中央空调末端设备智能控制与管理节能
中央空调智能控制节能技术研究
中央空调智能控制节能技术研究作者：付喆赵浩轩来源：《城市建设理论研究》2013年第33期摘要：近年来，随着我国经济的持续快速发展，建筑行业在不断蓬勃发展的。
同时，中央空调系统的应用逐日普及，由其导致的能源消耗已成为影响国家能源战略的重要方面。
因此，研究节约能源、提高能效的技术手段和方法迫在眉睫。
分析了目前我国中央空调智能控制系统发展的现在和发展背景，分析了当前中央空调智能控制系统存在的问题，并就这些问题提出了节能控制系统的研究对策。
关键词：中央空调，智能控制，变频调节中图分类号：TU831.3+5文献标识码： A一、引语随着国民经济的发展、人民生活水平的提高，中央空调在现代建筑中应用越来越广泛，它在给人们提供舒适的生活和工作环境时，同时也消耗了大量的能源。
据统计，我国建筑物能耗约占能源总消耗量的37％左右，在有中央空调的建筑物中，中央空调的能耗约占总能耗的60～70%，而且呈逐年增长的趋势。
因此，认识清楚目前存在的问题，高效利用中央空调系统的能源，采取有效的节能措施就成为迫切需要解决的问题。
二、中央空调智能控制系统发展背景传统的中央空调系统设计中，设计者为保证建筑的制冷、制热的最大值，将中央空调的制冷机组、循环水系统、冷却塔、风机系统等都按建筑的最大需要选定，而实际使用中，因室外季节的变换，环境温度的变换，室内的温度、湿度等都有所变换，对制冷、制热的需要也因气候、环境不同，例如 50 人的办公室对制冷和通风的需要肯定与 1 人的办公室有所不同。
而传统的中央空调系统中，无论环境条件如何变换，空调系统的各个子系统的电机都固定在额定功率下运行，这不仅造成了大量的浪费，也使用户的舒适感降低。
在市场的需求下，变频器调速技术近年来在中央空调系统中的应用开始被人们重视，并积极投入到生产中，然而寻找节能效果明显、具备稳定性能的空调控制系统联合变频调速的原理节约低负荷时通风空调各子系统的电能消耗，是解决中央空调智能控制系统的当务之急。
中央空调系统中的节能减排措施分析
中央空调系统中的节能减排措施分析摘要：作为建筑中的常规配套设备,中央空调充分发挥出了良好的调控室内外温湿度的功能,因此改善了人类的生活品质。
不过由于传统的中央空调系统采用电力驱动、功率较大,效率低，不能更好匹配实际建筑负荷需求，同时也不能达到现今节能减排的要求。
所以中央空调系统的节能降耗及可再生能源的应用已成为国家重点研究的课题。
关键词：中央空调系统；变频；光伏；冰蓄冷；应用引言随着我国经济水平的不断提高，人们对于生活质量的要求也越来越高，在建筑工程项目中，中央空调系统得到了广泛应用，但是该系统在整个建筑耗能中占比约40%，因此，为了响应我国节能减排的号召，本文将针对中央空调系统的节能减排措施展开研究及分析。
1中央空调系统节能降耗措施中央空调系统能耗是建筑能耗中不可忽视的重要部分，现阶段的空调系统采用电力驱动，而电力为不可再生资源，在国家碳中和、碳达峰的政策下，中央空调的节能减排已成为各空调设备厂家、暖通行业共同关注并研究的主要问题。
中央空调系统的节能主要体现在冷水机组、水泵、冷却塔三大部件。
一、在暖通系统设计时，除了选用变频的高能效的主机外，机组容量的大小及台数的选取需结合建筑的负荷特点，主机的能力输出需与实际的末端负荷需求相结合，保证在不同的负荷下，主机都在高能效状态下运行；为了保证设备一直处于高能效状态运行，良好的控制策略是必不可少的，根据系统末端负荷的变化，通过对出水温度和流量的监测，实时调整机主机的运行台数及及能力输出，保证冷水机组的运行频率和运行状态与实际建筑负荷需求精准调节，从而实现节能降耗的目的。
二、水泵其中包括冷冻水泵、冷却水泵，作为中央空调输配系统的重要部件，承担着冷量运输的重要工作，影响水泵效率的参数主要包括流量和扬程，流量需与主机流量匹配，扬程则受水系统管网设计的影响。
因此在水系统设计时减少系统的输送阻力为重点研究对象，在设计时保障一定的经济流速的前提下，减少弯头、变径、三通等影响局部阻力的因素，另外水泵采用高能效的变频调速，可以根据实际末端负荷的大小实时匹配流量输出，调节运行频率，从而降低水泵的耗电量。
中央空调工程制冷及空调节能技术措施
中央空调工程制冷及空调节能技术措施变频技术中央空调工程能源中心的冷冻水系统采用二次泵形式，二次泵为变流量，根据二次侧末端负荷的变化，在满足某一最不利水环路所需使用压力的条件下，通过改变二次水泵电机的运转频率或水泵的运行台数，以达到节能目的。
各场馆的用户侧水系统均采用变流量水系统，可根据负荷变化变频调节水泵流量和扬程，以达到最大节能运行。
热回收技术中央空调工程采用热回收技术，利用排风对新风进行预热(或预冷)，节能空调通风工程的能耗。
水蓄冷技术中央空调工程采用水蓄冷的集中能源中心方式，总蓄冷能力为25500RT.H.蓄冷可起到“削峰填谷”的作用，缓解用电紧张，提高能源利用效率，减少装机容量。
充分利用峰谷电价，节省运行费用。
蓄冷水罐共2个，蓄冷水罐单个有效容积为4500立方米，蓄冷能力为12750RT.H.经测算，水蓄冷运行费比常常规制冷可节约203.45万元/年。
大温差水系统，水系统采用大温差9℃，减小循环水泵装机容量，降低暖通空调工程运行费用。
新风利用中央空调工程过渡季节尽量利用新风，可进行全新风运行，减少空调通风工程的运行。
冬季内区的消除余热，可采用室外免费能源-新风，减少能源的浪费。
分层空调和置换通风中央空调工程在大空间采用分层空调和置换通风工程，尽量减少无效空间区域的能量消耗，只满中有效区域的舒适度。
我们采用CFD的方法，对大空间的暖通空调工程气流组织进行了分析，得到了很好的验证。
如游泳馆暖通空调工程比赛区空间温度可以被控制于28℃到29℃之间，室内的温度分层非常明显，屋顶最高点温度却达到40℃以上。
分层空调和置换通风中央空调工程采用地板辐射采暖加周边散热器采暖，增加人员活动区的热舒适，减少顶部空间的耗能。
冷(热)计量中央空调工程对用户侧和总用冷(热)量，进行冷(热)量计量。
提高节能意识，减少无效冷(热)量损失，便于用冷(热)量收费和管理。
中央空调节能控制系统所有中央空调工程设备采用中央自动控制技术，根据设定的温度控制、湿度控制、压差控制、流量控制来使设备达到最佳的匹配运行效果，使设备在最高效区域运行，以利于能源的综合利用，最大化地实现节能。
美的中央空调多联机智能管理系统
一、技术部分1、中央空调集中管理系统的设计、安装施工情况（一）系统设计介绍1.1系统组成美的中央空调多联机智能管理系统（Intelligent Manager of Midea）简称IMM，它由四部分组成：IMM 软件（一套），M-INTERFACE网关设备（最多4个），多联机冷媒系统和加密狗。
IMM软件提供了用户操作的功能，安装在PC 上。
M-INTERFACE设备是基于WEB的网关，通过自身的M-net接口连接美的中央空调多联机设备。
在自动拓扑模式下，一个M-INTERFACE网关设备可以最多连接4个冷媒系统（最多接入256台内机和16台外机）；在手动拓扑模式下，一个M-INTERFACE网关设备可以最多连接16个冷媒系统（最多接入256台内机和64台外机）。
IMM软件通过网络和M-INTERFACE网关通信，实现对空调设备的控制和管理。
1.2系统结构图IMM系统结构如下图所示：冷媒系统接入到M-INTERFACE网关的M-net端口上。
M-INTERFACE网关和安装有IMM软件的PC通过网络相连，PC或者类似终端（Pad,Laptop）可以访问M -INTERFACE的WEB功能。
IMM软件实现了对空调设备的监控。
1.3可接入机型1).不需要电量划分功能的工程：可以自由的接入多联机V4+ 或者非V4+的机型。
2).需要电量划分功能的工程：推荐接入美的多联机V4+系列外机和V4+系列内机，并且M-net接口通讯线均需要从外机侧接线。
3).V4+ 和非V4+机型的外机不能接入同一端口。
2．功能功能介绍用户通过操作WEB页面和IMM软件达到对空调系统的控制和管理。
WEB页面和I MM软件为用户提供了不同的功能。
WEB功能WEB系统提供了“设备监控”，“系统映射”，“设置”，“设备信息”，“软件升级”，“通讯诊断”和“帮助”等功能。
设备监控提供空调室内机和室外机运行的详细信息以及对空调室内机进行控制。
中央空调系统节能改造与节能效果分析
中央空调系统节能改造与节能效果分析摘要：经济在快速发展，社会在不断进步，节能降耗是为现代社会的主旋律以及重点工作，中央空调的能耗经常达到建筑能耗的一半，所以中央空调系统节能的潜力是非常大的，对中央空调系统进行节能改造是建筑技术的一个发展方向，尽管我国电力系统供应能力充足，能耗问题绝不能忽视，为经济社会可持续发展，促进电力资源消耗优化，促进能源高效转型，促进全社会低碳发展有积极作用。
关键词：中央空调系统；能源；节能改造；节能效果引言作为建筑中的常规配套设备,中央空调充分发挥出了良好的调控室内外气温的功能,因此改善了人类的生存质量。
不过由于传统的中央空调产品功率很大,不能适应现今的节能控制环境条件,所以还必须不断加以完善。
而变频器科技在中央空调行业当中的广泛运用,也有效实现了中央空调行业的节电降耗要求,这样不仅形成了很大的环境效益和社会效益,而且同时也给用户节约了电力。
在未来,变频器科技还将在中央空调行业节电降耗中具有更大的前景。
1中央空调系统运行能效现状我国的家用空调有成熟的评价体系，每台空调都贴有“中国能效标识”，注明能效等级。
但中央空调系统的能效评价基本属于盲区。
中央空调的系统能效差距非常大，社会平均水平3.2左右。
综合能效是反应制冷时空调电能转化制冷量效率的一个重要指标。
由于空调系统设备种类多、布置分散、管道连接多，设备间耦合性强，存在时滞性、非线形、时变性和不确定性等因素，空调系统高能耗运行问题一直没有很好地解决。
2中央空调系统节能改造与节能效果分析2.1确保水循环正常在开展空调系统节能施工作业时，必须将空调管网施工作为重要施工内容，并全面提高空调管网施工的科学性与合理性，为建筑通风与空调系统的正常运行提供保障。
通过实际调研可以发现，正式开展空调管网施工作业时，极有可能出现水系统管道循环欠佳的问题，导致系统后续使用受到严重影响，而引发该问题的原因主要包括以下两个方面。
第一，开展不同专业的交叉施工作业时，未结合规范要求进行协调，导致管道布局合理性降低。
地铁车站中央空调系统节能控制的探索和研究
《装备维修技术》2021 年第 4 期地铁车站中央空调系统节能控制的探索和研究沈杰(上海地铁第三运营有限公司，上海 200000)摘 要：在城市化水平不断提高的背景下，城市地下交通网络加快加快建设。
现代地铁的功能性以及舒适性有了明显提升，这在很 大程度上得益于中央空调系统的使用。
但是，中央空调系统在提升出行空间舒适性的同时，也需要消耗大量的能源，在地 铁总能源消耗中，中央空调系统源消耗所占的比例越来越大，而现在社会经济和发展需要大量的能源供应，这就在很大程 度上加剧了能源供需之间的矛盾。
在现代地铁车站中，中央空调是必不可少的设备，因此不能通过限制中央空调的使用来 达到节能的目的，而需要对中央空调系统进行优化改进，降低中央空调系统的能源消耗，在保证中央空调系统温度调节功 能的同时，兼顾该系统的节能性与环保性，这对于城市的可持续发展具有重要的意义。
关键词：中央空调；节能；优化措施能源是社会经济发展的重要支撑，随着社会经济发展水平的 不断提升，对于能源的需求也在不断提升，目前来看，能源短缺 已经成为一个世界性的问题。
在当前的发展阶段下，我国不断推 动可持续发展战略的实施，在此背景下，就需要降低社会的整体 能源消耗，促进社会经济的可持续发展。
从目前城市发展的趋势 上来看，地下轨道交通系统得到了很大的发展，在地铁建设的过 程中，节能技术的应用是一个关键的问题。
在地铁车站的夏季能 源消耗中，中央系统的能源消耗，可以占到总能源消耗近 50%， 因此在建设地铁车站的过程及后续的运行维护中，重视对中央空 调系统进行节能控制，对于降低地铁系统能源总体消耗具有重要 的意义。
1 地铁环境分析与常规的地面建筑环境相比，地铁环境具有一定的特殊性。
地铁车站建于地下，地铁与外界的连接口往往仅有地铁车站的进 出口以及风机送排风井等少数的位置。
地铁车站建于地下，与地 上建筑环境相比，由于地下环境密封性比较强，因此地铁车站的 通风性也比较差。
2023年中央空调管理规定
2023年中央空调管理规定引言：随着经济的发展和人民生活水平的提高，中央空调系统在建筑物中的应用越来越广泛。
然而，中央空调的大规模使用也带来了一系列环境和资源问题，如能源浪费、排放增加等。
为了实施可持续发展，维护生态环境的目标，2023年，我国将推出一系列中央空调管理规定，以限制和规范中央空调的使用。
本文将详细介绍2023年中央空调管理规定的具体内容和实施方法。
一、能效要求为了提高中央空调的能效，并减少对能源的消耗，2023年中央空调管理规定将对中央空调的能效进行严格的要求。
根据不同类型的中央空调系统，会有不同的能效等级要求。
所有新建的建筑物和现有建筑的中央空调系统都必须达到规定的能效等级，否则不得投入使用。
此外，对于已经建设使用的建筑物，需要在规定的时间内进行中央空调系统的能效升级。
二、智能控制和节能模式为了减少中央空调系统的能源浪费，2023年中央空调管理规定将要求所有中央空调系统都必须配备智能控制系统。
该系统能够实时感知和调控建筑物内外的温度、湿度和人员流量等信息，从而优化空调设备的使用效率。
此外，中央空调系统还必须具备节能模式，可以根据建筑物的使用情况进行智能的能源管理，最大程度地减少能源的消耗。
三、废弃物处理和材料回收中央空调系统的运行和维护不可避免地会产生废弃物和排放物。
为了减少这些废弃物对环境的影响，2023年中央空调管理规定将要求对废弃的空调设备和部件进行规范的处理和回收。
废弃的空调设备必须进行环保处理，符合环保标准后才能进一步销售或处置。
同时，对于可回收的材料和部件，如金属、塑料等，必须进行规范的回收和再利用，以降低资源的浪费。
四、维护和管理为了确保中央空调系统的正常运行和有效维护，2023年中央空调管理规定将对中央空调系统的维护和管理提出了明确的要求。
建筑物的业主和管理者必须建立健全的维护机制，定期对中央空调设备进行检查和保养，并及时处理设备故障。
此外，中央空调系统的维护人员必须具备相应的技术资质，在维护和管理过程中遵守相关的安全规范和操作手册，确保系统的安全和稳定运行。
中央空调系统节能控制系统设计方案
KT仟亿中央空调系统节能控制系统设计方案 北京仟亿达科技有限公司1 概述国家“十一五”规划纲要中明确提出要把节约资源和保护环境基本国策,建设低投入、高产出，低消耗、少排放，能循环、可持续的国民经济体系和资源节约型、环境友好型社会。
提出了“十一五”期间单位国内生产总值能源消耗降低20％左右、主要污染物排放总量减少10％等目标。
这是针对资源环境压力日益加大的突出问题提出来的，体现了建设资源节约型、环境友好型社会的要求，是现实和长远利益的需要，具有明确的政策导向。
中央空调在各大中型民用、商用建筑中的普及，带来了严重的能耗问题。
中央空调系统的电耗一般占整座建筑电耗的50％~60％，建筑能耗则占全国总能耗的1/3左右，因此提高能源利用率是我国能源可持续发展的方向。
中央空调系统的设计通常按建筑物所在地的极端气候条件来计算其最大冷负荷,并由此确定空调主机的装机容量及空调水系统的供水流量。
然而,实际上每年只有极短时间出现最大冷负荷的情况。
因此,中央空调系统在绝大部分时间里,都是在部分负荷（远小于其额定容量）条件下运行的。
据统计，实际空调负荷平均只有设备能力的50%左右,这无疑造成了大量的能源白白浪费。
而且，空调水系统的水泵、风机等机电设备，长期处在工频额定状态下高速运行，机械磨损严重,导致设备故障增加和使用寿命缩短。
另一方面，空调负荷又具有变动性.由于季节交替、气候变幻、昼夜轮回、使用变化(如旅游旺、淡季）及人流量增减（如宾馆入住率的变化)等各种因素变化的影响，中央空调系统的负荷具有起伏变化和不恒定的特点，如果中央空调的运行方式不能根据负荷的变化而调节，始终在额定容量(即满负荷状态)下运行，也势必造成巨大的能源浪费.由北京仟亿达科技有限公司提供的中央空调分布式系统节能控制装置——KＴＣ—２００5系列、KTC-2005系列产品，以模糊控制理论为指导、以计算机技术、系统集成技术、变频调速技术为控制手段，以多年丰富的实践经验和数据为基础,科学地实现了中央空调能量供应按末端负荷需要提供，最大限度地减少了空调系统能源浪费,从而达到高效节约能耗的目的。
关于中央空调冷凝水的处理及节能降耗的措施分析
关于中央空调冷凝水的处理及节能降耗的措施分析◎徐柳随着医院的不断发展，我院对空调设备的使用要求也在不断提高。
长期以来，空调的能耗是我院日常生产过程中的重大支出之一。
合理使用和有效的节能改造，不仅能降低空调能耗，而且对空调系统的安全运行以及病房居住环境都大有好处。
一、关于空调冷凝水的介绍及处理办法对于空调冷凝水很多人并不陌生，无论是家用还是商用空调，夏季使用空调制冷时都会出现出风口冷凝水滴水现象。
为什么空调在制冷时会产生冷凝水？1.空调制冷产生冷凝水的原因。
炎热的夏天室内湿度大时，空气露点温度较高，当空气温度低于露点温度，空调出风口百叶将结霜，冷凝，这是一个正常现象。
就如同夏天从冰箱拿出矿泉水瓶表面露珠一样。
所有空调出风口结露不是质量问题，相反，它说明空调制冷效果很好。
2.室内空调冷凝水的解决办法。
空调出风口产生冷凝水是由于空气湿度过大引起，可通过调节室内空气湿度，关闭使用房间的门窗，不要让室外热湿空气进入房间，由于空调本身具有除湿能力，随着空调的运行，室内空气湿度会逐渐降低冷凝；设置调节空调房间温度、湿度，一般空气湿度大时，设置为26至28度，运行一段时间可适当降低温度；加大空调出风量。
3.中央空调冷凝水的利用。
高层建筑物的中央空调制冷量大，由于医院的特殊性，病房末端的新风机和风机盘管数量较多，故产生的冷凝水也多，现在的设计大多是将末端制冷设备产生的冷凝水采用专门的冷凝水管道直接排到地漏，其实也都是一种水资源的浪费和能源浪费。
经测算，空调冷凝水无硬度，不含杂质，水质纯净，所含细菌较少，是纯净的水资源；冷凝水中含有的铁锈，比冷却循环水要少的多，进入冷却塔中，随冷却水一起进行水质处理。
所以经过处理后的冷凝水利用与冷却塔是安全的，而且不会增加费用。
同时冷凝水本身温度较低，若水管保温工作做的好的话，不超过18℃，因此若将中央空调末端装制冷设备的冷凝水回收再利用，不仅能节约水资源，同时降低了主机的能耗。
二、结合实际，使用过程中存在的问题在日常工作中，严格按照中央空调设备使用说明开启、关闭设备；根据环境温度的变化，灵活调整主机温度。
2024年中央空调管理规定
2024年中央空调管理规定根据2024年中央空调管理规定，针对中央空调的运营、维护和管理制定了一系列措施，以促进能源的节约和环保的发展。
以下为该规定的主要内容：一、能源利用效率要求为了提高中央空调的能源利用效率，规定中央空调系统的能源利用效率应达到一定的标准。
具体要求如下：1. 中央空调系统的整体能源利用效率应高于国家标准的要求，以实现节能减排的目标。
2. 中央空调系统在运行过程中，应根据不同时段和季节调整运行模式，以降低能源消耗。
二、运营管理要求为了确保中央空调系统的正常运行和维护，规定了以下运营管理要求：1. 中央空调系统应每年进行定期检查和维护，以确保其正常运行和有效降低能耗。
2. 中央空调系统的运营人员应具备相关的职业资格证书，以确保其具备必要的知识和技能。
3. 中央空调系统的运行记录应及时记录并保存，以便进行后续的分析和评估。
4. 中央空调系统的运行参数应根据实际需求进行调整，以提高运行效率和降低能源消耗。
三、设备维护与更新要求为了保证中央空调设备的正常运行和延长其使用寿命，规定以下维护与更新要求：1. 中央空调设备应每年进行定期的维护工作，包括清洁、润滑和检修等，以确保其正常运行。
2. 中央空调设备的维护记录应及时记录并保存，以便进行后续的分析和评估。
3. 中央空调设备的使用寿命到期后应及时更换或更新，以提高能源利用效率和降低能耗。
四、节能技术应用要求为了推动节能技术的应用，规定以下节能技术的应用要求：1. 中央空调系统应采用先进的控制技术，如变频调速、智能控制等，以提高能源利用效率。
2. 中央空调系统应采用高效节能的组件和设备，如高效换热器、节能压缩机等，以降低能耗。
3. 中央空调系统应采用节能的建筑设计和设备布置，如合理设置风道、减少冷热桥等，以提高室内舒适度和降低能耗。
五、环境保护要求为了保护环境和减少空气污染，规定以下环境保护要求：1. 中央空调系统的排放应符合国家相关的环境标准，如废气排放、噪音控制等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
[文章编号]100228528(2008)0820043204中央空调末端设备智能控制与管理节能徐晓宁,丁云飞(广州大学建筑节能中心,广东广州510006)
[摘 要]使中央空调末端控制设备具备智能和远程控制的功能,是实现空调系统节能控制与管理的基本要求。本文设计了一种基于LonWorks控制网络、能满足中央空调系统末端设备控制要求的控制器,并针对风机盘管和新风机的节能运行,
提出了相应的控制模式和实现方法,可有效地降低空调系统末端设备的运行能耗。[关键词]空调;控制器;节能;LonWorks[中图分类号]TU83114 [文献标识码]A
IntellectualControllingandEnergy2savingManagementforTerminalEquipmentofAir2conditioningSystem
XUXiao2ning,DINGYun2fei(InstituteofBuildingEnergy2Efficiency,GuangzhouUniversity,Guangzhou510006,Guangdong,China)
[Abstract]Inordertorealizetheenergy2efficiencycontrolandmanagementoftheair2conditioningsystem,itisnecessaryfortheterminalequipmenttohavetheintellectualandremotecontrolfunctions.Inthispaper,thecontrollerbasedonthecontrolnetworkofLonWorkswasdesignedfortheterminalequipmentoftheair2conditioningsystem.Furthermore,theenergy2efficiencycontrolmodeandtherealizationmethodfortheoperationoffancoilandfreshairsystemwerediscussed,andtherefore,theoperationalenergyconsumptioncouldbeloweredeffectivelyfortheterminalequipmentoftheair2conditioningsystem.[Keywords]air2conditioningsystem,controller,energy2efficiency,LonWorks
[收稿日期]2008201217 [修回日期]2008203228[基金项目]广东省科技攻关资助项目(2006B13301002)[作者简介]徐晓宁(19582),男,硕士,副教授[联系方式]xn8538@1631com
1 引 言根据发达国家的经验,随着城市发展,建筑业将超越工业、交通等其它行业而最终居于社会能源消耗的首位,而中央空调的能耗又是建筑终端能耗的主要部分,降低其运行能耗对节约能源、提高能源的利用率、实施绿色建筑战略具有重要意义。如何降低中央空调能耗,也一直是建筑节能的主要课题,在提高设备效率,改进运行控制模式等方面已有许多研究成果,但在管理节能方面,研究成果较少。管理方式节能需要相应的技术支持,目前我国的建筑设备运行管理水平普遍较低,大多数公共建筑、办公建筑等的空调系统和照明系统主要依靠用户直接控制、管理人员手动控制的方式进行管理,自动化水平较低,缺乏科学合理的运行管理机制,而且大多数情况下,运行费用由单位承担,在这样的管理方式和技术条件下,建筑运行管理节能几乎无法实施。例如,
政府有关部门曾要求各类商场、办公建筑的夏季室内温度设置不得低于26℃,冬季不得高于20℃,但由于缺乏有效的技术保证,需要靠用户自觉设定室内温度,这样的要求显然难以产生实质性的效果,收效甚微。可以说由于缺乏完善、有效的管理手段,公共建筑室内温度设置不合理、室内无人时仍然保持空调运行等现象十分普遍,而这种非理性的消费方式所造成的能源浪费是不可小视的。因此,要实现建筑管理节能,促使用户合理地使用空调等设备,只有建立在相应的技术手段基础之上的管理才是最有效的;另一方面,管理节能方式属终端节能,投资终端节能的效益高于投资能源生产,因而开展建筑管理节能研究有着巨大的经济、社会和环保效益,是建筑节能领域发展的主要方向之一。中央空调在建筑中应用广泛,但目前中央空调末端控制器大多采用简单的电动温控阀和三档风速调节方式,室内环境参数由用户自行设定,风速由手动选择,即空调末端系统运行完全取决于用户;另外,空调末端的控制系统基本是独立运行,不具备信息传输功能,末端设备的运行参数和状态、室内环境
第24卷第8期2008年8月建 筑 科 学BUILDINGSCIENCEVol124,No18Aug.2008参数等信息无法与空调的冷冻机控制系统实现信息共享,末端设备的运行状态并未纳入空调系统的监控,导致冷冻机节能优化控制缺乏相应的信息,中央空调控制与管理系统也仅能通过简单的关断控制方式控制末端设备运行,不能进行有效的远程控制与管理[1]。显然,这样的空调末端控制方式无法实现空调系统运行管理的节能。因此,实现对数量众多的末端设备的节能控制与管理,有效降低运行能耗,
在节能要求和建筑智能化发展迅速的大环境下,更加具有现实意义。
2 智能空调末端控制器基本功能与实现使中央空调末端控制设备具备智能和远程控制的功能,是实现空调系统节能控制与管理的基本要求。传统的中央空调末端设备基本上是独立运行,
调节目标和运行状态完全取决于用户,显然无法支持空调系统运行管理节能。基于这一认识,本文以实现空调末端设备节能管理为目标,开发一种采用开放式控制网络标准、并能够满足中央空调系统末端设备功能要求和节能运行要求的智能控制器,在这种控制器的支持下,不仅可以实现空调末端设备的节能运行,更重要的是可以通过控制网络将数量众多的末端设备集成在一个管理平台上,充分利于现代网络控制与管理的技术手段,有效降低末端设备的运行能耗。在设计控制器系统时,考虑控制器信息传输的开放性要求,选择LonWorks现场总线作为信息传输标准,采用LonWorks神经元芯片和通用单片机构成了末端控制器和LonWorks网络节点。LonWorks神经元芯片实现基于LonWorks总线的信息双向传输,
通用型单片机及其外围电路实现参数检测与控制,
解决LonWorks芯片资源不足的缺陷,以满足空调系统信息共享、优化控制与管理的基本需求。考虑通用性和经济性要求,设计一定数量的IΠO接口,支持多参数的检测输入与控制输出,可满足中央空调系统末端设备的监控要求。即将控制器系统设计为具有多路IΠO接口的网路控制节点,可以根据实际的空调系统末端设备运行要求,在控制器IΠO接口接入相应的标准信号,然后设计相应的控制软件,实现空调系统末端设备的节能运行。本文所设计的控制器系统原理框图如图1所示。考虑经济、通用的原则,实际制作控制器时,采
图1 中央空调末端控制器原理框图
用3150神经元芯片构成LON接口,MCU采用89系
列普通单片机实现现场数据采集处理与控制,AI采用多路分时采样控制方式和高精度AΠD转换芯片,
AO采用串行DAC芯片实现多路DΠA转换,DO采用继电器输出,外部特征表现为具备8路AI、8路DI
输入、6路DO和8路AO的LonWorks网络控制节点,操作与显示单元采用RS-485串行通信方式和MCU进行信息交换,这样的设计便于采用不同形式的显示与操作模块。MCU芯片内置末端设备运行控制软件,可以根据管理平台的指令与现场参数,以节能为目标,对信息进行处理后,实现末端设备的节能运行。在本控制器支持下,可以方便地将空调系统的风机盘管、新风机、空气处理器等末端设备纳入统一管理,统一设置运行参数,按节能管理控制末端设备运行,而末端设备运行状态与现场参数也可以反馈给空调系统管理平台,进而实现对整个中央空调系统的节能优化管理与运行控制。本控制器实际上为中央空调系统能源管理与应用提供了一个有效的技术支撑,其在节能管理层面应用的意义和效果超出了对末端设备的运行控制,
由于控制器开放、通用、智能的设计原则,仅需扩展控制器应用软件和管理平台软件,便可实现丰富的能源管理功能。有关能源管理平台与网络控制的具体内容与实现,将在后续的研究中完成,本文仅以风机盘管系统和新风系统控制说明控制器的简单应用。211 风机盘管系统的控制与节能运行在对风机盘管系统进行控制时,考虑管理节能
44建筑科学第24卷的要求,室内温度设定采用远端管理器授权的方式控制,实现统一管理,避免室内温度设定不合理而浪费能源。考虑运行节能的要求,将无人侦测和末端设备的送风机无级交流调速作为末端控制器的基本功能。控制器用于风机盘管的控制原理图如图2所示。图2中的室内空气品质检测可为新风系统运行提供依据。图2 风机盘管系统控制原理图 对一般的末端设备,室内温度目标值由远端管理器通过LonWorks接口统一设定,并将控制要求传输给末端控制器,正常运行时不接受控制器操作界面的修改,实现统一管理;风机盘管系统启动后,控制器根据实际检测温度与设定温度之差,经PI运算后,由控制器AO端口输出风机转速调节信号,经固态调压器自动调节风机转速,既提高了舒适性,也可降低送风机的运行能耗。运行过程中,控制器读入无人侦测探测器的检测信号,如果在预先设定的时间区段内,未发现室内有人,则自动停止风机盘管系统的运行。室内温度数值和风机盘管系统运行状态可在显示界面上显示。运行过程中,风机盘管系统的室内空气参数、设定参数、风机运行参数和状态、水阀状态参数由控制器的LonWorks接口上传给中央空调管理器,实现中央空调管理器和末端设备信息共享,由管理器完成信息处理,实现系统的管理与优化运行。考虑实际应用需求,对有特殊要求的房间,控制器提供授权温度设定功能,其风机盘管系统经授权后可以恢复传统的控制方式,在末端控制器操作与显示单元处手动设定室内温度目标值,并取消无人侦测功能,保持相应的灵活性。对有湿度控制要求的风机盘管系统,可以增加室内空气湿度检测,将室内空气湿度传感器信号由模拟输入单元AI接入,加湿控制可由模拟输出单元的AO输出,由控制器按加湿设备控制要求,经PI运算后输出调节信号。由于对要求室内湿度控制的盘管系统应用较少,在此不进行详细讨论。具备上述功能的控制器已经用于实际现场的风机盘管(无加湿功能)的控制,完全实现了具有统一设定温度的管理节能控制、避免室内无人时长期开启末端空调设备而浪费能源、自动调节送风机转速的基本功能的运行智能控制,具有明显的节能效果。212 新风系统的控制与节能运行传统空调系统中的新风系统是根据建筑室内功能要求,以满足室内空气品质要求为目的设计新风系统的新风量,并在运行过程中保持不变。但在实际运行中,室内空气品质是变化的,设计的最小新风量往往超出实际需求的新风量,按设计新风量送风将导致风机盘管系统处理的热湿负荷上升,增加能耗。另一方面,由于气候的变化和室内设定温度的提高,使利用室外空气的可能性增加,特别是对需要在过渡季运行的空调系统,在适当的条件下,可以采用最大新风量运行[2]。考虑这些因素,本文在新风系统控制中设置最小新风量模式和最大新风量模式来实现新风系统的运行节能。控制器用于新风系统管的控制原理图如图3所示,送风参数目标值由远端管理器通过LonWorks接口统一设定,并与风机盘管系统相适应,新风系统可由现场配电箱或远端管理器进行启停控制。在一般运行情况下,新风系统按反馈控制原理,控制器读入送风温、湿度(有湿度控制功能时)参数,并与设定参数相比较,经PI运算后,得出需要的调节量,由控制器AO端口输出新风系统水阀、加湿阀(有加湿功能时)调节信号,使送风参数满足设定要求。为实现新风系统最小新风量运行,在风机盘管系统增加室内空气品质(例如CO