ZigBee联网型风机盘管智能温控器-

1、ZigBee联网型风机盘管智能温控器与空调末端设备精细化运行节能方案中的应用在中央空调分户计量(2014年7月V2.2节能机会目前多数民用建筑的中央空调系统在降低运行能耗,提高运行管理水平方面有明显的挖潜空间,集中在以下3个方面:空调使用时间管理问题。无人空调、开窗空调的情况比较常见。运行温度设定管理问题。空调室温设置夏季过冷、冬季过热的情况比较常见。节能责任主体的确定问题。无计量,无量化指标,责任主体不明确,节能手段欠缺。为提升中央空调系统能源使用效率和运行管理水平,树立节能减排、现代化能效管理标杆,降低办公成本,应对中央空调风机盘管末端温控器进行技术改造,对空调的能耗、启用/停用时间、运行

2、时间、运行温度进行自动闭环监控,对空调系统的用能进行分户计量,量化管理,节能提效。节能设计理念®,全心全意,无缝隙地舒适节能!设计依据和标准国务院办公厅关于严格执行公共建筑空调温度控制标准的通知【国办发200742号】关于印发公共建筑室内温度控制管理办法的通知【建科2008115号】国务院办公厅关于印发2014-2015年节能减排低碳发展行动方案的通知【国办发201423号】关于印发节约型公共机构示范单位评价标准的通知公共机构节能条例中华人民共和国国务院令绿色建筑评价标准【GB/T50378-2006】节能监测技术通则GB/T18883-2002智能建筑设计标准GB/T50314-2

3、000采暧通风与空气调节设计规范GBJ19-87电能计量装置技术管理规程DL/T4482000公共机构能源资源计量器具配备和管理要求GB/T29149-2012国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则节能设计思路 1、主机系统节能方案对主机设备能耗进行分项计量,监测主机设备运行工况为主机能耗分析与调控优化提供数据;将主机系统能耗按照末端系统的时间当量或电能当量分摊到每个房间/科室,实现分户计量,量化各科室用能指标,提高节能意识;获取房间温度信息,进行负荷预测、优化调控,实现系统节能;制订中央空调系统的启用与停用时间表,按时关闭中央空调主机。2、末端系统节能方案 管理中

4、央空调的启用/停用时间。空调停用/禁用期间,除关闭中央空调主机设备外,管理者通过上位机系统远程锁闭风机盘管温控器,用户无法打开温控器,减少风机盘管能耗。对个别房间停用或禁用空调的,可远程锁闭温控器。管理中央空调末端系统的每日运行时间。根据作息时间规定,区分上午、下午、晚上3个时刻设定温控器自动关机时间。温控器自动运行、定时关机,用户可以根据需要打开温控器继续使用空调。减少因遗忘、疏忽等因素造成的无人空调及班外时间空调能耗浪费。管理温控器的运行温度。按照国家和行业有关规定、本单位实际情况,确定冬夏两季舒适节能的空调运行温度及温度区间,既保证舒适的工作环境,又减少能耗浪费节约能源。设定温控器的节能

5、运行温度。国家规定夏季不低于26,冬季不高于20;用户每日打开温控器自动运行节能温度;用户可以调节温控器设定温度。设定温控器的空调运行温度可调节区间。业主根据需要设定较宽或较窄的温度可调范围,比如夏季25-30、冬季15-22;用户只能在设定的温度区间内进行室温调节,既灵活满足用户使用要求,又减少浪费。管理者通过上位机系统远程进行温控器运行温度的设置甚至锁定,一旦锁定温控器运行温度,用户无法调节设定温度。自动记录风机三速运行时间,分户分摊中央空调主机系统能耗,制订各科室用能指标,实行定额量化管理。通过以上多种控制策略进行全时段的精细化运行管控,中央空调系统使用的浪费现象将大量减少,量化标准化的

6、管控措施将加强,空调能效将有效提升,空调运行成本将大幅度降低。节能实现方案1、设计原则投资小。每一项设备投入都有其长期价值,投资回报周期不超过18个月。改造少。改造过程基本不改变原有设施,基本不影响办公和设施的使用。使用简单。基本不改变用户的使用习惯,基本不增加用户的工作量,基本不提高使用者的技术要求,达到简单易用好用。2、系统架构 当无线网关与服务器在同一个局域网内时,无线网关(RJ45接口和服务器直接通过内部局域网互联。当无线网关与服务器不在同一个局域网内,需要借助互联网络连接时,无线网关(RJ45接口或RS485接口可通过GPRS、3G、无线/有线路由器等设备与服务器进行网络通讯,实现跨

7、地域中央空调节能系统的监管。3、通信网络无线网关与服务器通讯根据项目现有网络资源和系统规模,可选局域网、互联网或GPRS/3G等网络连接。无线网关与温控器通讯采用2.4GHz ZigBee无线自组网通讯方式,具有明显的网络优势:自动入网。上电后,节点可以自动寻找网络入网。自动登记信息。节点入网后,自动将自己的信息上报到网络中心协调点。自动分配地址。节点入网后,网络中心协调器按顺序分配节点设备ID。数据自动路由。中间节点收到数据,会自动继续转发。自动修复路径。自动节点原来路径不通时,寻找新的路径连接网络。抗干扰。双轨传输。网络稳定,响应时间短,网络恢复快。4、主要设备ZigBee联网型风机盘管智

8、能温控器®DH-ZB-CMC联网型风机盘管智能温控器采用国际最先进的微电脑测量控制芯片和ZigBee无线自组网物联技术,内置多种节能控制策略,自动感知周围环境,自动调控中央空调风机盘管运行,保持室内恒温;自动记录风机盘管各风速档运行时间,用于空调主机系统能耗分户计量;用户操作简单,系统管控灵活方便,节能效果明显,广泛应用于各种中央空调系统末端风机盘管分户计量与节能控制。产品采用标准86*86型墙壁式内嵌结构,暗盒或明盒安装,可直接替换普通温控器,无需布线,便于安装以及房间整体的美观。液晶大字符显示可以使人直观的观察到室内温度和设备运行状态。该温控器具备多种网络控制和锁定使用的功能。锁

9、定使用分为两种情况,一种是锁闭温控器即服务器远程通过网络锁闭温控器禁止使用中央空调,在接收到服务器解锁命令之前,使用者无法通过面板按键控制风机盘管运行;另一种是锁定温控器的设定温度,温控器按网络设定的温度运行而不受使用者通过温控器按键调节温度控制,直到服务器解锁。一键节能、限温控制、定时关机、远程计算机控制等多种控制策略让管理者灵活管控、轻松节能。该温控器为联网型的智能终端设备,各种控制策略和时钟由上位机系统软件通过网络下载到智能温控器保存并自动运行;也可以通过上位机管理软件设定相关条件或控制策略进行远程的管理。开关机键:短按开/关机工作模式键:短按选择工作模式制冷/制热/通风节能温度键:一键

10、将温度调整至节能温度网络注册键:一键注册,自动联网调整键:调整设定温度,自动风速舒适节能使用者:上班开机下班关机,开机后可调节温度。无线网关®DH-ZB-GW4550型ZigBee无线网关(RJ45接口管理以它为管理中心的无线自组网及温控器等终端设备,负责建立网络,维护智能终端设备表、分配网络地址、管理设备的网络连接与断开,并将终端设备和上位机的数据透明传输,实现数据通讯。 无线转换器®DH-ZB-485WM1型RS485转ZigBee转换器,将下挂RS485接口智能设备的数据转换为ZigBee无线信号透明转发给无线网关;将接收到的无线网关指令透明转发给RS485接口智能设

11、备,实现数据双向通讯。5、上位机软件实时监控。关注各房间空调末端设备运行信息,快捷多策略节能控制;统计分析。快捷获取能耗数据排名,定位重点用能科室、设备、时段,定额能耗比对分析、报表;控制策略。初始化配置设备节能参数;上位机设定分户、分项、分时、参数阈值策略远程控制;分户计量。根据末端系统用能时间或用电量进行主机能耗的分摊,实现中央空调计量计费;设备维护。维护联网与测控设备与建筑物和被监测设备的逻辑关系,方便故障定位与设备维护;个性化设置。支持用户个性化网页界面配置并保留为下次登录默认配置,节约用户每一秒钟;系统融合。与大型公建能耗统一编码,开放数据字典和数据接口,可独立运行,亦可子系统运行。

12、 6、改造方案温控器直接替换原有空调温控器(接线详见说明书,免布线,无通讯费,通电后自动与无线网关链接组网。根据温控器的分布及办公楼结构,选择靠窗房间安装无线网关,供220VAC市电,分配IP地址并通过局域网络集线器接入办公楼局域网络。根据中央空调主机功率选配合适的RS485通讯接口的智能电表,安装互感器,连接无线转换器,通电后自动与无线网关链接组网。服务器安装建筑用能精细化运行节能监管系统软件,进行系统配置,调试运行。节电效益分析中央空调系统的用能分为两块,一是主机制冷/供热消耗的电能,二是风机盘管风扇消耗的电能。主机设备的耗能取决于末端风机盘管的运行状态,主机设备开机情况下只要末端系统进行

13、冷/热能交换越多,主机设备能耗就越大。鉴于中央空调主机的配置规格、能效匹配、管控措施,以及风机盘管温控器的运行时间、运行温度、使用者的习惯等情况差异很大,不容易提供详细的节电经济效益数据。本方案仅提供以下数据供设计者进行节能量的测算:中央空调系统用于冬季制热、夏季制冷,应区分两个季节测算节能量,建议对每台设备增加计量装置并联网通讯。风机盘管耗电量。风机盘管输入功率规格较多,从20W至220W不等,办公建筑盘管高风速运行功率约80-90W,中风速运行功率约60-70W,低风速运行功率约30-50W。制热模式下设置较高运行温度(或开窗开空调时风机盘管接近全时段运行;设置较低运行温度时风机盘管会低于

14、70%时段运行。主机设备耗电量。权威部门数据,以国家规定办公场所夏天空调温度设定不低于26,冬天温度设定不高于20为准,夏季空调温度每提高1,可节省7-10%的电能;冬季空调温度每降低1,可节约1013%的电能。中国建筑节能协会提供数据显示,更换温控器提高空调运行管理水平的节能措施投资回报最快,节能效果最明显。节能措施投资收益投资回收年限提高运行管理水平110200.51.2更换风机、水泵10.8111.2增加自动控制系统10.30.523系统形式的全面管理10.20.435建筑材料更换10.10.055101、中央空调风机盘管联网群控2、中央空调系统能耗分户计量计费3、大型公建能耗监测系统分

15、户计量与暖通末端系统子项精细化计量工程优势一键注册,自动组网,自动路由;免布线产品智能:上电自检,掉电记忆,便于判定设备优劣,减少工程反复;设置简单:一键配置,自动注册,顺序分配ID号或指定ID注册;安装简单:标准86型面板,2个螺丝固定挂板,卡扣安装,拆装快捷方便;组网简单:上电自动路由,自动组网,双轨通信,网路故障自动修复;系统简单:RJ45无线网关接入局域网或RS485无线网关接入数据采集器,连接到数据中心,两级网络架构简单;集成简单:配套采集软件和数据库,开放数据库字典,方便客户快速集成;施工简单:无开孔、无布线、不停电、无协调,缩短施工周期,机会成本低;工程规范:技术要求低、施工标准

16、化、工程可量化,预算可控制。设备选型类别节能设备选型规格功能风机盘管监控设备ZigBee联网型风机盘管智能温控器DH-ZB-CMC空调末端系统节能控制空调主机监测设备ZigBee无线转换器(RS485接口DH-ZB-485WM1RS485转ZigBee,负载16路RS485设备智能电表(RS485接口检测主机设备的电耗,用以分户计量组网设备ZigBee无线网关(RJ45接口DH-ZB-GW4550Zigbee终端设备联网协调器,负载能力:50/100个zigbee终端DH-ZB-GW45100ZigBee无线网关(RS485接口DH-ZB-WM48550DH-ZB-WM485100系统软件中央

17、空调末端设备精细化运行节能监管系统节能监管与报表DH-ZB-CMC联网型风机盘管智能温控器是新老中央空调建筑行为节能的技术辅助手段,是提高中央空调运行管理水平、舒适节能的最佳选择。问1:我公司上班后送电启动(中央空调,下班提前半小时拉闸停用空调,还有多少可节能的空间?答:这是对中央空调主机统一时间管理,确实大大的降低了下班后无人空调的浪费。其实这是从时间上控制了中央空调主机系统的班外时间的浪费,还有两个方面的因素需要考虑:(1中央空调使用时间内房间温度的管理。权威部门数据,以国家规定办公场所夏天空调温度设定不低于26,冬天温度设定不高于20为准,夏季空调温度每提高1,可节省7-10%的电能;冬

18、季空调温度每降低1,可节约1013%的电能。如果夏天空调温度设定过低、冬天设定过高,浪费是很严重的。为此国务院和有关部门都对此做出了明文规定。【智能温控器可以网络管理限温或定温运行,对房间温度进行集中管理】(2中央空调主机停用后温控器的运行状态。主机停用后便不再输送冷热能源,数字温控器或三档风速开关如果不关机则会按照自身的控制逻辑继续驱动风机风扇运行,风机高风速运行功率约80-90W,中风速运行功率约60-70W,低风速运行功率约30-50W,这个浪费是相当严重的,也是非常隐蔽的。风机盘管一般为房间线路供电,电力消耗分散不易发现,不便集中管控通断电,到点关空调更容易使用户疏忽关闭温控器。【智能

19、温控器可以定时关机、网络集中关闭或锁闭温控器,减少风机盘管电能浪费】如果进一步分析空调运行中存在的问题,不难发现还有两个问题比较棘手:(1开窗开空调现象。长时间封闭的空调环境下空气会变得污浊影响工作状态,如果空调有新风系统最好,否则开窗换换气也是必需的。如果较长时间开窗开空调浪费也是相当严重的。(2无人空调现象。因业务外出一天不回办公室而空调未关的情况也时有发生,这种浪费谁来买单。【温控器自动计量风机运行在高中低风速上的运行时间,按照当量时间法将中央空调主机系统能耗分摊到房间/可是,量化管理,减少技术手段难以管控的行为浪费;当然以上两种情况也可以增加门磁开关和红外感应装置实现监控】精细化用电管

20、理就是要考虑到每一种浪费情景,采取措施解决它。®,全心全意,无缝隙地舒适节能!其实,能源浪费不仅带来了环境污染,也增加了企业运行成本,加速了空调系统的老化。问2:我们办公楼比较老,同一栋楼上有老式的水冷系统,有VRV冷媒系统,怎么进行空调使用管控?答:既有的中央空调系统节能主要分为设备节能和行为节能。我们侧重于行为节能,采取简单轻便、投资小见效快的无线智能温控器,解决因为使用者因疏忽、遗忘、无意、不便等因素造成的浪费。不管是水系统还是冷媒系统,只要是面板式温控器控制风机盘管系统制冷或制热的系统,均可直接替换温控器使用。问3:如何实现中央空调分户计量计费?答:中央空调分户计量包括两部分

21、,一是风机盘管耗电,二是中央空调主机系统能耗按户分摊。(1风机盘管耗电有直接测量法和间接测量法。直接测量法是选用带用电计量功能的温控器(DH-ZB-CMM;间接测量法是分别测量风机盘管高速运行、中速运行和低速运行时的功率、功率因数,由上位机软件读取温控器记录的风机三速运行时间进行计算获取。(2中央空调主机系统能耗分户分摊有能量法和当量时间法。能量法是选用带远传接口的冷、热计量表安装在每个风机盘管口,计量房间消耗的能量;当量时间法是综合风机盘管供热/冷能力系数、风速系数和风机三速运行时间进行当量时间计算,将中央空调主机系统的总能耗按各户有效当量时间进行分摊以获取用户能耗数据。当量时间法中央空调主

22、机系统分户计量方案:原理:Q =Xvt(X:型号能力系数;v:风速系数;t:使用时间用户使用有效当量时间为:T 总=K 时段×K 盘管×(K 高×T 高+K 中×T 中+K 低×T 低其中:T 总:风机盘管的总当量时间,单位hK 盘管:各盘管的制冷制热盘【即型号能力系数,参照盘管规格】K 高:风机盘管高档的档位系数【即高档风速系数】K 中:风机盘管中档的档位系数【即中档风速系数】K 低:风机盘管低档的档位系数【即低挡风速系数】T 高:风机盘管高档的有效使用时间【温控器记录的高速档日用时间】T 中:风机盘管中档的有效使用时间【温控器记录的中速档日

23、用时间】T 低:风机盘管低档的有效使用时间【温控器记录的低速档日用时间】K 时段:分时段系数【按日分摊,默认为1】【X:型号能力系数】不同规格风机盘管,其额定供冷量和供热量不同。将房间温控器对应的风机盘管供冷/热量作为型号能力系数代入计算公式。例:房间号温控器ID风机盘管规格参数(K 盘管规格额定供冷量(kW额定供热量(kW输入功率(W100116FP-34 1.8 2.737100217FP-512.74.0552【v:风速系数】若产品未提供不同风速下的额定值数据,可参照下表(风量换算系数进行换算。额定值类别高档风速K 高中档风速K 中低档风速K 低风速系数10.750.50【t:使用时间】

24、上位机软件直接读取温控器记录的风机盘管高、中、低三速有效运行时间T 高、T 中、T 低。主机系统能耗每日按户分摊计算所有住户使用有效当量时间之和为分母,每户使用有效当量时间为分子,将当日主机系统总能耗进行比例分摊。主机系统能耗的测量:选用相应量程的互感器、三相智能电表进行计量,并由上位机系统获取当日电耗总量;存在其他需要分摊能源的,按日折合成kWh,一并纳入分摊。应用场景 A：宾馆饭店客房中央空调管理(以夏季为例 现状 1：调温装置为机械式三速开关或数字式温控器。 机械式三速开关，房客只能选择风机盘管风速，只要主机系统在供冷气，房客不主动关闭开关(一旦关闭房间温度会 上升，房间将持续耗能，室温

25、持续降低，一是客户会不舒服，二是能耗浪费严重。 数字式温控器，客户常会设置较低的房间温度(比如 22 度，远低于国家规定的 26，甚至开窗开空调，浪费严重。 深夜时往往会关闭主机系统停止供冷气，但此时的机械式三速开关或数字温控器仍驱动风机盘管运行，风机盘管的 电耗在 20-50W 不等。 现状 2：有的受房卡取电限制，有的不受房卡取电限制。 中央空调调温装置不受房卡取电限制，则会存在房客外出而空调持续耗能的浪费。 现状 3：房客会因抱怨夏季室温太高不爽，客房部只能找工程部解决；工程部有节能任务，矛盾重重。 产品价值： (1 客人开房时前台远程打开空调（调至舒适温度，人性化服务） ，客人退房前台

26、远程关闭空调。 (2 限温运行：设定开机温度，设定房间温控器最低温度或定温运行（节能温度落实国家规定） ，房间温度达到房客或酒 店统一设定的温度，自动关闭风机盘管，将浪费降到最低。对个别房客要求更低温度的，可以视服务规定进行个别调整。 (3 空调主机关机时（半夜或室外空气凉爽时） ，自动关闭温控器，节约风机盘管电耗。 (4 主机能耗分摊到房间，分户计量，鼓励节约，会员积分制增加客户粘性【鼓励节能行为，比房费积分更有价值】 。 (5 定时关闭主机。(6 无人空调关机，开窗空调关机【下一步要增加方案】 。 (5 拓展：房客房间温度在前台或客房部的计算机上显示，房客投诉时工作人员随时查看房间温度，与

27、客户做到有理有据 的沟通，并酌情处置客户的要求。系统记录每个会员房客的消费数据为更个性化的服务提供数据支持；为空调系统智能化调 控提供需求侧数据、为客房成本核算提供更详细的数据支持。 10 手机:131* 邮箱:2420223263 应用场景 B：办公建筑（机关办公、银行、企事业单位办公） 现状 1：调温装置为机械式三速开关或数字式温控器。 机械式三速开关，使用者只能选择风机盘管风速，只要主机系统在供冷气，房间将持续耗能，室温持续降低，一是 客户会不舒服，二是能耗浪费严重。 数字式温控器，为迅速降温使用者常会设置较低的房间温度(比如 22 度，远低于国家规定的 26，但往往这个温度 要运行 1 天而没人调整