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文檔簡介
1、TJSMART中央空調節能控制系統設計方案南京圖久樓宇科技二OO九年十月1、概述2、中央空調系統概況2.1、中央空調系統能耗分析3、4、5、6、7、8、9、2.2、2.3、中央空調使用情況分析目錄中央空調系統的智能化控制要求設計目標TJSMAR主機節能系統控制原理4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、節能控制目標和范圍先進的系統節能控制技術冷凍水系統最正確輸出能量控制冷卻水系統系統效率最正確控制冷卻風系統最正確運行組合控制動態冷熱量平衡系統系統控制接口 -BA接口機組群控11101011TJSMAR中央空調主機節能控制系統設計方案5.1、5.2、5.3、TJSMAR中
2、央空調主機節能控制系統構成主要控制設備節能分析中央空調風機盤管聯網控制系統設計6.1 系統結構與功能6.2 風機盤管聯網控制系統主要設備 .63 風機盤管聯網控制系統節能分析 .1213141819中央空調常見控制系統與TJSMAR中央空調節能控制系統的差異7.1、樓控系統與TJSMAR節能控制系統的差異7.2、傳統的變頻控制系統與TJSMAR節能控制系統的差異TJSMAR中央空調節能控制系統的管理功能TJSMAR中央空調節能控制系統的優勢與產品技術性能122021.23.5.6.1.21.4.192.22.41、概述中央空調是樓宇里的耗電大戶,每年的電費中空調耗電占4060%左右,因此中央空
3、調的節能改造顯得尤為重要。 由于設計時,中央空調系統必須按天氣最熱、負荷 最大時設計,并且留 10-20%設計余量。但實際上絕大局部時間空調是不會運行在滿負 荷狀態下的,存在較大的充裕。中央空調系統冷凍主機可以根據負載變化隨之加載或減 載,冷凍水泵和冷卻水泵卻不能隨負載變化做出相應調節,存在很大的浪費。因此,通 過引進先進的中央空調節能技術及設備,可以大幅度降低酒店的能源消耗,創造顯著的 經濟效益。南京圖久樓宇科技提供的 TJSMART 系列中央空調節能控制系統已在全國多個工程 里面為用戶實現 20%以上的綜合節能, 降低中央空調能耗, 降低企業運營本錢, 為客戶 創了巨大的節能收益。南京圖久
4、樓宇科技是專業從事現代建筑節能控制技術與產品的研發, 節能設備制造 以及用戶能源診斷,節能方案設計,工程實施和運行保障等綜合性節能效勞企業,公司 憑借著世界領先的節能控制技術和成熟可靠的產品,目前現已成為該領域的技術領跑 者,公司已成功與工業控制及樓宇自動化控制 Lonworks 的創造者美國埃施朗 (Echelon) 公司建立戰略合作關系,在樓宇自動化、建筑節能、智能照明領域可為用戶提供全面的 解決方案。公司在世界上率先通過先進的P-Bus控制網絡技術,實現主機節能、管理節能、系 統節能的整合,將現代模糊控制技術引入中央空調控制,并實現主機系統與風機盤管的 聯網控制,實現了中央空調總體節能
5、20%40%,徹底解決了中央空調使用的不可控問題, 實現中央空調各個環節的遠程管理控制、自動控制、節能控制,在國內外都處于領先水 平。TJSMAR中央空調節能控制系列產品不僅具有強大的自動控制功能,實現了中央空調系統的高效節能,而且具有完善的管理功能,如便捷的狀態監控、機組群控、風機盤 管狀態、房間溫度實時監測、實時的維護預測、效勞質量控制、系統參數設置、能耗記 錄分析、事件記錄等,為用戶提供了一個運用電腦管理中央空調系統的先進工具,可以促進中央空調控制與管理的現代化2、中央空調系統概況2.1、中央空調系統能耗分析中央空調是能耗很高的系統,在日常使用中中央空調的能耗通常占到整個大廈的運行費用的
6、50%以上,而其中主機所占比例最大,下表我們對本系統中央空調水系統能耗進行簡單分析:空調水系統能耗統計單位:KW主機制冷量主機功 率冷凍水泵 功率空調熱水泵 功率冷卻水泵 功率冷卻塔風機功 率總計機型一1224222371555151017機型二122422237155515機型三12242223715備用5515機型四/37備用/55備用/小計36726661113016545從上面的中央空調系統參數表中可以看出,在系統設備全部投入使用的情況下,每 小時最大能耗為1017KWH酒店投入正常使用后,每年耗電量約 180萬KWH因此需要 在實現整個空調系統的綜合智能化控制的根底上,對本系統實現空
7、調的運行及管理節 能,大幅度降低空調系統的能耗。同時節能必須以整個中央空調系統為一個整體,在滿足末端需求的前提下,一方面 調節水泵的頻率節能,另一方面兼顧水泵流量的變化朝著提高主機能效的方向開展,使 主機節能,最終經過智能控制,使整個系統的綜合能效最高。2.2、中央空調使用情況分析中央空調的日常使用也存在很多問題,使用人員在進入辦公室開始辦公時,由于想 最快的使室內溫度帶到最正確狀態,往往把空調溫度設置到一個極高低值,并把風18機調到最大檔位,溫度值往往是一個不可能到達的溫度,如夏天最熱時設置溫度為 度,這樣的溫度一般是不可能到達的。設置完成后,辦公人員一般情況下是不再管空調 的設置,如果感覺
8、冷或者熱,經常是翻開窗戶而不是調整溫度及風機的設置。離開辦公 室時,經常也是不關閉空調的風機盤管系統,造成“人走空調開的情況,進而帶來極 大的浪費。在這樣的使用情況下,中央空調主機只有不停的工作,給各個風機盤管輸出 冷能或者熱能。另外,空調的使用計量一般是按照面積進行分攤,而實際往往是面積大的單位空調 使用不一定是最多,有的單位雖然面積大,但人少或者經常出差,實際使用空調往往比 有些人員集中而面積小的單位,但由于計費方式的不合理,結果那些本來空調使用較少 的單位平常也就沒有節能意識,把空調設置在一種不合理的使用狀態,并且離開單位時 也就經常不關閉空調,這樣也就造成了能耗的浪費。因此,通過對每個
9、風機盤管的管理控制,對于空調的節能具有極大的意義,首先, 通過對它的管理控制,可以有效的降低盤管系統的冷熱能輸出,最終降低主機的負荷, 進而為主機節能控制帶來節能空間;其次,通過對風機盤管的聯網控制,可以通過網絡 實現風機盤管的管理控制,可徹底杜絕“人走空調開和溫度設置不合理的種種狀況; 再次,通過風機盤管的聯網,對中央空調按照實際使用情況進行計量,可為能耗的分攤 提供一種先進的方法和手段,進而為管理和能源節約帶來一定的推動作用;系統還可設 計傳感器和自動控制策略,實現根據環境溫度、房間有人或者無人的狀況,實現空調的 自動管理和調節,進而實現中央空調的系統節能。2.3 、 中央空調系統的智能化
10、控制要求由于中央空調代表大廈的最大耗能單位,其工程定位較高,對中央空調集中管理與 節能控制系統技術性要求也較高,這些控制包括:機房內各空調設備的啟停、聯動控制;主機及水泵群控;根據空調負荷的隨時變化,自動調節與之匹配的空調系統的運行狀態,實現系統的綜合節能;閥門的開啟及調節的自動和手動控制。風機盤管聯網與自動控制。中央空調的聯網計量管理。3、設計目標3.1中央空調主機節能控制設計-控制目標采用專業的中央空調能源管理系統,綜合各項控制要求,實現整個中央空調水系統 的智能化管理,包括系統聯動,系統群控,并隨時根據負荷變化自動、及時并有預見性 地調節系統的運行工況,實現中央空調系統的運行收益及管理收
11、益。-節能效果根據對空調系統負荷變化的預測判斷,控制系統能動態跟隨負荷的變化動態調整水 泵的轉速,并動態調節系統的運行參數,對空調水系統進行全面優化,從而到達空調系 統年平均節能率20%-40%勺節能效果其中空調主機節能率約為10%-20%輔機節能率約為50%-60%。-系統技術指標系統滿足以下技術參數要求:工作環境溫度0°C40 °C相對濕度< 90%(20C),無凝露安裝使用地點的海拔高度<1000m輸入電源頻率50 Hz輸出頻率控制柜0 Hz50 Hz輸入電源電壓三相 AC 380V ± 38V輸出電壓控制柜三相AC 0V380V控制柜防護等級I
12、P20操作方式自動、手動外形尺寸控制柜18002200x 600 800X 6003.2中央空調風機盤管聯網管理節能控制設計一 控制目標采用先進的中央空調聯網管理控制系統,主要實現對各個風機盤管的聯網控制,包 括風機盤管的遠程設置、遠程控制、遠程托管、本地控制及自適應控制,通過電腦軟件 系統,可實時監控每個風機盤管的狀態,為中央空調風機盤管的管理控制提供先進的技 術手段。-節能效果通過中央空調風機盤管系統的管理控制,可大大的降低中央空調主機系統的負荷, 進而為主機節能系統創造條件,提升主機節能的效果,一般可為中央空調主機節能系統 帶來20%-40%的提升,實現20%以上的空調節能。系統的技術指
13、標系統滿足以下技術參數要求:上層通信接口:以太網、RS485 Lonworks擴展接口。下層控制網接口:P-Bus總線接口,采用RVS2*1.0無極性雙絞線,24V AC/DC通信和供電復用總線, 速率312.5kbps,總線拓撲通信距離400米,自由拓撲通信距離100米,支持32個下層 節點;支持協議:TCP/IP、Modbus 可擴展 Lon works 輸入電源:24VAC/D± 10% 50Hz 功耗:小于500mA環境:溫度-20 C50 E濕度:90 ± 2%無冷凝 外形尺寸:200 * 110 * 45 mm 外殼材料:ABS工程塑料,阻燃,標準導軌安裝4、T
14、JSMAR主機節能系統控制原理4.1、節能控制目標和范圍中央空調水系統由冷凍水泵、冷卻水泵、制冷主機、冷卻塔等環節構成,其能耗較 大。常見傳統的節能方式就是通過對水泵進行簡單的變頻實現水泵的節能。而在整個系統中,水泵的能耗通常只占到總能耗的1/31/4 ,因此僅實現水泵的變頻節能,其節能 量有限;尤其值得注意的是,由于中央空調水系統是一個相互關聯、相互影響的整體, 如果單獨考慮水泵的變頻會產生由于流量的變化造成主機側外圍溫度場的變化,從而可能出現主機運行工作點的漂移而導致主機能耗增加的結果,這也是我們通常所說的“水 泵節能,主機耗能的情況。因此僅進行水泵側的節能,其節能量是局部有限的,且會 對
15、系統的總體能耗帶來不利影響。控制節能的最終目標是機房所有設備的總能效最高,即末端每輸出一噸冷量整個中央空調系統所用的的功耗最小,而不只是片面的看某一個設備環節的節能。在本控制系統中,TJSMART通過對主機、水泵等設備的節能控制,并通過對中央空調的水系 統、風系統的監測與智能控制,使整個系統在滿足末端負荷的情況下,系統綜合COP時刻處于最高值。系統綜合COP=-VihillerChilledpumpQcoolingVcoolingpum poolingtow er4.2、先進的系統節能控制技術中央空調系統的運行效率,涉及到載冷劑冷凍水、制冷劑、冷卻劑冷卻水 三種冷媒的循環運行,涉及到空調末端裝
16、置、制冷機組蒸發器、制冷機組冷凝器以及冷 卻塔裝置等四個熱交換過程,涉及到系統的負荷及實際工況,運行情況復雜,制約因素 很多,使中央空調系統具有顯著的復雜性特征。此外,中央空調系統的復雜性還表現在它的時滯性、時變性、非線性和大惰性;表 現在系統結構的多樣性,負荷和環境因素的不確定性;表現在它的多參量以及參量間的 互相關聯和影響等。對這樣復雜的系統,其動態特性不易掌握,系統越大其滯后性及惰性就越強。通常 的中央空調系統中,冷凍水循環周期長達十幾分鐘至幾十分鐘,而系統的溫度,壓力, 流量等傳感器通常安裝在冷凍機房內,當末端的空調負荷發生變化時,機房側探頭所測 得的系統信號往往是假設干時間以前的負荷
17、變化;同時水系統的惰性大,反響慢,在這 種情況下,如用單一的、傳統的樓宇控制系統的控制方式通常為PID控制方式所采用的跟隨式控制,其控制及調節誤差很大。南京圖久樓宇科技的“ TJSMART央空調節能控制系統通過 PID調節、風機盤管聯網控制、水系統及風系統監測,實現整個空調系統的節能控制。有別于現在常用的控 制方式,系統是通過對末端和主機端同時監測,動態調節的方式,采用先進的控制理論 與算法,實現電腦智能控制,尤其適合于中央空調這樣復雜的、非線性的和時變性系統 的控制。它是以人專家的豐富實踐經驗和思維過程構建的模糊規那么為依據進行推理 與判斷,模擬人類技術專家做決策的過程來解決那些需要人專家決
18、定的復雜問題。它無需對被控對象建立精確的數學模型,只需作模糊描述即可實現控制。這樣的控制更 符合中央空調的復雜性、動態性和模糊性,使控制簡便,又能到達所要求的控制精度。模糊控制的根本思想是利用電腦來實現人的控制要求,利用模糊規那么推理對系統進行類似人腦的知識處理,實現對復雜系統的優化控制。在控制過程中,根據對被控動態 過程特征的識別,自適應地調整運行參數,實現系統各受控參量的優化控制,對系統運 行參數進行優化和動態調節,實現全系統協調運行,以到達系統整體綜合性能最優的目 的。通過對主機、水系統、風系統、盤管系統的整體監測與智能控制,系統突破了傳統 的節能控制方式,實現了主機節能、管理節能及系統
19、節能,具有良好的節能效果。4.3、冷凍水系統一一最正確輸出能量控制溫度壓力主化冷凍水系統控制流程示意圖TJSMART中央空調節能控制系統對空調冷凍水系統采用模糊預測算法實現最正確輸 出能量控制。當氣候條 件或空調末端負荷發 生變化時,空調冷凍水 系統供回水溫度、溫 差、壓差和流量亦隨之 變化,流量計、壓差傳 感器和溫度傳感器將 檢測到的這些參數送 至模糊控制器,模糊控 制器依據所采集的實 時數據及系統的經驗 數據,根據模糊預測算法模型、系統特性及循環周期,通過推理、預測出未來時刻空調 負荷所需的制冷量和系統的運行參數,包括冷凍水供回水溫度、溫差、壓差和流量的最正確值,并以此調節各變頻器輸出頻率
20、,控制冷凍水泵的轉速,改變其流量,使冷凍水 系統的供回水溫度、溫差、壓差和流量運行在模糊控制器給出的最優值,使系統輸出能 量與末端負荷需求相匹配。由于冷凍水系統采用了輸出能量的動態控制,實現空調主機冷媒流量跟隨末端負荷 的需求供給,使空調系統在各種負荷情況下,都能既保證末端用戶的舒適性,又最大限 度地節省了系統的能量消耗。在本工程中,針對冷凍水泵采用預期流量的控制算法,在保證末端舒適性的同時消 耗最少的能耗。4.4、冷卻水系統系統效率最正確控制當氣候條件或空調末端負荷發生變化 時,空調主機負荷率將隨之變化,主機的 效率也隨之變化。由于主機效率與冷卻水溫度有關,在 一定范圍內冷卻水溫度降低,有利
21、于提高 主機效率、降低主機能耗。但冷卻水溫度 降低,將導致冷卻水泵和冷卻塔的能耗升高。因此,只有將主機能耗、冷卻水泵能耗、冷卻塔風機能耗三者統一考慮,在各種負 荷條件下找到一個能保持系統效率系統 COP最高所對應的冷卻水溫度,即找到一個系統效率最正確點,才能使整個系統能效比最高冷卻水溫度與室外環境溫度、室外環境濕度、冷卻水泵特性、冷卻塔排熱能力、主黎紈模糊優化控制空調負荷變化系統COP變化冷卻水流、 溫度變化冷卻水流最班冷卻塔敬菇溫度變化冷卻水系統控制流程示意圖耒統知識庫冷卻水溫廃Te、 謊號優化值水泵變頻調節利 鳳機鳳旱調節機排熱負荷等諸多因素 有關,但由于氣候條件 和排熱負荷的時變性, 以
22、及冷卻塔、冷卻水泵 和主機冷凝器等特性的 變化,因此,傳統的控 制方式或簡易的變頻器 控制方式都不可能到達 系統運行效率優化的控制目標TJSMAR中央空調節能控制系統對空調冷卻水系統采用自適應模糊優化算法實現系統效率最正確控制。當氣候條件或空調末端負荷發生變化時,模糊控制器在動態預測系 統負荷的前提下,依據所采集的實時數據及系統的經驗數據,根據氣候條件、系統特性 和自適應模糊優化算法模型,通過推理、計算出所需的冷卻水溫度最正確值,并以此調 節冷卻水泵和冷卻塔風機變頻器的輸出頻率,控制冷卻水泵和冷卻塔風機轉速,動態調 節冷卻水的流量和冷卻塔風機的風量,使冷卻水溫度趨近宇模糊控制器給出的最優值,
23、從而保證整個空調系統始終處于最正確效率狀態下運行,系統整體能耗最低。4.5、冷卻風系統 最正確運行組合控制風機智能控制柜經傳輸導線直接與冷卻塔風機連接,當電機起動完畢后,起動完畢信號送至模糊控制器,由模糊控制器向對應變頻器發出指令,冷卻塔風機按模糊控制器 輸出的控制參數值,調節風機變頻器的輸出頻率,控制風機的轉速,使冷卻水的進口溫度逼近模糊控制器給定的最優值,使冷卻水入口溫度保證空調主機處于最正確運行工 況。4.6、動態冷熱量平衡系統大多數的中央空調系統管網建成后,在實際運行中,普遍存在冷熱量失調問題即 中央空調提供的冷熱量在滿足某區域所需冷熱量同時,另一區域的供冷熱量超過了實際的需要,其主要
24、原因如下:-管徑的尺寸由于管材標準的限制往往與計算尺寸存在差異;-由于施工條件的限制,管路的實際情況與設計情況也會有很大的不同;-管網建成后增加新的負荷面積,使原有的冷熱量平衡遭到破壞。管網的冷熱量失調,會造成空調系統熱力失衡,冷熱不均。為了保障局部失衡區域到達制冷標準,就必需保持較大的冷凍水流量,導致系統能耗增加且節能空間受到限制。TJSMAR中央空調節能控制系統提供了基于能量平衡的動態調節功能,能夠實現各 支路的能量平衡和制冷或制熱效果平衡, 同時也為降低冷凍水運載能耗挖掘了更大的空 間。另外,基于此能量平衡系統,TJSMAR中央空調節能控制系統還可以提供不同功能 或不同時間段、不同區域效
25、勞的功能,通過預設置效勞質量,自動調節此區域的能量供 應,可以更好的到達舒適性要求,防止了因滿足特殊區域效勞質量要求而導致的整體能 耗的大幅上升。4.7、系統控制接口 -BA接口根據需要,系統提供干接點信號傳輸水泵狀態信號、故障信號等參量備樓宇監控系 統使用;另外,系統還開放 0P接口,可提供水泵狀態信號、故障信號、供回水溫度、 流量以及供回水壓差等參量。TJSMAR系統提供開放的OPC接口和硬件接口,具有良好 的兼容性和開放性,能夠與任何支持 OPC協議的樓控實現集成,到達信息交流與資源共 享。4.8、機組群控中央空調制冷主機的效率特性通常隨著負荷的變化而變化,并在某一負荷率下具有最正確效率
26、。由于主機的效率與負荷率有關,因此,在多臺機組并聯運行時,需要根據當前負荷的實際情況,選擇一種最正確的主機運行臺數組合,以到達系統的最高效率冷凍供水冷徐回并冷卻儀水TJSMART中央空調節能控制系統根據所采集的流量與冷凍水供回水溫差計算出當 前負荷,并以歷史記錄的主機負荷效率特性或者經驗主機負荷效率特性,通過模糊推理 規那么來確定需要投入運行的主機臺數及具體機組,確保系統具有最高的運行效率。5、TJSMART央空調主機節能控制系統設計方案5.1、TJSMART央空調主機節能控制系統構成經過對大廈能源利用的科學預測,并且考慮到中央空調系統的設計情況,我們采用 一套TJSMART-3A型中央空調能
27、源管理系統進行集中管理和節能控制。系統結構喬意5.2、主要控制設備主要控制設備清單如下:主控制系統序號型號及規格名稱數量備注1SMC-ECT03系統節能控制柜參數采集控制、系統控制及運算冷凍水及溫水系統2SMC-EWT-A01冷凍水泵智能控制柜切換控制冷凍水泵及熱水泵冷卻水系統3SMC-EWT-B01冷卻水泵智能控制柜切換控制冷卻水泵冷卻風系統4SMC-EWT-C01冷卻塔風機智能控制箱控制冷卻塔風機樓控接口及能量分配系統5SMC-BA-T01BA接口箱和BA系統連接6SMC-SCT-04水力平衡控制箱用于能量分配閥門控制工程器材及工程材料清單參考,具體根據實際工程情況定序號型號及規格名稱數量
28、備注1QAE2110水溫傳感器德國西門子2QFA3160+AQF3100室外溫濕度傳感器德國西門子3DWM2000插入式電磁流量計德國科隆4DTS634三相電子式電能表及箱體國產5KVHD943F-16C-DN300電動開關閥DN300用于主機入口保護,建議用戶米購。6KVHD943F-16C-DN250電動開關閥DN250用于主機入口保護,建議用戶米購。7KVHD943F-16C-DN70電動調節閥(DN70)用于分水器支管,能量的二次調節。 建議用戶自行采購表中型號品牌-上海耐博8KVHD943F-16C-DN100電動調節閥(DN100)9KVHD943F-16C-DN150電動調節閥(
29、DN150)10KVHD943F-16C-DN200電動調節閥(DN200)注:參考清單,具體根據實際工程進行配置,本清單已經包含了根本的控制設備。5.3、節能分析設備開機時間:全年夏季制冷,冬季采暖設備計算負荷率:主機60%輔機80% 能源單價電費:0.75元/度。序號節能控制點節能率節電量萬KWH節能收益(萬元/年)1主機10%15%11.29 16.938.47 12.702輔機冷溫水泵,冷卻水泵55% 65%39.11 46.2129.33 34.66系統綜合50.40 63.1437.80 47.36即采用TJSMART中央空調節能控制系統每年可為主機系統節約耗電量50.4063.1
30、4萬KWH節約能耗支出37.8047.36萬元。6、中央空調風機盤管聯網控制系統設計6.1系統結構與功能系統結構房間內的帶通訊的液晶顯示溫控器和繼電器輸出模塊,通過一根普通的雙絞線將所有的溫控器和輸出模塊連接在一起,通過程序組態完成溫控器與對應的輸出模塊綁定, 并將數據通過總線發往控制中心,控制中心電腦通過Microsoft IE瀏覽器對網絡進行訪問和控制。系統結構如以下列圖:兩芯P-B朋總銭通信與供電復用玄棘現場控制的控制耳網機律育桶黒鳳磯蠱菅揑常厲控制系統風機盤管聯網捽制系統圖空調未端風機盤管的節能方案總線制風機盤管就地控制SMC-OP-V2及區域控制器SMC32通過P-BUS總線連接在一
31、起,控制器自帶有溫度 傳感器,與設定值比擬運算后將結果輸出到繼電器模塊來控制風機轉速及電動二通閥的 啟閉。 SMC-OP-V2 不但具有原有控制器所有功能外增加了風速自動控制及定時關機功 能。當控制器設定在自動檔時, 風機的轉速隨著房間內的溫度與設定溫度之差自動調節, 最大限度地節省了風機的能耗。風機盤管的遠程控制風機盤管區域控制器可支持 TCP/IP網絡、RS485 Lonworks三種通訊方式,能夠 通過網絡接入到中央控制系統,完全可與現有的樓宇自控系統兼容,符合大樓節能系統 的控制與管理。采用 TJSmart 智能控制系統樓宇系統能方便地控制和管理整個大樓的中 央空調系統的運行。中央控制
32、中心電腦上圖形化顯示各間辦公室的實時溫度、溫度設定 值、風機運行狀態及風速、冷熱工況等參數。當房間內的溫度超過標準值時系統發出報 警,值班人員可遠程強制修改其設定溫度、風速等,也可以完全接管風機盤管控制器, 使就地控制暫時無效。系統設置時間表,在下班時間段風機盤管被關閉,從而防止人員 下班時由于遺忘關機造成浪費。自動控制 通過對末端安裝人體感應器、溫度傳感器等設備,可根據室內人員狀況設定控制策 略,但感知室內沒有人時,根據房間無人的時間長度、溫度等情況自動調節風機盤管, 直至關閉風機盤管,實現自動控制功能,最大限度的節約能源。6.1.3 中央空調風機盤管聯網控制系統主要功能自動控制風機面板帶有
33、定時設置、 溫度設置等功能, 通過溫度傳感器和時鐘, 可實時的感知室 內的當前狀態,然后根據策略自動控制風機盤管的電磁閥等,實現自動調節、自動控制 功能。配適宜當的傳感器,系統還可以感知室內是否有人,并根據控制策略在無人的情 況下自動關閉末端風機盤管,節約能源。計量功能風控面板帶有計量功能,可實時計量各個房間大、中、小各檔位運行時間及狀態, 過區域控制器,也可測量所有的風機面板的各種狀態的運行情況, 通過聯網的智能算法, 可測定各個房間空調的真實使用情況,杜絕按照面積分攤空調用能的種種不合理因素, 為能耗管理提供精確有效的工具,實現空調使用聯網計量功能。風機面板及空調監控通過瀏覽器實現各個風機
34、面板的遠程狀態實時監控,可遠程查看中央空調的狀態、運 行檔位、模式、定時情況、設定溫度和當前溫度。譯卄舊 五 包事聘fi目電科桿尹 山rfffr 鍛円辛輛遠8L犧新j 時f«秤尸寸SF厘HI章幷札戶節玄托勉工4; iW牛直相-|三出C 3 T TfASA根酥 向畀試確衿帚審怯論h當屆ffWIWOM Xp:CTD! om imuhetbOHlAlKDNDDCaNTWiO.lEJ- ilffliKOF®omraradQsrnmxEUl£JtIlLV=JI uLMtirJlB H:>jrr3ucal±3 L<± 3JEI 皿 :aa 亡宜
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36、rr.s ot o it at o I? as at o r?:S3 flT 0 IT Si QT 口 汙:&帖0 it at o遠程控制可通過網絡對各個風控面板進行遠程控制,實現風機檔位、溫度、模式、定時等遠程設置。下班時,管理人員可以通過該功能關閉辦公人員忘記關閉的空調面板,實現管理 節能的目的。上班時,管理人員可以遠程查看每個辦公室是否按照規定把空調調節在適 當的溫度,如果不符合國家有關規定,可以遠程對其進行調節,進而到達節能的目的。空調使用計量統計和分析通過軟件對風控面板、區域控制器采集的空調使用數據進行統計分析,可統計每個房 間空調使用情況,并且根據總的空調用能量分解到各個房
37、間,實現計量功能和計量分析 功能。系統提供分組的功能,可把房間分配到分組或者是單位,實現按單位統計空 調能耗,為管理、結算提供依據。柱咖2和業人-昵丹祁門它Ifl能札.LF噸如出=軻躺 UFWt >.»=!) 709OJ.'.i =":】空調面板控制遠程托管空調面板支持遠程托管功能,管理人員可以通過網絡下發遠程托管命令,在遠程托管狀態下,空凋面板由遠程電腦主機控制,空調面板不接受本地按鍵操作,這個功能給 大廈的管理提供了良好的管理支持,如果國務院規定夏天空調所開溫度不能低于26C,冬天不能高于20C,在現有情況下,管理人員沒方法進行控制,但啟動遠程托管后,空
38、調使用者不能直接通過面板調節溫度、模式等參數,只能接受遠程指令控制,這樣就能 很好實現節能。6.2風機盤管聯網控制系統主要設備風機盤管聯網控制系統主要有 SMC3智能控制器、風機盤管控制面板、風機盤管繼 電器輸出控制器三種設備組成,配置清單如下:序 號設備名稱規格型號數 量單 位備注1智能控制 器SMC32臺1個控制器支持32個SMC-MO-OPV3PBus-062聯網型風 控面板SMC-MO-OPV3PBus-06只注:一個智能控制器最多可掛接 32個聯網型風控面板與風機盤管輸出控制模塊,中間通過P-Bus總線連接,P-Bus采用兩芯無極性RVS1.0線纜,實現通信與供電復用,聯網 型風控面
39、板與風機盤管輸出控制模塊無需單獨采用電源供電。SMC3智能控制器采用24V DC/AC電源,每個SMC32需要配置一個變壓器或者一個電源模塊。63 風機盤管聯網控制系統節能分析中央空調風機盤管聯網控制系統主要通過管理的手段,實現在不改變空調使用舒適 度的情況下,實現管理節能并通過管理調節的手段,降低中央空調主機的負荷,進而為 主機節能系統加大節能空間。科學計算說明,在制冷工況時,空調的設定值每增加1C時能耗會下降8%在制熱工況時,空調的設定值每減少1C時能耗會下降12%有權威的統計顯示,改善有功能 缺陷的控制器和合理的使用,使每臺風機盤管每天節省能源費達 12元人民幣,如果一 幢大樓按 400
40、 臺風機盤管計算每天節省 400800元人民幣,全年節省能源費 144000元 288000元。另外,中央空調主機節能控制的空間主要來源于空調設計時的設計余量及實際使用與滿負荷之間的差值,如果每個風機盤管都按照最大值進行運行,那么整體負荷巨大,主 機負荷始終處于最大值,在這種情況下,主機節能系統最大的節能空間僅僅是中央空調 的設計余量,通過中央空調風機盤管聯網控制系統,可有效的對中央空調的末端進行管 理控制,實現管理節能及降低主機負荷,進而可為主機節能系統帶來更大的節能空間, 一般可帶來 20%的節能提升。7、中央空調常見控制系統與TJSMAR中央空調節能控制系統的差異常見的中央空調控制系統有
41、樓控系統、水泵變頻控制系統等。但是這些系統與TJSMAR中央空調節能控制系統的差異性很大,現做簡單的介紹。7.1、樓控系統與TJSMAR節能控制系統的差異、樓控系統與TJSMAR系統控制對象的差異性樓宇設備自動控制系統是對大樓內機電設備的監控和管理,控制對象主要包括:冷 熱源系統、空調系統、新風系統、給排水系統、照明系統、電梯系統、變配電系統等。 該系統是對這些系統進行控制和管理,到達各個設備的高效、合理運行及節能的目的, 從而提高工作效率,降低管理本錢。而TJSMAR節能控制系統是南京圖久樓宇科技研制開發的專門用于中央空調主機一 冷熱源系統控制與節能的管理控制系統。其控制對象主要為冷熱源系統
42、,包括中央空 調主機、冷凍溫水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機、熱交換器、補水泵、風機盤管等設 備。其主要目的是實現中央空調機房內冷熱源設備的配電、智能化控制和運行節能管理, 使得運行費用降低2040%。、樓控系統與TJSMAR中央空調節能控制系統的技術差異樓控系統較TJSMAR中央空調節能控制系統來說,具有控制范圍廣,結構簡單,價 格適中等優點。但是比起 TJSMAR中央空調節能控制系統,其劣勢也顯而易見。-工程與產品BA系統從本質上講是一些功能未定型的工程設備,其設計功能的實現主要依靠現場 編程、調試來完成,要求編程、調試的工作人員對所控制的對象的運行特點和技術標準 都要有深刻的了解,然而,深刻理
43、解暖通專業的系統編程人員十分稀缺,造成實際工程 的控制效果差異較大,系統可用性無法保證,可靠性低。而且現場進行軟件二次編程難 以實現標準化和標準化,系統之間的一致性差,無論對于工程商還是用戶,隨著使用時 間的增加,后期維護本錢會很高。而 TJSMAR中央空調節能控制系統是一個成套的、功 能定型的數字化智能控制產品,每套產品可實現的控制功能是一致的。-控制功能BA系統監測控制對象是建筑物內的所有機電設備,是一個對設備進行集中監測、管理的工具,其優點是監測點多、控制的設備全面、管理功能強大。但在對中央空調系統的監控中,BA系統通常是對各種運行信號進行監測和對空調主 機、冷凍溫水泵、冷卻水泵等大功率
44、設備的啟、停狀態進行控制,而不是根據建筑物空調實際需要的負荷來對系統運行過程進行控制。因此,在BA控制的空調系統中,仍然存在著較大的節能空間。TJSMAR中央空調節能控制系統可根據檢測到的流量、壓力、溫度、末端風機盤管 工作狀態、室內人員情況、能耗等信號,通過南京圖久樓宇科技智能控制系統,實現對 空調負荷的實時跟蹤,控制輸送到末端的冷量,與當時的空調負荷相匹配,確保系統能 源轉換效率始終處于比擬高的水平。TJSMAR中央空調節能控制系統還具有一些獨創的先進控制技術,如機組群控、泵 組優選、模糊預期算法、自學習功能等,通過這些技術實現空調負荷輸出的精確控制, 在系統耗能最少的情況下,滿足末端負荷
45、的需求,實現供需平衡,到達最正確節能。-成套性、可靠性TJSMAR中央空調節能控制系統基于 ARM主處理器,采用嵌入式系統架構,性能高、 可靠性強,在生產過程中,嚴格控制質量,并通過組態工具和仿真系統,依據對應的中 央空調系統的實際情況進行仿真運行,完全到達設計要求后,再經過一定時間的老化運 行后出廠,無需現場編程及功能驗證,保證了設備的平安可靠。控制系統軟件實現了產 品化和標準化,有利于設備的維護保養。BA系統大局部調試工作是在現場進行,系統的功能驗證主要依靠現場人員逐一進 行,很難實現完整的功能及平安驗證,后期的修改和維護是難免的,且完成調試周期相 對較長。-兼容性TJSMAR中央空調節能
46、控制系統是一套智能化的控制系統和配電設備,從智能控制 的方面來說,它獨立構成中央空調冷熱源側的控制子系統,提供了符合OPC協議的軟件接口和采用BA接口箱的硬件接口,具有良好的開放性、兼容性和集成性,可滿足 BAS 的自動化管理需求。7.2、傳統的變頻控制系統與TJSMAR節能控制系統的差異傳統的變頻控制系統一般都是采用“壓差或溫差 + PID 的控制方式,雖然對水泵 有一定的節能效果,但由于它只關注水泵節能,忽略了主機能耗可能上升。且冷凍水循 環和冷卻水循環相對獨立,不能實現系統匹配和綜合優化,無法確保系統在變負荷工況 下始終保持高效率運行,主機效率COP有可能下降,從而造成整個系統不節能甚至
47、能耗升高。 PID 調節存在偏差,而且容易發生振蕩,運行穩定性較差。TJSMAR中央空調節能控制系統是基于系統綜合優化的控制,通過對全系統的運行 信息的全面采集及綜合分析處理,實現冷凍水系統和冷卻水系統的匹配和協調運行,實 現變負荷工況下整個系統綜合性能優化,可保障空調系統在任何負荷條件下,都能高效 率地運行,從而最大限度地降低空調系統能耗。TJSMAR中央空調節能控制系統充分考慮了主機節能、管理節能、系統節能的融合, 有別于一般的中央空調節能系統僅僅考慮主機節能的方式, 充分考慮了通過風機盤管聯 網控制,有效降低主機負荷,進而為主機節能控制創造了條件。通過系統節能,使得節 能策略不再只限于一
48、些設定的模式,可根據末端風機盤管、出回水溫差、壓差等情況, 實現整個空調的的節能調節,進而實現系統節能,為中央空調節能帶來最正確的效果。8TJSMAR中央空調節能控制系統的管理功能TJSMAR中央空調節能控制系統不僅具有顯著的節能效果,而且具有強大的控制與 管理功能,是行業內中央空調管理與節能的專家系統。1泵組優選在并聯冷凍水泵系統中, TJSMART 中央空調節能控制系統能實時計算當前負荷所 需的冷凍水流量, 并推算出在滿足該流量及壓力條件下所需運行的并聯水泵臺數及其工 作頻率,使該狀態下泵組所消耗的總能耗最低,以實現泵組最正確節能。2便捷的系統監控功能 系統主界面采用三維流程圖顯示,直觀反
49、映了空調系統管路及設備的安裝布置狀況。流程圖上顯示了各個設備的主要參數,以便于操作員直接觀看。操作員在流程圖上 點擊任意設備即可進入該設備參數的詳細顯示 / 控制界面。操作員可在設備詳細顯示 / 控制界面中查看各設備及器件的運行參數,同時還可在 該界面進行設備的啟停控制。3實用的系統控制模式TJSMAR中央空調節能控制可以根據用戶使用的需要,提供多種方式的中央空調控 制模式,如系統自動控制模式,遠程人工干預控制模式,就地人工干預控制模式等,以滿足用戶各種不同的運行管理要求4靈活的關聯控制 在系統組態過程中,用戶可以根據系統運行的實際需要制定中央空調受控設備之間 關聯方案,實現中央空調合理使用。
50、5系統參數設置功能TJSMART中央空調節能控制系統可在設備詳細顯示 /控制界面完成對各設備的監 測,同時也可設置或修改系統運行參量和設備控制參數。6系統數據記錄功能TJSMAR中央空調節能控制系統提供以下數據及事件記錄:空調主機的能耗數據, 空調主機的制冷熱量數據,各個水泵風機的能耗數據,故障記錄,操作行為記 錄等,以對整個中央空調系統運行情況進行全面分析。7曲線顯示功能TJSMAR中央空調節能控制系統可定時記錄主機、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風 機的電耗百分比值,定時記錄系統效率值,定時記錄主要參數值,并按天自動繪制各設 備能耗百分比曲線。8效勞質量控制功能TJSMAR中央空調節能控制系統
51、提供效勞質量控制功能, 用戶可根據空調實際負荷 狀況設定效勞質量,實現輸出能量的有效控制。9系統維護預測功能TJSMAR中央空調節能控制系統可根據系統設備的使用情況提供維護的預測信息, 完善系統的管理。10本地操作及計量功能TJSMAR中央空調節能控制系統的控制柜提供本地控制功能,操作人員可于現場手 動控制設備。同時,系統為每一臺受控設備提供獨立的用電量計量。11故障報警功能TJSMAR中央空調節能控制系統提供故障報警功能,以確保空調系統的平安運行。 報警方式為聲、光報警及軟件畫面顯示報警提示等。12 平安性及可靠性作為中央空調平安運行的保障工具,TJSMAR系統提供了以下保護功能:冷凍水供水
52、低溫保護 冷凍水低流量保護 冷凍溫水供、回水低壓差 保護冷凍溫水供、回水高壓差保護 冷卻水出水高溫保護9、TJSMAR中央空調節能控制系統的優勢與產品技術性能8.1 、產品的優勢可編程:TJSMAR中央空調節能控制系統具備可編程的功能,在系統實施完成后, 按照實際的設備進行控制邏輯定義, 在運行過程中, 如果發現最初的控制邏輯不夠完美, 可以通過圖形化軟件重新定義邏輯, 這樣就為系統的智能控制帶來最貼近實際情況的應 用控制,進而為中央空調的管理控制和節能控制提供最好的手段。精確的能量供給與節能控制: 采用TJSMAR中央空調節能控制系統后,管理方可 以根據末端用戶的實際情況對末端實現精確的、量
53、化的能量供給,冷熱源側依據實際能 量供給情況實時調節運行狀態,最大程度的保持能量的供求平衡,從而創造最大的節能 空間。單純依靠經驗, 人工管理來進行的設備的啟停變頻運行等, 粗略的估算末端情況, 定性的供給能量,會造成能量的供給缺乏或者過余,導致末端效勞質量的下降及能量的 浪費,能量供給的粗略性和節能空間的有限性較大。獨特的主機進一步節能,系統 COP的最高:目前大局部中央空調主機都具有自動 卸載的功能,但通常其針對的是定流量系統,當空調負荷變化時,其控制的是單一參數 溫度,但對于一個變流量系統,其溫度、壓力、流量都在變化 , 此時主機的控制系統 遇到的是多參量的變化 , 且中央空調系統具有波動性大、滯后性強的特點,因此其控制 方式往往具有明顯的誤差,不能實現主機的節能;TJSMAR中央空調能源管理系統可以較 好的解決這一問題 , 在任何狀況下通過模糊控制技術調節冷凍水流量和通過系統模糊優 化的控制方法調節冷卻水流量,有效提高主機的效率,使系統保持較高且穩定的COPfi, 從而實現系統運行的最優化并實現最大程度的節能。機房的智能化管理:TJSMAR中央空調能源管理系統是一套真正意義上的完善的智 能控制及管理系統,具有強大的運行管理功能,它將機房系統各獨立的運行單元整合在 一起,實現
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