空调控制节能技术方案

1、某市第三人民医院空调系统节能改造经济性方案空调能源管理控制系统（版本V2）方案设计：商务代表：: 节能科技2015 年 12 月 01 日第- 1 -页 共 23 页目录第一章 中央空调节能控制系统的市场现状.- 3 -第二章 某市第三人民医院概述.- 7 -一、 医院历史及现状概述（略） .- 7 -二、 现有冷源设备配置及节能控制情况.- 7 -第三章 某市第三人民医院中央空调系统能耗诊断及节能建议 .- 8 -一、存在问题：控制平台落后，只能提供远程启停监控，无法实现节能优化控制.- 8 -二、存在问题：没有冷热量平衡控制.- 8 -三、存在问题：缺少综合能量协调平衡控措施.- 8 -第

2、四章 某市第三人民医院中央空调节能改造建议与措施 .- 10 -一、中央控制室.- 10 -二、水泵机房.- 10 -三、风冷热泵配电机房.- 10 -四、负荷区域能量均衡控制改造.- 10 -五、负荷泵变流量控制改造.- 10 -六、冷冻水供回水总管. - 11 -七、整体优化控制. - 11 -第五章 某市第三人民医院系统设备配置清单.- 12 -第六章 某市第三人民医院中央空调系统节能改造节能分析 .- 13 -一、冷热源设备能耗情况.- 13 -二、主机能耗-节能分析.- 14 -三、负荷循环泵-节能分析.- 15 -四、中央空调整体节能预算.- 16 -第七章 企业资质.- 17 -

3、一、公司介绍.- 17 -二、项目案例.- 18 -三、企业资质.- 23 -第一章空调节能控制系统的市场现状随着经济的快速增长，我国商业或公用建筑的面积日趋扩大，建筑的面积占建筑总面积的 25.4%。一般来讲，大型商业建筑除特殊设备使用外，主要的能耗包括空调系统能耗、照明系统能耗、冷热水能耗、动力及其他能耗。以地区为例，据，建筑中照明系统能耗为 1020，空调系统的能耗为 4060，其他动力系统的能耗为 3040。楼宇自动化(BA)系统和变频调速技术的应用与发展，在空调领域，人们开始采用BA 系统（楼宇设备自控系统）或变频器对空调系统设备进行控制。一种是通过 BA 系统对冷水机组、水泵、风机

4、等工艺设备进行启、停控制，实现其“精细化使用”；另一种是通过对空调系统压力或温度，以压差或温差作为被控参量，采用 PI（比例积分）或（比例积分微分）算法控制变频器调节水泵的运转频率，使水泵流量跟随被控参量变化，从而达到水泵节能的目的。空调它主要由制冷机、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统和散热水塔组成。制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻水泵将冷冻水送到各风机风口的冷却盘管中，由风机吹送冷风达到降温的目的。经蒸发后的制冷剂在冷凝器中出热量，与冷却循环水进行热交换，由冷却水泵将带来热量的冷却水泵到散热水塔上由水塔风扇对其进行喷淋冷却，与大

5、气之间进行热交换，将热量散发到大气中去。冷冻水泵和冷却水泵却如不能随负载变化作出相应调节，就会存在很大的浪费。水泵系统的流量与压差是靠阀门和旁通调节来完成，因此，不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象（负荷变小时水泵仍接近全功率运行），不仅大量浪费电能，而且还造成空调最末端达不到合理效果的情况。为了解决这些问题需使水泵随着负载的变化调节水流量并关闭旁通。还有水泵电机的起动电流均为其额定电流的 34 倍，对能耗和电器皆有不利的影响。为了节约能源和费用，需对水泵系统进行改造，经市场与了解采用成变频器来实现，以便达到节能和延长电机、接触器及机械散件、轴承、阀门、管道的使用。变频器能

6、根据冷冻水泵和冷却水泵（甚至于包括冷却塔风机）负载变化随之调整电机的转速，在满足空调系统正常工作的情况下使冷冻水泵和冷却水泵作出相应调节，以达到节能目的。水泵电机转速下降，电机从电网吸收的电能就会大大减少。变频器控制系统应在首次起动时设置为低速起动、全速运行，使冷冻水系统充分交换一段时间，再根据冷冻回水温度对频率进行无极调速，变频器输出频率是通过检测回水温度信号及温度设定值经运算而得出的。直接通过设定变频器参数使系统温度调控在需要的范围内。在我国经济快速发展的大背景下，由于房地产的快速发展需求，空调的市场需求呈现强劲的增长趋势。在市场容量不断增大的吸引下，越来越多的厂家加入到空调的领域。节能技

7、术应用于空调系统，对空调自动化水平、降低能耗、减少对电网的冲击、延长机械及的使用，都具有重要的意义。空调系统已广泛应用于工业与民用领域。据统计，空调的用电量占各类总用电量的70%以上，因此空调的节能改造显得尤为重要。现有常见空调系统在控制模式中存在的节能空间简单的说是以下几点：1、整个工作季节的系统负荷是成抛物曲线发展的，在刚进入或即将结束制冷（制热）季节时，负荷是小于时段的，由于设计时，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，而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下，存在较大的富余，所以节能的潜力就较大，其中，冷冻主机可以根据负载变化自动加载或减载，冷冻水

8、泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应调节，存在很大的浪费。整个工作季节的前后段主机与水泵的输入输出功率远大于系统所需功率，造成极大浪费；2、一个大型空调系统往往是有若干分区，各分区离冷冻主机远近不同、系统阻力不等、负荷不等，往往在系统不利点的末端不能达到设计要求，只能加大主机输出功率，结果就是有的位置往往温度过低，这个区域的往往还要穿外套，而有的区域温度很高，造成舒适度下降且能耗增加；3、一个大型系统往往有多台主机、冷却塔、水泵等电动设备，现有的控制逻辑是先变频开启一台，当第一台的负荷达到100%时，开启第二台，如果还不能满足系统需求，会开启第三台。输出功率与频率是正比关系，但耗电量与频率是3

9、次方关系。也就是说：有时候，开两台比开一台省电，开三台比开两台省电。这个控制是目前的控制系统几乎无法实现的。4、一般的空调是按照回水温度、压力等进行控制，但空调系统存在着时滞性、非线形、时变性、不确定性和强耦合性等复杂的特点,不能简单的把 BA 系统的一些控制思路运用到空调系统领域,必须采用一种多变性的智能控制思路空调能源管理控制系统,构造出体现智能控制行为的输入、输出间复杂的非线性关系,凭借这种复杂的非线性关系,可以有效的控制和克服空调系统的时滞性、非线形、时变性、不确定性和强耦合性等复杂性,使空调的运行-安全、舒适、节能。空调能源管理及控制系统主要对冷冻机房内的耗能设备进行节能运行管理，由

10、于冷冻机房设备能耗约占商业建筑能耗的 50，故在商业建筑中应用该技术非常有价值。通过全面的参数，运用空调智能管理及能源优化和变频控制技术，实现冷冻水系统的预期控制、冷却水系统的自适应优化控制和主机系统的间接(或起停)控制，实现空调冷媒流量跟随负荷的变化而动态调节，确保整个空调系统始终保持高效、协调运行，从而最大限度地降低空调系统能耗，实现主机房设备节能 20 40。空调智能管理及能源优化和变频控制技术的主要优势有：节能改造只是局限于中央空调机房，周期短，实现容易；特别是医院、宾馆和写字楼的空调节能率高达 20以上；投资较省，回收期短，一般约为一年左右；也可以将该系统与弱电（BA）系统联网或配合

11、使用，非常方便。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第三章某市第三人民医院空调系统能耗及节能建议一、存在问题：控制，只能提供启停，无法实现节能优化控制整个冷热源系统没有实施科学的能源智能化管控，控制依靠经验通过人为现场或控制系统进行操作，对空调机房的设备进行加减台数控制，无法根据末端负荷变化，进行自动调节，不仅对空调系统控制麻烦且控制不精确，且造成能源极大的浪费；建议措施：1增设能源管理中心，替代原有控制系统，实现对机房冷热源设备进行管理和控制，同时整个冷热源的设备能耗，便于空调系统的集中及能源管理。2在风冷热泵设备层设置智能工作站，对空调系统所有

12、可控设备进行集中控制，在空调系统末端平衡、负荷水变流量的基础上，对风冷热泵主机进行基于提高整体能效值（COP）的工况优化控制。使空调系统整体能效最高；满足末端使用需求下的整体节能率最高。二、存在问题：没有冷热量平衡控制对于 3 个负荷区域没有进行冷热量平衡控制，没有采取任何措施来保证各个环路所供空调末端的能量和流量平衡，由医院楼层高，面积大，负荷区域与冷热源距离不一，各个环路阻力及空调使用负荷不同，不可避免的会造成各个环路的水力和冷量分配不均，造成有利的环路冷量和流量严重富裕，而不利的环路冷量和流量严重，这样为了满足不利环路的空调效果，只好通过增加水泵运行台数满足不利末端的负荷水供应（医院现有

13、系统，制冷期和采暖期水泵 24 小时运行）。此时造成有利端能耗的极大浪费。据统计，如果没有采取各环路冷量平衡分配措施，将会造成总流量 40%的浪费。建议措施：针对 3 个供冷区域进行冷热量平衡控制，在集水器各空调回水管上分别设置1 个温差传感器、1 个压力传感器，及 1 个电动调节阀。结合能源科技空调多区域冷（热）量均衡分配节能控制技术及空调冷热量模糊预判断节能控制技术，在保证最不利末端空调效果的基础上，对空调末端 3 个环路区域进行冷量均衡分配平衡控制，实现负荷区域间的冷热量均衡，实现空调的节能控制。三、存在问题：缺少综合能量协调平衡控措施现有 4 台负荷泵均未配置变流量控制系统，空调负荷的

14、变化，冷热源却不能根据负荷的变化进行调整负荷水流量，致使多于的负荷水通过旁通阀末端负荷而回到空调回水侧，将造成空调系统极大的能源浪费。建议措施：为4 台负荷泵配置变频节能仪，结合能源相关控制技术，实现负荷水变流量节能控制，达到空调系统从负荷到冷热源整体能量平衡节能控制目的。第四章某市第三人民医院空调节能改造建议与措施一、控制室在控制室设置系统能源管理控制中心DC-PC，通过主机连接器与4台风冷热泵机组实现通讯，通过网络连接器与系统控制盘实现通讯，实现对整个空调设备的智能管理及节能优化。二、水泵机房在水泵机组现场设置智能工作站，实现冷源部分温度、压力等参数的监测，结合能源专业控制技术，实现负荷循

15、环水泵、环路调节阀等智能管理及节能优化控制。三、风冷热泵配电机房在风冷热泵配电机组现场设置智能工作站-2，结合能源专业控制技术，实现风冷热泵主机、主机阀门等智能管理及节能优化控制。四、负荷区域能量均衡控制改造在集水器各空调负荷水回水管上分别设置 1 个温差传感器、1 个压力传感器，及 1 个电动调节阀。结合能源科技空调多区域冷（热）量均衡分配节能控制技术及空调冷热量模糊预判断节能控制技术，对空调末端五个环路区域进行冷量均衡分配平衡控制，从而实现空调的节能控制。 五、负荷泵变流量控制改造为 4 台负荷泵配置变频节能仪，在负荷水供回水总管分别设置 1 个压力传感器，结合能源专业控制技术，在末端能量

16、均衡控制的基础上，对负荷泵进行变流量控制，实现空调冷热源与负荷平衡，（空调末端有利区域和不利区域间差异，造成现有系统只要使用空调系统，就需要开 3 到 4 台负荷泵负荷区域平衡控制之后，负荷区域能量均衡控制改造后，由于保证了最不利末端流量，负荷泵不再需要使用那么多，根据负荷逐渐使用 1 台到 4台变流量负荷泵）达到节能的目的。六、冷冻水供回水总管在末端区域冷热量均衡控制及负荷泵变流量控制的基础上，在各空调末端供/回水总管上分别设置 1 个温度传感器，在回水总管设置 1 个流量传感器。在风冷热泵配电房设置 1个阀门控制箱，对风冷热泵机组阀门进行现场控制，空调末端实时负荷的同时，结合能源科技基于主

17、机高能效的主机群控控制技术实现主机工况优化及主机加减机节能控制。七、整体优化控制根据主机的实时负荷率， 系统对主机的运行工况进行优化控制，通过的负荷水温差及压差的调节保持主机运行在高效区间，起到节能控制的目的。第五章某市第三人民医院系统设备配置 序号设备名称数量规格型号备注空调能源管理控制系统冷源控制设备1能源管理控制中心1DC-PC2水泵房智能工作站1-13风冷热泵智能工作站1-24空调循环水泵变频节能仪4-18.5C5阀门控制箱1DC-FM46能量平衡控制箱1DC-NPH47水压力变送器58温度传感器59流量传感器110环路调节阀3DN100,DN150,DN200第六章 某市第三人民医院

18、空调系统节能改造节能分析某市第三人民医院的空调经过以上节能改造以后，可以实现主机、水泵的充分节能，带来可观的经济效益。一、冷热源设备能耗情况按照其使用规律，某市第三人民医院空调各耗能设备具体耗能大致如下表：即某市第三人民医院空调制冷和采暖总能耗大约为 111.10 万度。空调系统采暖工况设备/合计功率（KW)台数总运行时间（H)总 耗 电 量（KW/H)1#风冷热泵机组205/60 天*10 小时1230002#风冷热泵机组205/60 天*10 小时1230003#风冷热泵机组205/30 天*4 小时246004#风冷热泵机组205/00负荷循环泵18.5460 天*24 小时106560

19、某市第三人民医院每年冷热源总能耗大约为：377160 度（约 37.72 万度）空调系统制冷工况设备/合计功率（KW)台数总运行时间（H)总 耗 电 量（KW/H)1#风冷热泵机组197/100 天*12 小时2364002#风冷热泵机组197/100 天*12 小时2364003#风冷热泵机组197/50 天*6 小时591004#风冷热泵机组197/30 天*4 小时23640负荷循环泵18.54100 天*24 小时177600某市第三人民医院每年冷热源总能耗大约为：733140 度（约 73.31 万度）二、主机能耗-节能分析1、采用 冷热量均衡控制的专利技术节能量分析11、对于末端变

20、流量的空调系统，根据每年部分负荷和时间的平均关系（详见表一），假设各环路设计流量为每小时80 立方，在环路加装静态平衡阀的情况下来分析：（如下表）12、从表可以看出每年空调的使用90%的时间都处于部分负荷的状态，对于不同的区域环路因为每个环路的水阻系数的不同，这样不可避免的会出现多环路区域冷量分配的不同，在满负荷的情况下，静态平衡阀可以起到平衡的作用，但在末端变流量和空调处于部分负荷的情况下，静态平衡阀就失去了调节作用，这样就会出现多环路区域冷量分配极其不平衡，有利区域环路会大大的浪费，而不利区域环路会出现冷量不够的现象，这样为了满足不利环路的空调效果，空调主机和冷冻泵会加大冷量输出，从而出现

21、极大的浪费现象。13、节能数据分析根据平均来计算年节省能耗：1621615%+2919230%+3316830%+2914415%=14.9%即：采用多区域冷热量均衡控制的专利技术对于空调制冷主机的节电率达到 14.9%。2、采用基于主机（COP）优化的群控技术及主机小温差补偿技术对于空调主机的节电率能达到6.3%。某市第三人民医院空调系统冷水主机节电量为：（555540）*21.2%=175141.68=17.51 万度多环路流量负荷（ % ）平均值（典型运行时间）环路 1环路 2环路 380808010010 %8076609015 %8062508030 %7054447030 %604

22、6386015%三、负荷循环泵-节能分析在多台水泵并联运行中，系统的泵组优化组合控制技术是以控制系统实时监测计算的负荷所需的水流量为控制目标，并根据水泵的效率特算出满足该流量及压力等条件下所需运行的水泵台数及输出流量，使泵组消耗的功率达到最低，达到最佳的节能效果。循环水泵动态节流智能控制系统的基本原理是基于流量、压力、转速、转矩之间的关系，如下：流量 转速压力 转矩 转速的平方功率 转速的三次方30KW 水泵部分负荷与水泵性能关系即 30KW 冷却/冻循环水泵:年平均节电率=（P0-P1）/P0*100%（P0：循环水泵额定功率， P1：循环水泵实际功率）P1=3010%+21.8715%+1

23、5.3630%+10.2930%+6.4815%14.94KW=（30-14.94）/30100%=50.175%某市第三人民医院循环水泵年节电量：（）*50.2%=142648=14.26 万度；频 率 水泵性能参数 负 荷 （ % ） 加权平均值（典型运行时间） 流量 Q（%） 功率 P 转速 N 5 0 Hz 100% 30 1450 100 10 % 4 5 Hz 90% 21.87 1350 90 15 % 4 0 Hz 80% 15.36 1200 80 30 % 3 5 Hz 70% 10.29 1050 70 30 % 3 0 Hz 60% 6.48 900 60 15% 四、

24、空调整体节能综上所述，按每度电市价 1 元/度，温州第三人民医院采用空调能源管理控制系统后，每年空调系统总共可以节能效果如表:即：每年空调能源管理控制系统可为温州第三人民医院节约支出约合31 万余元。空调系统耗电（度）节电（度）电价（元/度）节能（万元）节能率风冷热泵826140175141.6817.5121.20%循环泵284160.2650.20%总计1110300317789.6831.7728.62%第七章企业资质一、公司介绍XX能源科技成立于2002年，是国内空调能源管理控制系统领域领先的设备制造和集成商，专业从事空调节能技术开发，节能成套设备制造及工程实施和运行保障的一家高科技企

25、业，建立了完善的质量保证体系，通过了ISO9001质量体系认证。XX能源科技一直坚持，拥有一支以博士生为骨干的研发队伍，凝聚了一大批优秀的管理和技术，将先进的技术、管理、理念进行最优整合，保证了能源科技始终站在空调节能领域的最前沿。XX能源科技高品质、高性价比的空调能源管理控制系统设备广泛应用于民用、工业等诸多行业，已累计完成产品销售和工程总量超过亿元，并先后出口土耳其、苏丹、伊朗、韩国、等国。作为中国节能会员，XX能源科技一直坚持创新，控制系统已获得多项国家专利，已形成控制系统和动态节流仪等多种产品，覆盖了工业和民用上多领域的空调节能控制系统。XX能源科技一直坚持以市场为中心，下属子公司、办

26、事处及商、特约系统集成商、OEM合作伙伴遍及海内外。公司下属分设技术中心、市场中心、市场推广中心、财务部、人力资源部，生产部、中心以及浙江、江苏、江西、四川等地区办事处。公司奉行“客户至上，服务第一”的，以优质的售前、售中、售后服务实现客户价值的最大化。能源科技本着“卓越品质，源于更高要求”的理念，“勤奋、严谨、协作、卓越”的企业精神，人必将以更可靠的自动化产品、更先进的空调节能控制解决方案和更完善的服务答谢用户、回报社会，为振兴民族自动化事业、创建民族自动化品牌而努力奋斗。 二、项目案例机关合肥报业纪委杭州培训中心江苏常州博物馆诸暨市人民办公楼电力调度中心三门市人民办公楼义乌广电中心温岭市人民办公楼建德体育中心义乌市办公楼杭州南北商务楼义乌市国际会展中心丽水移动江苏海门市行政中心主楼丽水扬州市邗江区人民办公楼杭州堂浙江省教育厅苏州市评弹学院扬州市区信用合作联社苏州市西交大利物浦学院浙江开化文体育中心苏州科技园科技杭州农展馆义乌火车站湖州市吴兴区人民福建馆江苏常州规划展示馆嘉兴电力局宁波海曙院兰溪宁波鄞州区委常州市新北区科教中心宁波浙大科技园舟山电力调度中心宁海广播电视中心宁波会展中心宁海青少年宫杭州妇女活动中心杭州江干区文体中心徐州博物馆浙江大学新校区金华文化中心永康广电中心医疗机构、药业企业正大青春宝药业办公大楼舟山人民医院正大青春宝药业二期工程诸暨人民医院正大青春