中央空调节能控制系统设计方案

1、中央空调节能控制系统设计方案1、概述中央空调是楼宇里的耗电大户，每年的电费中空调耗电占4060%左右，因此中央空调的节能改造显得尤为重要。 由于设计时，中央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。但实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负 荷状态下的，存在较大的富余。中央空调系统冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减 载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化做出相应调节，存在很大的浪费。因此，通 过引进先进的中央空调节能技术及设备，可以大幅度降低酒店的能源消耗，创造显著的 经济效益。图久楼宇科技提供的 TJSMART 系列中央空调节能控制系统已在全国多个项目里面 为用

2、户实现 20%以上的综合节能， 降低中央空调能耗， 降低企业运营成本， 为客户创了 巨大的节能收益。图久楼宇科技是专业从事现代建筑节能控制技术与产品的研发， 节能设备制造以及 用户能源诊断，节能方案设计，工程实施和运行保障等综合性节能服务企业，公司凭借 着世界领先的节能控制技术和成熟可靠的产品，目前现已成为该领域的技术领跑者，公 司已成功与工业控制及楼宇自动化控制 Lonworks 的发明者美国埃施朗 (Echelon) 公司建 立战略合作关系，在楼宇自动化、建筑节能、智能照明领域可为用户提供全面的解决方 案。公司在世界上率先通过先进的P-Bus控制网络技术，实现主机节能、管理节能、系 统节能

3、的整合，将现代模糊控制技术引入中央空调控制，并实现主机系统与风机盘管的 联网控制，实现了中央空调总体节能 20%40%，彻底解决了中央空调使用的不可控问题， 实现中央空调各个环节的远程管理控制、 自动控制、 节能控制， 在国外都处于领先水平。TJSMAR中央空调节能控制系列产品不仅具有强大的自动控制功能，实现了中央空调系统的高效节能，而且具有完善的管理功能，如便捷的状态监控、机组群控、风机盘 管状态、房间温度实时监测、实时的维护预测、服务质量控制、系统参数设置、能耗记 录分析、事件记录等，为用户提供了一个运用计算机管理中央空调系统的先进工具，可以促进中央空调控制与管理的现代化2、中央空调系统概

4、况 2.1、中央空调系统能耗分析中央空调是能耗很高的系统，在日常使用中中央空调的能耗通常占到整个大厦的运行费用的50%以上，而其中主机所占比例最大，下表我们对本系统中央空调水系统能耗进行简单分析：空调水系统能耗统计（单位：KW主机制冷量主机功 率冷冻水泵 功率空调热水泵 功率冷却水泵 功率冷却塔风机功 率总计机型一1224222371555151017机型二122422237155515机型三12242223715 （备用）5515机型四/37 （备用）/55 （备用）/小计36726661113016545从上面的中央空调系统参数表中可以看出，在系统设备全部投入使用的情况下，每 小时最大能耗

5、为1017KWH酒店投入正常使用后，每年耗电量约 180万KWH因此需要 在实现整个空调系统的综合智能化控制的基础上，对本系统实现空调的运行及管理节 能，大幅度降低空调系统的能耗。同时节能必须以整个中央空调系统为一个整体，在满足末端需求的前提下，一方面 调节水泵的频率节能，另一方面兼顾水泵流量的变化朝着提高主机能效的方向发展，使 主机节能，最终经过智能控制，使整个系统的综合能效最高。2.2、中央空调使用情况分析中央空调的日常使用也存在很多问题，使用人员在进入办公室开始办公时，由于想 最快的使室温度带到最佳状态，往往把空调温度设置到一个极高（低）值，并把风机调 到最大档位，温度值往往是一个不可能

6、达到的温度，如夏天最热时设置温度为 18 度， 这样的温度一般是不可能达到的。设置完成后，办公人员一般情况下是不再管空调的设 置，如果感觉冷或者热， 经常是打开窗户而不是调整温度及风机的设置。 离开办公室时， 经常也是不关闭空调的风机盘管系统，造成“人走空调开”的情况，进而带来极大的浪 费。在这样的使用情况下，中央空调主机只有不停的工作，给各个风机盘管输出冷能或 者热能。另外，空调的使用计量一般是按照面积进行分摊，而实际往往是面积大的单位空调 使用不一定是最多，有的单位虽然面积大，但人少或者经常出差，实际使用空调往往比 有些人员集中而面积小的单位，但由于计费方式的不合理，结果那些本来空调使用较

7、少 的单位平常也就没有节能意识，把空调设置在一种不合理的使用状态，并且离开单位时 也就经常不关闭空调，这样也就造成了能耗的浪费。因此，通过对每个风机盘管的管理控制，对于空调的节能具有极大的意义，首先， 通过对它的管理控制，可以有效的降低盘管系统的冷热能输出，最终降低主机的负荷， 进而为主机节能控制带来节能空间；其次，通过对风机盘管的联网控制，可以通过网络 实现风机盘管的管理控制，可彻底杜绝“人走空调开”和温度设置不合理的种种状况； 再次，通过风机盘管的联网，对中央空调按照实际使用情况进行计量，可为能耗的分摊 提供一种先进的方法和手段，进而为管理和能源节约带来一定的推动作用；系统还可设 计传感器

8、和自动控制策略，实现根据环境温度、房间有人或者无人的状况，实现空调的 自动管理和调节，进而实现中央空调的系统节能。2.3 、 中央空调系统的智能化控制要求由于中央空调代表大厦的最大耗能单位，其项目定位较高，对中央空调集中管理与 节能控制系统技术性要求也较高，这些控制包括：机房各空调设备的启停、联动控制；主机及水泵群控；根据空调负荷的随时变化，自动调节与之匹配的空调系统的运行状态，实现系统的综合节能；阀门的开启及调节的自动和手动控制。风机盘管联网与自动控制。中央空调的联网计量管理。3、设计目标3.1中央空调主机节能控制设计-控制目标采用专业的中央空调能源管理系统，综合各项控制要求，实现整个中央空

9、调水系统 的智能化管理，包括系统联动，系统群控，并随时根据负荷变化自动、及时并有预见性 地调节系统的运行工况，实现中央空调系统的运行收益及管理收益。-节能效果根据对空调系统负荷变化的预测判断，控制系统能动态跟随负荷的变化动态调整水 泵的转速，并动态调节系统的运行参数，对空调水系统进行全面优化，从而达到空调系 统年平均节能率20%-40%勺节能效果（其中空调主机节能率约为10%-20%辅机节能率约为50%-60%。-系统技术指标系统满足以下技术参数要求：工作环境温度0C40 C相对湿度 90%(20C),无凝露安装使用地点的海拔高度|xOMOKOFW:皿立amuioran畑JEIKEoodtoc

10、iMiJ%Z咖 ooomcmllvxOQQWmiamfegW3Kfl53?油耳j*WLE1砂tU!BiJftj* F3购Wif时科：H*料；1松 ti a M- 如M- 利f l 盂、qEC Q EC* O 逅C 虽a25. G23.0BOS aIT 23 OA O n：E：a6 d nr zj qt oH .B3 OT 0i? dT 0SflTO |TT? 0T 0 n R0T o 汗曲QT 0 IT 3$ QT f7 2； QT ；可测定各个房间空调的真实使用情况，杜绝按照面积分摊空调用能的种种不合理因素，为能耗管理提供精确有效的工具，实现空调使用联网计量功能。风机面板及空调监控通过浏览器

11、实现各个风机面板的远程状态实时监控，可远程查看中央空调的状态、运行档位、模式、定时情况、设定温度和当前温度。u - rNfi 2茎旳牛 电出号塑 山础审帝 3I up士！it J.巴灌理j i2 i m ScIWlTK書】爭cm上基远程控制可通过网络对各个风控面板进行远程控制，实现风机档位、温度、模式、定时等远程设置。下班时，管理人员可以通过该功能关闭办公人员忘记关闭的空调面板，实现管理节能的目的。上班时，管理人员可以远程查看每个办公室是否按照规定把空调调节在适 当的温度，如果不符合国家有关规定，可以远程对其进行调节，进而达到节能的目的拒上甘艺:守:択云:京芒丘主；tSE空调使用计量统计和分析

12、通过软件对风控面板、区域控制器采集的空调使用数据进行统计分析，可统计每个房 间空调使用情况，并且根据总的空调用能量分解到各个房间，实现计量功能和计量分析 功能。系统提供分组的功能，可把房间分配到分组（或者是单位），实现按单位统计空 调能耗，为管理、结算提供依据。S匕-i. Uc- R-L E F JLl- hfc.日J封好IS MS*砂醮：aND O弟束日弟；2阳W讥-|同rllFE J!台城大廈各部门空调能耗示盍BB空调面板控制远程托管空调面板支持远程托管功能，管理人员可以通过网络下发远程托管命令，在远程托 管状态下，空凋面板由远程计算机主机控制，空调面板不接受本地按键操作，这个功能 给大厦

13、的管理提供了良好的管理支持，如果国务院规定夏天空调所开温度不能低于26 C,冬天不能高于20C，在现有情况下，管理人员没办法进行控制，但启动远程托管 后，空调使用者不能直接通过面板调节温度、模式等参数，只能接受远程指令控制，这 样就能很好实现节能。6.2风机盘管联网控制系统主要设备风机盘管联网控制系统主要有 SMC3智能控制器、风机盘管控制面板、风机盘管继 电器输出控制器三种设备组成，配置清单如下：序 号设备名称规格型号数量单位备注1智能控制器SMC32台1个控制器支持32个SMC-MO-OPV3PBus-062联网型风控面板SMC-MO-OPV3PB只us-06注：一个智能控制器最多可挂接

14、32个联网型风控面板与风机盘管输出控制模块，中间 通过P-Bus总线连接，P-Bus采用两芯无极性RVS1.0线缆，实现通信与供电复用，联网 型风控面板与风机盘管输出控制模块无需单独采用电源供电。SMC3智能控制器采用24V DC/AC电源，每个SMC32S要配置一个变压器或者一个电源模块。6. 3风机盘管联网控制系统节能分析中央空调风机盘管联网控制系统主要通过管理的手段，实现在不改变空调使用舒适 度的情况下，实现管理节能并通过管理调节的手段，降低中央空调主机的负荷，进而为 主机节能系统加大节能空间。科学计算表明，在制冷工况时，空调的设定值每增加1C时能耗会下降8%在制热工况时，空调的设定值每

15、减少1C时能耗会下降12%有权威的统计显示，改善有功能 缺陷的控制器和合理的使用，使每台风机盘管每天节省能源费达12元人民币，如果一幢大楼按400台风机盘管计算每天节省400800元人民币，全年节省能源费144000元 288000 元。另外，中央空调主机节能控制的空间主要来源于空调设计时的设计余量及实际使用 与满负荷之间的差值，如果每个风机盘管都按照最大值进行运行，则整体负荷巨大，主 机负荷始终处于最大值，在这种情况下，主机节能系统最大的节能空间仅仅是中央空调 的设计余量，通过中央空调风机盘管联网控制系统，可有效的对中央空调的末端进行管 理控制，实现管理节能及降低主机负荷，进而可为主机节能系

16、统带来更大的节能空间， 一般可带来20%的节能提升。7、中央空调常见控制系统与TJSMAR中央空调节能控制系统的差异常见的中央空调控制系统有楼控系统、水泵变频控制系统等。但是这些系统与TJSMAR中央空调节能控制系统的差异性很大，现做简单的介绍7.1、楼控系统与TJSMAR节能控制系统的差异7.1.1、楼控系统与TJSMAR系统控制对象的差异性楼宇设备自动控制系统是对大楼机电设备的监控和管理，控制对象主要包括：冷热 源系统、空调系统、新风系统、给排水系统、照明系统、电梯系统、变配电系统等。该 系统是对这些系统进行控制和管理，达到各个设备的高效、合理运行及节能的目的，从 而提高工作效率，降低管理

17、成本。而TJSMAR节能控制系统是图久楼宇科技研制开发的专门用于中央空调主机一一冷 热源系统控制与节能的管理控制系统。其控制对象主要为冷热源系统，包括中央空调主 机、冷冻（温）水泵、冷却水泵、冷却塔风机、热交换器、补水泵、风机盘管等设备。 其主要目的是实现中央空调机房冷热源设备的配电、智能化控制和运行节能管理，使得 运行费用降低2040%。7.1.2、楼控系统与TJSMAR中央空调节能控制系统的技术差异楼控系统较TJSMAR中央空调节能控制系统来说，具有控制围广，结构简单，价格 适中等优点。但是比起TJSMAR中央空调节能控制系统，其劣势也显而易见。-工程与产品BA系统从本质上讲是一些功能未定

18、型的工程设备，其设计功能的实现主要依靠现场 编程、调试来完成，要求编程、调试的工作人员对所控制的对象的运行特点和技术规都 要有深刻的了解，然而，深刻理解暖通专业的系统编程人员十分稀缺，造成实际项目的 控制效果差异较大，系统可用性无法保证，可靠性低。而且现场进行软件二次编程难以 实现标准化和规化，系统之间的一致性差，无论对于工程商还是用户，随着使用时间的 增加，后期维护成本会很高。而TJSMAR中央空调节能控制系统是一个成套的、功能定 型的数字化智能控制产品，每套产品可实现的控制功能是一致的。-控制功能BA系统监测控制对象是建筑物的所有机电设备， 是一个对设备进行集中监测、管理 的工具，其优点是

19、监测点多、控制的设备全面、管理功能强大。但在对中央空调系统的监控中，BA系统通常是对各种运行信号进行监测和对空调主 机、冷冻（温）水泵、冷却水泵等大功率设备的启、停状态进行控制，而不是根据建筑物空调实际需要的负荷来对系统运行过程进行控制。因此，在BA控制的空调系统中，仍然存在着较大的节能空间。TJSMAR中央空调节能控制系统可根据检测到的流量、压力、温度、末端风机盘管 工作状态、室人员情况、能耗等信号，通过图久楼宇科技智能控制系统，实现对空调负 荷的实时跟踪，控制输送到末端的冷量，与当时的空调负荷相匹配，确保系统能源转换 效率始终处于比较高的水平。TJSMAR中央空调节能控制系统还具有一些独创

20、的先进控制技术，如机组群控、泵 组优选、模糊预期算法、自学习功能等，通过这些技术实现空调负荷输出的精确控制， 在系统耗能最少的情况下，满足末端负荷的需求，实现供需平衡，达到最佳节能。-成套性、可靠性TJSMAR中央空调节能控制系统基于 ARM主处理器，采用嵌入式系统架构，性能高、 可靠性强，在生产过程中，严格控制质量，并通过组态工具和仿真系统，依据对应的中 央空调系统的实际情况进行仿真运行，完全达到设计要求后，再经过一定时间的老化运 行后出厂，无需现场编程及功能验证，保证了设备的安全可靠。控制系统软件实现了产 品化和标准化，有利于设备的维护保养。BA系统大部分调试工作是在现场进行，系统的功能验

21、证主要依靠现场人员逐一进 行，很难实现完整的功能及安全验证，后期的修改和维护是难免的，且完成调试周期相 对较长。-兼容性TJSMAR中央空调节能控制系统是一套智能化的控制系统和配电设备，从智能控制 的方面来说，它独立构成中央空调冷热源侧的控制子系统，提供了符合OPC协议的软件接口和采用BA接口箱的硬件接口，具有良好的开放性、兼容性和集成性，可满足 BAS 的自动化管理需求。7.2、传统的变频控制系统与TJSMAR节能控制系统的差异传统的变频控制系统一般都是采用“压差或温差 + PID ”的控制方式，虽然对水泵 有一定的节能效果，但由于它只关注水泵节能，忽略了主机能耗可能上升。且冷冻水循 环和冷

22、却水循环相对独立，不能实现系统匹配和综合优化，无法确保系统在变负荷工况 下始终保持高效率运行，主机效率（COP有可能下降，从而造成整个系统不节能甚至能耗升高。 PID 调节存在偏差，而且容易发生振荡，运行稳定性较差。TJSMAR中央空调节能控制系统是基于系统综合优化的控制，通过对全系统的运行 信息的全面采集及综合分析处理，实现冷冻水系统和冷却水系统的匹配和协调运行，实 现变负荷工况下整个系统综合性能优化，可保障空调系统在任何负荷条件下，都能高效 率地运行，从而最大限度地降低空调系统能耗。TJSMAR中央空调节能控制系统充分考虑了主机节能、管理节能、系统节能的融合, 有别于一般的中央空调节能系统

23、仅仅考虑主机节能的方式， 充分考虑了通过风机盘管联 网控制，有效降低主机负荷，进而为主机节能控制创造了条件。通过系统节能，使得节 能策略不再只限于一些设定的模式，可根据末端风机盘管、出回水温差、压差等情况， 实现整个空调的的节能调节，进而实现系统节能，为中央空调节能带来最佳的效果。8 TJSMAR中央空调节能控制系统的管理功能TJSMAR中央空调节能控制系统不仅具有显著的节能效果，而且具有强大的控制与 管理功能，是行业中央空调管理与节能的专家系统。（1）泵组优选在并联冷冻水泵系统中， TJSMART 中央空调节能控制系统能实时计算当前负荷所 需的冷冻水流量， 并推算出在满足该流量及压力条件下所

24、需运行的并联水泵台数及其工 作频率，使该状态下泵组所消耗的总能耗最低，以实现泵组最佳节能。（2）便捷的系统监控功能 系统主界面采用三维流程图显示，直观反映了空调系统管路及设备的安装布置状况。流程图上显示了各个设备的主要参数，以便于操作员直接观看。操作员在流程图上 点击任意设备即可进入该设备参数的详细显示 / 控制界面。操作员可在设备详细显示 / 控制界面中查看各设备及器件的运行参数，同时还可在 该界面进行设备的启停控制。（3）实用的系统控制模式TJSMAR中央空调节能控制可以根据用户使用的需要，提供多种方式的中央空调控制模式，如系统自动控制模式，远程人工干预控制模式，就地人工干预控制模式等，以

25、满足用户各种不同的运行管理要求（4）灵活的关联控制 在系统组态过程中，用户可以根据系统运行的实际需要制定中央空调受控设备之间 关联计划，实现中央空调合理使用。（5）系统参数设置功能TJSMART中央空调节能控制系统可在设备详细显示 /控制界面完成对各设备的监 测，同时也可设置或修改系统运行参量和设备控制参数。（6）系统数据记录功能TJSMAR中央空调节能控制系统提供以下数据及事件记录：空调主机的能耗数据， 空调主机的制冷（热）量数据，各个水泵（风机）的能耗数据，故障记录，操作行为记 录等，以对整个中央空调系统运行情况进行全面分析。（7）曲线显示功能TJSMAR中央空调节能控制系统可定时记录主机

26、、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风 机的电耗百分比值，定时记录系统效率值，定时记录主要参数值，并按天自动绘制各设 备能耗百分比曲线。（8）服务质量控制功能TJSMAR中央空调节能控制系统提供服务质量控制功能， 用户可根据空调实际负荷 状况设定服务质量，实现输出能量的有效控制。（9）系统维护预测功能TJSMAR中央空调节能控制系统可根据系统设备的使用情况提供维护的预测信息， 完善系统的管理。（10）本地操作及计量功能TJSMAR中央空调节能控制系统的控制柜提供本地控制功能，操作人员可于现场手 动控制设备。同时，系统为每一台受控设备提供独立的用电量计量。11）故障报警功能TJSMAR中央空调节能控制系

27、统提供故障报警功能，以确保空调系统的安全运行。 报警方式为声、光报警及软件画面显示报警提示等。（12） 安全性及可靠性作为中央空调安全运行的保障工具，TJSMAR系统提供了以下保护功能：冷冻水供水低温保护 冷冻水低流量保护 冷冻（温）水供、回水低压差 保护冷冻（温）水供、回水高压差保护 冷却水出水高温保护9、TJSMAR中央空调节能控制系统的优势与产品技术性能8.1 、产品的优势可编程：TJSMAR中央空调节能控制系统具备可编程的功能，在系统实施完成后， 按照实际的设备进行控制逻辑定义， 在运行过程中， 如果发现最初的控制逻辑不够完美， 可以通过图形化软件重新定义逻辑， 这样就为系统的智能控制

28、带来最贴近实际情况的应 用控制，进而为中央空调的管理控制和节能控制提供最好的手段。精确的能量供给与节能控制： 采用TJSMAR中央空调节能控制系统后，管理方可 以根据末端用户的实际情况对末端实现精确的、量化的能量供给，冷热源侧依据实际能 量供给情况实时调节运行状态，最大程度的保持能量的供求平衡，从而创造最大的节能 空间。单纯依靠经验， 人工管理来进行的设备的启停变频运行等， 粗略的估算末端情况， 定性的供给能量，会造成能量的供给不足或者过余，导致末端服务质量的下降及能量的 浪费，能量供给的粗略性和节能空间的有限性较大。独特的主机进一步节能，系统 COP的最高：目前大部分中央空调主机都具有自动

29、卸载的功能，但通常其针对的是定流量系统，当空调负荷变化时，其控制的是单一参数 （温度），但对于一个变流量系统，其温度、压力、流量都在变化 , 此时主机的控制系统 遇到的是多参量的变化 , 且中央空调系统具有波动性大、滞后性强的特点，因此其控制 方式往往具有明显的误差,不能实现主机的节能；TJSMAR中央空调能源管理系统可以较 好的解决这一问题 , 在任何状况下通过模糊控制技术调节冷冻水流量和通过系统模糊优 化的控制方法调节冷却水流量，有效提高主机的效率，使系统保持较高且稳定的COPfi， 从而实现系统运行的最优化并实现最大程度的节能。机房的智能化管理：TJSMAR中央空调能源管理系统是一套真正

30、意义上的完善的智 能控制及管理系统，具有强大的运行管理功能，它将机房系统各独立的运行单元整合在 一起，实现智能化管理。通过操作或管理人员的简单操作，即可实现高效稳定的自动化 运行，并对中央空调系统实现自动化的监测和管理，避免或减少了由于人为因素而可能 造成的对空调系统的伤害，提高了中央空调系统运行的稳定性，从而间接增加了空调的 寿命，创造了间接的经济效益。实现中央空调系统的远程监控：TJSMART中央空调能源管理系统具有远程监控功能，通过用户机房的专用线或者信号线等，既可以实现用户端与公司售后服务中心的远 程联网，又可以实现用户部，如机房与动力中心或者监控室的联网。从而对系统进行运 行监控，实

31、时了解各个空调机房的能耗状况，故障诊断，有效地保障了系统的正常，稳 定运行。通过以上分析可以看出，配置TJSMAR中央空调能源管理系统能为用户带来长远的 节能受益及管理效益，是本酒店实现中央空调系统的智能化管理及系统节能的最佳选 择。实现风机盘管的联网控制:TJSMAR中央空调节能控制可实现风机盘管的联网控制， 通过风机盘管联网控制，管理中心可以实时的掌控每个房间、每个风机盘管的设置和工 作状态、温度等，也可远程进行启停管理、温度设置等远程管控，杜绝了以往每个房间 空调不可控的状况，并可为中央空调的主机系统节能带来更大的空间。风机盘管联网控 制系统还提供空调使用计量功能，可为中央空调的使用计量和收费提供参考数据，方便 管理。8.2、产品的技术性能TJSMAR中央空调节能控制全面采集影响中央空调系统运行的各种变量，传送至智 能控制器，模糊控制器依据模糊推理规则及系统的历史运行数据，推算出系统该时刻所 需的冷量（或热量）及系统的优化运行参数，并利用现代变频技术，自动控制水泵的转 速，以调节空调水系统的循环流量，保证中央空调系统在各种负荷条件下，均处于最佳 工作状态，从而实现综合优化