其结构和工作原理而言，两者基本相同。现先以风机为例加以说明。采用风机水泵智能节电器对风机进行控制，属于减少空气动力的节电方法，它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较，具有明显的节电效果。软起动节电通常感应电动机采用直接接入电网起动的方法，电动机的起动电流为额定时的57倍不仅损耗大，对电网冲击也大，机械磨损，振动都大，如果用风机水泵智能节电器控制电机起动，可以将起动电流限制到1.2倍额定电流下，这样起动耗电大大降低，既不冲击电网，又不冲击机械。轻载降压节电任何利用交流感应电动机作为电力传动方式的生产机械，电动机的功率是按最大负荷期额定负荷选择的。而工作时绝大部分不能满载运行，电动机工作于满电压、满速度而负载很小，也会有很多时间轻载运行，由电机设计和运行特性可以知道，电动机只有运行在满载时才是效率最高、功率因数最佳状况,轻载时造成许多不必要的电能损耗。风机水泵智能节电器采用检测负载大小的方法，根据负载的减少，适当降低定子电压可以提高效率，这是因为当轻载、空载时定子电流有功分量很小，而主要是励磁的无功电流，因此COS很低，而空载损耗中占主要成份的是定子满电压的铁损耗，一点没有减少，所以效率很低。如果轻载时适当降低定子电压，见电机定子感应电势公式：U1E1=4.44F1N1KN1m其中: U1定子每相绕组串联匝数；KN1由于轻载、空载时定子电流很小，可以忽略定子绕组的漏阻抗压降，所以U1E1，当其他条件不变时，降低定子电压U1，则m比例下降,也即励磁无功电流IM也成比例下降，这样定子电流中的无功分量减少了，COS就提高了，适当控制可以接近最佳值。另外，其他条件不变，定子铁耗：PFel= pFeIN (U1/ UIN)2其中：PFel定子铁耗；pFeIN 定子额定铁耗；UIN 定子额定端电压。可以看出，随着U1下降，PFel以平方比例迅速下降，这样轻载、空载时占主要损耗的铁耗大量减少，使电机的运行效率大大提高，这就是轻载降压节电的道理。提升功率因数节电因风机水泵智能节电器内置了功率因数补偿装置，可以功率因数大幅度提高，这样可以节省很大的无功损耗，一般可节省30%左右，企业中的大容量设备后，风机水泵智能节电器可以增加不少新设备而不需扩容。以上所述的这些节电功能利用微电脑技术全集成于风机水泵智能节电器节电控制器一身，即：风机水泵智能节电器 =变频器+动态调功器+动态功率因数补偿器+软起动器技术特点节电率达20%-60%有效防止机械磨损，延长电机使用的寿命，瞬时态转矩反映；采用最新一代IGBT功率模块，最大载波频率达16kHz，静音运行；瞬时输出电压自动调整，即使输入电网存在较大的波动，输出电压也基本保持不变；回升制动等功能，适应各种应用场合;内置PID调节器，闭环控制系统结构简单；保护功能完善，具备电流限幅、过压失速保护、短路、过流、过载、过压时，系统均能即时保护。2.5.3 风机水泵节电效果检验方法节电效果检测有以下几种方法：钳形电流表测试：通过测试节电器投入前和投入后电机电流的变化，即可计算出大致的节电率。有功电度表测试：通过测试电机在相同负荷条件下，节电器分别投入和断开，电机运行相同时间的电耗，即可算出实际的节电率。电参数测试仪测试：通过测试电机在相同负荷条件下，节电器分别投入和断开，电机运行时的电流、有功、无功、功率因数等电参数，即可算出大致的节电率。2.5.4 使用节电器前需要了解的情况了解风机水泵的类型和用途了解风机水泵所用电机的型号、铭牌标称值（电压、电流、功率）、了解水泵风机铭牌上的标称值，如水泵的设计扬程（压力）、设计流量；风机的设计风量、压力。了解水泵风机实际负荷的基本情况（包括负荷特性和运行周期）