中央空调节能控制设计方案

中央空调节能控制设计方案内容摘要：

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 COP）最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系统运行效率优化的控冷却水系统控制流程示意图 中央空调 节能控制 系统 方案 （ 202010） 第 10 页 共 29 页 制目标。 TJSMART 中央空调节能控制 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。 TJSMART 中央空调节能控制 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， TJSMART 中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 （ 202010） 第 11 页 共 29 页 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 BA接口 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 OPC 接口，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。 TJSMART 系统提供开放的 OPC 接口和硬件接口，具有良好的兼容性和开放性，能够与任何支持 OPC 协议的 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 （ 202010） 第 12 页 共 29 页 TJSMART 中央空调节能控制 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。 TJSMART 中央空调 主机 节能控制 系统 设计方案 、 TJSMART 中央空调 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 TJSMART3AB 型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 SMCECT03 系统节能 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 SMCEWTA01 冷冻水泵智能控制柜 切换控制冷冻水泵及热水泵 冷却水系统 3 SMCEWTB01 冷却水泵智能控制柜 切换控制冷却水泵 中央空调 节能控制 系统 方案 （ 202010） 第 13 页 共 29 页 冷却风系统 4 SMCEWTC01 冷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 SMCBAT01 BA 接口箱 和 BA 系统连接 6 SMCSCT04 水力平衡控制箱 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 QAE2110 水温传感器 德国西门子 2 QFA3160+AQF3100 室外温湿度传感器 德国西门子 3 DWM2020 插入式电磁流量计 德国科隆 4 DTS634 三相电子式电能表及箱 体 国产 5 KVHD943F16CDN300 电动开关阀（ DN300） 用于主机入口保护，建议用户采购。 6 KVHD943F16CDN250 电动开关阀（ DN250） 用于主机入口保护，建议用户采购。 7 KVHD943F16CDN70 电动调节阀 (DN70) 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 上海耐博） 8 KVHD943F16CDN100 电动调节阀 (DN100) 9 KVHD943F16CDN150 电动调节阀 (DN150) 10 KVHD943F16CDN200 电动调节阀 (DN200) 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）： 元 /度。 序号 节能控制点 节能率 节电量（万 KWH） 节能收益 (万元 /年 ) 1 主机 10％～ 15％ ～ ～ 2 辅机（冷温水泵 , 冷却水泵） 55％～ 65％ ～ ～ 系统 综合 ～ ～ 即采用 TJSMART 中央空调 节能控制 系统每年 可为主机系统 节约耗电量 ～ 万 KWH，节约能耗支出 ～ 万元。 中央空调 节能控制 系统 方案 （ 202010） 第 14 页 共 29 页 中央空调风机盘管联网控制系统设计 系统结构与功能 系统结构 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 Microsoft IE 浏览器对网络进行访问 和控制。 系统结构如下图： 空调未端风机盘管的节能方案  总线制风机盘管就地控制 SMCOPV2 及区域控制器 SMC32 通过 PBUS 总线连接在一起，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。 SMCOPV2 不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 （ 202010） 第 15 页 共 29 页 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 TCP/IP 网络 、 RS48 Lonworks 三种 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 TJSmart 智能控制系统 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。 中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。