浅谈中央空调节能控制系统在日照奎山综合客运站工程的应用论文_张孝伟,闫伟

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引言:随着我国建筑市场中高层建筑、大体量群体工程以及智能建筑的逐渐增多,中央空调系统的应用也得到了飞速发展。据研究,中央空调系统的能耗约占建筑总能耗的50%以上, 为建设节约型社会,因此对中央空调系统应用节能控制技术与节约型社会的创建有着重要的意义。随着节能控制系统研究的深入和逐步成熟,在国内各类工程的应用越来越广泛。本文就日照奎山客运站项目的节能控制系统的使用为例进行探讨,以供参考。

1工程概况

日照市奎山综合客运站及配套工程项目为区域性综合交通枢纽,位于日照市奎山镇,总建筑面积:111662.76m2。主要建设内容包括长途客运站房、旅客过夜及司乘过夜用房及其他配套设施。本项目共设置两个冷源站,分别位于长途客运站房和旅客过夜及司乘用房,各有两台螺杆式制冷主机。项目热源采用燃气锅炉,置于旅客过夜及司乘用房地下一层。

制冷机房BIM图及现场图

2项目方案

2.1中央空调系统概述

根据日照市奎山综合客运站及配套工程项目中央空调设计,采用强弱电一体化中央空调节能控制系统进行集中的节能控制,在实现设备智能化管理及安全运行的前提下达到无人值守;保障项目整体使用要求前提下,最大限度的降低中央空调系统的运行能耗。

2.2控制目标

采用专业的中央空调环境设备与能源管理系统,综合各项控制要求,实现整个中央空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。

2.3节能效果

在不影响空调效果,并确保空调末端服务质量和设备安全运行的前提下,根据对空调系统负荷变化的跟踪,系统自动调节各水泵的转速,并动态修正系统的运行参数,对空调水系统进行优化,从而达到制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵、热水泵、冷却塔风机节约电能(与工频运行状态进行比较)的效果,实现制冷站综合节能25%以上。

2.4系统配置

根据日照市奎山综合客运站及配套工程项目中央空调设计,采用两套BKS900系列中央空调节能控制系统对长途客运站、旅客过夜及司乘用房进行集中的节能控制。BKS900中央空调节能控制系统主要是针对日照市奎山综合客运站及配套工程项目制冷站机房的设备(包含制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵、热水泵、冷却塔风机及相关管路阀门等)进行节能控制。两套系统均预留与楼控系统的接口,方便后期的楼控系统兼容。

3本工程中央空调核心控制思路

3.1传统的中央空调控制方式一般采用楼宇控制系统或者主机厂家自带机组群控系统或者简易变频系统。以上控制系统通常存在一些问题,比如:

(1)以工程性的方案解决系统性应用问题,实施过程中目标成果逐级衰减,难以保障实施成果,系统可靠性需要业主自己保障。

(2)造价较低,设计角度考虑的应用,易用性在实际投用中不满足运维要求,且修改难度大。

(3)系统如何投用,节能量如何保障。成为业主自己需要考虑的问题,无人承担责任及结果。

(4)没有有效解决PID控制的时滞性的问题,系统稳定性不高,系统容易出现振荡,导致忽冷忽热的情况发生。

3.2 本工程本着节能环保以及稳定性的角度考虑,具体采用计算机智能控制技术+模糊控制技术+变频调速控制技术+系统集成技术,以及独创的优化算法、预期算法,多参量采集,对中央空调进行集中精细化控制,通过定制化的专业成套设备,且出厂之前已做系统仿真调试,系统具有较高的稳定性及节能率。

以下为本工程的中央空调控制系统的核心控制思路:

(1)冷冻水系统核心控制思路:

针对冷冻水系统采用智能模糊预期控制技术,能根据前端采集的各种变量进行智能分析,通过建好的数学模型,推理预测未来时刻系统的运行参数,将制冷量实现按需分配,实现最大化节能。既保证末端舒适性,有效解决系统时滞性问题的同时,又降低了系统运行的能耗。

(2)冷却水系统核心控制思路:

针对冷却水系统采用自适应模糊优化技术,通过对冷却水泵的运行调整,优化制冷主机的外部运行环境,使其COP值始终保持在最佳运行区间,当冷冻水泵进行变频调节而改变主机运行状态,也可以随时进行适应性变化,保证系统的能耗降至最低,创造性的实现主机节能。

4本工程节能控制系统功能

4.1组态功能

(1)节能控制系统配置专门针对中央空调系统设计组态软件,能够根据实际工程以组态方式灵活添加或修改受控设备对象(主机、水泵、阀门、附属器件等设备),提供设计工作流程图,并应符合实际工程设备的状态。

(2)系统软件能根据实际工程添加主机、水泵、器件、阀门等设备,并能正确配置各设备对象属性。

4.2监控功能

本控制系统在CRT上能够动态地显示显示制冷中心主要设备的运行状态及工艺参数。系统软件界面采用三维流程图显示,可在CRT上直观的反映现场系统的管路及设备的安装布置、状况。流程图上显示了各个设备的一些主要参数,以便于操作员可以直接观看。操作员可以在流程图上点击任意设备进入该设备参数的详细显示/控制界面。

4.3控制模式

节能控制系统在供冷和供热两种工作模式下,系统均应提供“远程控制”和“就地控制”两种控制模式。

4.4计量功能

系统能对各主机的运行时间及能耗进行计量;系统能对各冷水泵的运行时间及能耗进行计量;系统能对各冷却水泵的运行时间及能耗进行计量;系统能对制冷站输出冷量进行统计和计量;

4.5 故障报警与保护

本控制系统提供故障报警与保护功能,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。

4.6调节参数设置功能

对各设备的各调节模式下的参数进行设置/修改。对参数进行设置/修改时,当参数设置值超出范围,设置无效。

4.7运行参数历史曲线功能

控制系统能够根据用户需要保存相应的运行参数,并能对任意时段内不同参数进行查询和对比,同时生成历史曲线和趋势曲线,该参数包括但不仅限于以下参数:

4.8大数据云服务功能

有手机APP和电脑WEBS端,可在任一手机或电脑上通过云端查看系统运行数据。

4.9能效分析

展示的内容是项目月能效统计数据,含能效概貌、分项能效、分项能耗、能效对比4个小版块。

5本工程节能控制系统设备型式

5.1控制设备型式

中央空节能控制系统将传统的机房设备电控柜+机房设备变频节能系统+机房节能控制系统三个系统功能集于一身,控制设备为强弱电一体化节能产品,使机房的配电、弱电监控和节能的设计和实施工作得以大大简化。

5.2系统配置

系统电气控制设备及控制系统各电气元件符合相应的国家标准,各个智能控制柜(箱)的输出特性均满足GB 3797中的相关标准。

结束语:本工程的中央空调节能控制系统已经成功试运行数月,数据分析显示:整个空调系统进行节能改造后,控制效果良好,耗能大幅度降低,节能效果显著。总言之,在整个建筑节能中,中央空调系统的节能占有很重要的地位,需要设计施工人员高度的重视,严肃遵守节能规范;同时,也需要业主、施工单位等各单位在中央空调系统的选用、施工及维保等阶段均严格管理,使节能思想贯穿于整个项目的全过程。这样,才能在中央空调节能系统节能控制的前提下,全面优化,从而达到更好的节能效果!

论文作者:张孝伟,闫伟

论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期

论文发表时间:2019/3/27

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