空調聯網節能管理控制方案
1. 中央空調系統工作過程
大中型中央空調系統都采用間接制冷方式。間接制冷的中央空調系統的工作過程(制冷過程)是一個多環節串聯構成的復雜過程,如下圖所示:
從上圖示意可以看出,就中央空調制冷模式而言,空調負荷是基本需求,其負荷大小隨季節、氣溫、建筑圍護結構、人員、設備散熱等不同而變動,同時也直接影響中央空調系統能耗的變化。
減少和降低空調負荷是解決中央空調能耗的重要途徑。
2. 目前中央空調的主要節能措施
中央空調系統主要設備末端循環風機、冷凍水泵、制冷壓縮機、冷卻水泵和冷卻塔風機,通過這些主要設備驅動著系統中的五個流體循環,以保障空調制冷過程的持續進行,這些流體機械是中央空調系統的主要耗能設備。
在中央空調系統這些耗能設備中:
制冷機能耗約占系統總能耗的40%~45%;
循環水泵等輸送設備的能耗約占系統總能耗的20%;
末端用冷設備的能耗約占系統總能耗的35%~40%。
針對中央空調系統運行特點,主要有以下幾種節能措施:
l 選擇高效制冷劑
---節能效果尚可,但其安全性、技術風險性較高
l 選擇能效比高的制冷主機
---此項對既有建筑很難進行改動
l 循環水變流量運行
---主要有恒壓差變頻模式、恒溫差變頻模式、負荷預測型變頻模式
l 冷水機組群控
---基于機組負荷特性調節機組在高效率區運行而節能
l 蓄冷
---利用峰谷電價價差起到削峰填谷作用
l 新風熱回收
---利用排風對新風進行預熱(或預冷)
l 末端聯網管理及計量
---通過對空調末端聯網管理,具有分時、分區、無人關停、計量等多種功能,提高人員節能意識,從源頭降低空調負荷
綜述,在上述所列中央空調主要的幾種節能措施中,對既有建筑而言相對較易實施的為循環水變流量運行、冷水機組群控及末端聯網管理及計量,其他幾項均受制于場地、管線、空間結構及政策(本地雙蓄政策)。
目前,國內既有建筑中央空調系統多數已經完成循環水系統變流量運行改造,其節能效果是有的,但其只占空調總能耗的很少一部分;冷水機組群控技術受制于每臺機組實際運行負荷效率特性等諸多因素,需要做較長時間數據分析、模型建立,實施起來相對比較復雜。
總結,既有建筑中央空調節能歸結起來無非就是如何提高效率和降低人為浪費問題,可以概括集中在三個環節:制冷站系統、循環水輸送系統、末端,而末端空調負荷的變化直接影響到循環水輸送系統、制冷站系統能耗。
3. 既有建筑中央空調末端運行現狀
中央空調末端通常是采用室內溫控器和電動閥進行就地控制,目的也是為了使室內溫度恒定和節約能耗,但此種就地控制方式要求不盡合理,原因在于控制的方式往往由于每個空調區域的使用人員對空調控制原理的不了解和節能意識淡薄達不到預期的節能目的。
空調未端風機盤管能耗損失有以下幾個方面
l 風機速度設置不合理
l 溫度設定值過低或過高
l 門窗散熱
l 房間無人時溫控器沒有及時關閉
l 非工作期間長期連續運行
就地的風機盤管溫控器大部分對室內水系管路上的閥門是根據溫度的設定值進行啟閉控制,風機的高中低三檔風速是人為設定的,人們進入房間后為了快速制冷或快速制熱,總是將溫控器的調定值調得很低或很高,但當溫度達到過低或過高后又不去把調定值恢復到正常設定值,造成了大量能耗。如果人員節能意識淡薄,過冷或過熱時開窗散熱的話,能耗更會驚人。
科學計算表明,在制冷工況時,空調的設定值每增加 1℃時能耗會下降8%;在制熱工況時,空調的設定值每減少1℃時能耗會下降12%。有權威的統計顯示,改善有功能缺陷的溫控器和合理的使用,使每臺風機盤管每天節省能源費達 1~2 元人民幣,如果一幢大樓按400臺風機盤管計算每天節省 400~800 元人民幣,按年運行6個月計算,節省能源費72000 元~144000 元。
4. 既有建筑中央空調風機盤管聯網及紅外控制系統
本控制系統主要針對目前既有建筑中央空調系統末端溫控器(五線制、六線制)不易更換為聯網型及無法解決室內無人狀態下溫控器管理失控現狀,具備以下特點:
a) 不更換現有溫控器、現有溫控器功能不受影響
b) 室內溫度遠程監測
c) 可遠程集中群控、分區控制、單點控制、定時定溫控制
d) 可完成空調計量
e) 室內無人時自動檢測并延時關閉風機盤管
f) 可擴展控制室內燈光無人時自動延時關閉
g) 可擴展室內其他大功率電器無人時自動延時關閉
注:a-e為基本功能,擴展功能訂貨時提出需求,針對現場具體情況提出解決方案。