关于中央空调系统节能控制及监测管理的技术研究

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1、关于中央空调系统节能控制及监测管理的技术研究深圳达实智能股份有限公司广东深圳518057【摘要】文章提出了一种新的中央空调节能控制及监测管理方式：通过采用分布式节能监控部署，克服了传统集中控制存在的问题；通过设备级和系统级的优化与控制，克服了传统单一水泵变频节能的局限性；同时利用远程监测和数据挖掘技术，持续挖掘中央空调系统整体节能空间。【关键词】中央空调系统；节能控制；监测管理1.前言中国拥有世界上最大的建筑市场，2010年全国房屋总面积已超过400亿平方米，每年新增建筑面积将达到16亿到20亿平方

2、米，到2020年我国新增建筑面积将达到200亿平方米。在建筑机电设备中，中央空调系统能耗一般占建筑总能耗的40%-60%，中央空调己成为既有建筑中的耗能大户。我国目前的建筑能耗普遍偏高，造成能源的巨大浪费，因此中央空调节能对于实现建筑节能减排的目标意义重大，同时市场机会广阔。2.中央空调系统运行管理现状目前，中央空调系统运行管理主要存在以下几个问题：(1)设计问题：绝大部分大型建筑中的中央空调系统在系统设计和设备选型过程中通常按极端工况(最热的气候、最大人流量)设计，并留有10%左右的余量，而四季变

3、换和昼夜温差使得中央空调系统绝大部分时间都处在低负荷和低效运行状态，导致长期存在“大马拉小车”的现象。(2)使用问题：建筑建成投用后，功能分区和使用负荷往往与设计存在较大偏差；末端各区域需求与冷量往往不匹配，导致冷热不均；同时不合理的运行制度导致空调系统各耗能设备的运行时间过长、不完善的设备保养措施导致系统效率降低，并缩减了设备的使用寿命。(3)管理问题：完全依靠人工管理、对人的依赖性很大，以及操作不便等造成较大的能源浪费；冋吋高层管理人员往往因缺少奋效的管理手段和方法，导致关注不够，能源管理无从做

4、起或难以持续。目前常规的中央空调节能解决方案往往通过对水泵和空调风机的简单变频，从单一设备的控制层面解决问题，而忽略了系统层面及管理方面的节能空间挖掘。1.中央空调系统节能控制及监测管理措施(1)节能控制：以保证系统安全运行为核心，在保证中央空调系统供应区域环境品质的前提下，通过全面采集影响空调系统运行的各种参数，传送至节能控制系统，控制系统根据系统运行规则，推算出系统该吋刻所需的冷量(或热量)及系统的优化运行参数，并利用变频技术，自动控制水泵、风机的转速，以调节空调水系统的流量，保证中央空调系统在

5、各种负荷条件下，均处于最佳工作状态，从而实现综合优化节能。(2)监测管理：通过建立中央空调能源监测管理系统，实现系统的集中管理、分级管理及操作，并对相关设备用能情况进行实吋监测，实吋掌握设备运行状况及运行能耗；对系统运行环境及运行能耗进行对比分析，为精细化管理提供决策依据；为节能控制系统提供差异化节能控制方案。2.中央空调系统节能控制及监测管理架构网络架构说明如下：(1)集中监控层集中监控层包括集成工作站、网络交换机、组态软件、数据库、ups电源、打印机等，通过以太网与主控单元通讯实现对系统的冷水生

6、产、输送、分配和热交换各环节的全过程进行监控与优化设置及报表打印输出。集成工作站与主控制器间通讯速度可达10Mbps。支持分布式多操作站和客户端，具有强大的通讯能力，能连接PLC、智能仪表、板卡、模块、变频器等上千种设备，同时提供OPC、DDE、ModBusRtu.ModBusTCP/IP等第三方访问接口，具有更好的开放性、兼容性和集成性，可以满足与上层智能化管理系统集成平台(IBMS系统)兼容集成的要求。系统内置安全保护逻辑，管理人员可通过系统集成平台对机房冷机出水水温，冷冻水供回水压差设定值、系

7、统整体启停时刻表等参数进行设定，并可通过系统集成平台发出的指令使群控系统在不同运行模式之间进行切换。(1)现场管理层现场管理层为主控单元，主控单元与分布控制单元通过总线组成分布式控制网络，充分体现“分散控制、集中管理”的安全设计理念，实现对包括制冷机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、阀门、空调机组、新风机组等整个中央空调冷冻站和末端设备的综合控制和管理，达到系统综合优化运行。采用协议简单、容错能力强、安全性好的多级工业现场总线网络，当需要增加现场控制设备吋，无需增设新的电缆，可就近连接在原奋的电缆上

8、，既节省了投资，也减少了设计、安装的工作量，同吋由于系统结构简化，连线简单而减少了维护工作量，缩短了维护停工吋间。主控单元通过通讯读取己有计量仪表的数据，实吋采集设备运行功率、能耗和计算系统制冷量及COP,为系统能耗与性能分析提供支撑。(2)设备控制层设备控制层包括各设备控制箱(柜)、传感器等现场监控控制设备。各水泵的控制通过通讯与硬接线结合的方式与已有的启动枳对接；各电动阀门的控制通过阀门控制箱与阀门硬接线方式直接与阀门对接；1.中央空调系统节能控制及监测管理方法系