中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的節(jié)能型設(shè)計(jì)方案
作者：$article_author$ 更新日期：2016-05-10 18:23:52 點(diǎn)擊：
隨著社會(huì)的發(fā)展，公眾對(duì)舒適生活的需求，空調(diào)系統(tǒng)在整個(gè)建筑行業(yè)中設(shè)計(jì)更加重要，系統(tǒng)的復(fù)雜化和龐大化導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)在整個(gè)建筑能耗中的比重越來(lái)越大。針對(duì)國(guó)家倡導(dǎo)的節(jié)能減排，在本方案中探討了北方地區(qū)空調(diào)系統(tǒng)采用不同的節(jié)能措施和自動(dòng)控制策略，對(duì)整個(gè)智能建筑運(yùn)行情況有很大的影響。并提出實(shí)際中建筑節(jié)能的實(shí)現(xiàn)。針對(duì)酒店的空間面積大，冷負(fù)荷的變化大，采用了“主動(dòng)節(jié)能”的控制策略。
由于建筑物中空調(diào)系統(tǒng)絕大部分不會(huì)處于滿(mǎn)負(fù)荷工作，冷水機(jī)組不用總是滿(mǎn)載運(yùn)行。末端用戶(hù)如能具有很好的冷量控制，使得冷水機(jī)組的產(chǎn)冷量與用戶(hù)的需要相匹配，就可以通過(guò)調(diào)節(jié)主機(jī)運(yùn)行，提高其制冷效率，達(dá)到冷凍水泵、冷卻水泵節(jié)能效果。如果末端用戶(hù)采用變水量時(shí)，冷凍水系統(tǒng)可以根據(jù)新的運(yùn)行工況提供新的水量，通過(guò)減少流量供應(yīng)和調(diào)節(jié)閥的節(jié)流損失，同時(shí)控制水泵在效率最高點(diǎn)運(yùn)行。在多臺(tái)并聯(lián)冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)，盡量使機(jī)組處于滿(mǎn)載狀態(tài)運(yùn)行是節(jié)能的重要措施之一�？梢酝ㄟ^(guò)臺(tái)數(shù)控制使冷水機(jī)組提供的制冷能力與用戶(hù)所需的制冷量相適應(yīng)。因此，在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)、判斷用戶(hù)制冷量需求來(lái)確定投入運(yùn)行主機(jī)臺(tái)數(shù)以實(shí)現(xiàn)臺(tái)數(shù)控制。
進(jìn)行臺(tái)數(shù)控制的優(yōu)化策略為：第一，控制系統(tǒng)冷凍水的總流量始終保持在恰好滿(mǎn)足系統(tǒng)負(fù)荷要求的水平；第二，根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)荷量和當(dāng)前冷水機(jī)組供應(yīng)能力的差值，決定下一次啟停的時(shí)間。原則上應(yīng)該選擇能夠滿(mǎn)足同時(shí)負(fù)荷需要，且最接近系統(tǒng)需求值的工作方式�？刂频年P(guān)鍵在于在調(diào)試中找出最佳的啟停切換點(diǎn)，還要在運(yùn)行臺(tái)數(shù)控制的程序中，使冷水機(jī)組處于最佳工作效率點(diǎn)周?chē)�。其�?shí)際負(fù)荷計(jì)算方法如下：
根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的需要調(diào)節(jié)機(jī)組的運(yùn)行，計(jì)算方法為：設(shè)冷凍水供水溫度(t1)，冷凍水回水溫度(t2)和流量(G)，瞬時(shí)負(fù)荷為Q，Cp為水的比熱。
負(fù)荷
優(yōu)化設(shè)備啟停時(shí)間也很重要，控制系統(tǒng)可以根據(jù)室外溫度、系統(tǒng)容量、建筑物特性來(lái)優(yōu)化啟停時(shí)間，最大限度的減少運(yùn)行時(shí)間。在首先保證機(jī)組最大效率運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)冷水機(jī)組在部分負(fù)荷條件下的最優(yōu)化時(shí)間運(yùn)行。
冷源系統(tǒng)經(jīng)常性的處于部分負(fù)荷情況下，使得變流量調(diào)節(jié)變得十分重要。水泵的能耗，可占空調(diào)系統(tǒng)總能耗的10%~20%，采用變流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，就可使水泵能耗根據(jù)流量的增減而增減，從而達(dá)到顯著的節(jié)能效益與經(jīng)濟(jì)效益。冷卻水的設(shè)定溫度如高于設(shè)定值時(shí)，控制冷卻塔閥門(mén)開(kāi)啟，關(guān)閉旁通閥，冷卻塔風(fēng)機(jī)隨即開(kāi)始運(yùn)行。如冷卻水溫度降到某一設(shè)定值，控制風(fēng)機(jī)進(jìn)入低速運(yùn)行。如果冷卻水溫度繼續(xù)下降，降到某一設(shè)定值時(shí)，就必須關(guān)閉風(fēng)機(jī)，通過(guò)旁通閥調(diào)節(jié)使水溫保持在可接收的限度。
由于空調(diào)系統(tǒng)在整個(gè)建筑中能耗巨大，所以控制設(shè)計(jì)目標(biāo)放在了節(jié)能減排上。除了避免在處理空氣過(guò)程中冷熱量抵消還應(yīng)該能提供良好的可控性。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中可通過(guò)采取工況分區(qū)、自動(dòng)轉(zhuǎn)換、燴值控制、變風(fēng)量控制、變?cè)O(shè)定值與變新回風(fēng)等多種節(jié)能控制手段來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化控制。同時(shí)滿(mǎn)足控制需求和最佳節(jié)能。這樣就要求系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)的特點(diǎn)應(yīng)通過(guò)集中監(jiān)測(cè)與科學(xué)管理來(lái)提高效益，加強(qiáng)協(xié)調(diào)控制，力爭(zhēng)全面節(jié)能。一般通過(guò)以下典型做法：
第一是通過(guò)空氣的預(yù)冷和預(yù)熱。通過(guò)樓宇自控系統(tǒng)可對(duì)空調(diào)設(shè)備設(shè)定最佳啟停時(shí)間縮短不必要的空調(diào)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間。例如多數(shù)辦公與商場(chǎng)等建筑物夜晚是不需要開(kāi)空調(diào)的，可以通過(guò)提前提前對(duì)建筑進(jìn)行預(yù)冷和預(yù)熱來(lái)保證工作開(kāi)始時(shí)室內(nèi)環(huán)境的舒適。同時(shí)因?yàn)闇囟仁菓T性很大的被控參數(shù)，在下午可以通過(guò)提前關(guān)閉空調(diào)，使室內(nèi)溫度在一段時(shí)間內(nèi)緩慢降低來(lái)達(dá)到節(jié)能減排。在預(yù)冷、預(yù)熱時(shí)，一定要關(guān)閉室外新風(fēng)風(fēng)閥可以減少獲取新風(fēng)而帶來(lái)的能量消耗。
第二可采用全熱式交換器。室內(nèi)新氣為夏季供冷、冬季供暖，而排出的空氣溫濕度與室內(nèi)空氣是相同的，可以通過(guò)全熱式交換器來(lái)進(jìn)行排出空氣與新風(fēng)的熱交換來(lái)減少新風(fēng)的熱處理量。
第三是按需供冷。在滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)冷量的需求的前提下，可對(duì)冷源系統(tǒng)實(shí)行節(jié)能控制。利用網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，對(duì)末端設(shè)備、冷水用戶(hù)和冷源進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)冷需求和用冷時(shí)間請(qǐng)求是呈鏈狀傳遞。
在空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)中，要充分考慮到建筑物的實(shí)際情況特點(diǎn)和大廈的空調(diào)方式以及負(fù)荷特點(diǎn)，來(lái)采取對(duì)應(yīng)的節(jié)能措施，以實(shí)現(xiàn)真正意義上節(jié)能減排。
本方案中的空調(diào)設(shè)計(jì)：(1)空調(diào)水系統(tǒng)：本工程為兩管制變水量系統(tǒng)。建筑主體水系統(tǒng)分為兩部分，第一部分為1~4層，第二部分為5~23層，均接自制冷機(jī)房分水缸，水系統(tǒng)定壓、補(bǔ)水由制冷機(jī)房解決。(2)空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)：新風(fēng)由各層百葉窗引入，本工程客房、辦公、包間采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)，另外大會(huì)議室、大堂采用熱回收式新風(fēng)處理機(jī)加風(fēng)機(jī)盤(pán)管加排風(fēng)，多功能廳采用吊頂式空調(diào)機(jī)組加熱回收式新風(fēng)處理機(jī)加排風(fēng)。(3)消防中心設(shè)分體式空調(diào)、電梯機(jī)房設(shè)分體式空調(diào)。
本方案中自控的實(shí)現(xiàn)：工程中采用了美國(guó)艾頓系統(tǒng)，具體控制內(nèi)容為：制冷系統(tǒng)采用一次泵變流量系統(tǒng)�？照{(diào)機(jī)組和新風(fēng)機(jī)組冷水回水管上設(shè)動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)雙通調(diào)節(jié)閥，通過(guò)調(diào)節(jié)表冷器的過(guò)水量以控制室溫或新風(fēng)機(jī)組送風(fēng)溫度。風(fēng)機(jī)盤(pán)管設(shè)三速開(kāi)關(guān)，且由室溫控制器控制回水管上的雙通閥開(kāi)度，以調(diào)節(jié)進(jìn)入風(fēng)機(jī)盤(pán)管水量�？照{(diào)機(jī)組、冷水機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤(pán)管上雙通水閥均與風(fēng)機(jī)做聯(lián)鎖控制。同時(shí)冬季空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組停機(jī)時(shí)，雙通水閥應(yīng)保留5%開(kāi)度，以防加熱器凍裂。冷熱源、空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)采用集散式直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC系統(tǒng))微機(jī)控制中心設(shè)在制冷機(jī)房控制室內(nèi)。
