电子厂房空调节能智能控制系统方案

末端系统
集成优化
系统综合节能15%~40%
冷冻水系统
冷水机组
冷却水系统
基于末端需求的 空调机组变风量控 制 节能40%~70%
基于负荷预测的 冷冻水流量动态控 制 节能40%~70%
基于部分负荷效 率特性最佳的冷水 机组群控 节能10%~25%
基于系统效率最 佳的冷却水系统优 化控制 节能40%~70%
t2
T/2
循环周期 T=10min
2m/s t1
t5
t3
t4
t6
中央空调控制难度很大
中央空调系统工作流程涉及5个流体循环，系统庞大而复杂的系统； 系统中设备多样，工作机理各不相同，运行参数多变； 具有惯性大、延时大、时变、非线性、多变量且相互耦合等特点，很难找出其精确的动态数学模型 任何简单的或局部的控制技术都是难以真正实现中央空调系统的优化运行。
中央空调集成优化节能控制系统
工业洁净室能耗现状
洁净室是能量消耗大户，这是因为要保持洁净的生产环境所必需的空气洁净度等级、 压差、温度、相对湿度要求
洁净室所需的净化空调系统的冷负荷与一般工业厂房或写字楼的一般空调系统的冷 负荷相比，前者因空气洁净度等级和洁净室内生产工艺的要求不同，是后者的5-15倍。。
现在一般采用 基于PID控制原 理的恒压差、恒 温差控制，只能 实现水泵节能 20%~40%
项目设计混乱 和施工管理的不 科学，造成项目 后期维护困难。
不了解中央空 调特别是制冷主 机特性，容易造 成系统或设备的 故障。
CAIS3000中央空调集成优化节能控制系统
高效节能
标准产品
专业设计
CAIS3000中央空调集成优化节能控制系统
系统知识库
空调负荷变化 室外气候变化
系统COPs变化
自适应模糊 优化控制
冷却水温度变化
冷却水流量变化 冷却塔风量变化
冷却水最佳温度
冷却水泵频率调节 冷却风机台数/频率调节
奥宇——关键在于‘优化’
优化
=
（系统效率最高）
整体优化 +
（全系统优化）
动态优化
（全过程优化）
模块化的控制柜，使设计更简单！
管 理 层
空调制冷系统功耗与冷却水温度的关系
奥宇—集成4大主要技术
冷却水系统——基于系统效率最佳的冷却水系统优化控制
在某一负荷率和湿球温度下，总存在一个系统总功耗最低的冷却水温度TCm点。 冷却水温度TC升高，冷凝温度Tk和冷凝压力Pk升高，压力比（Pk/Po）增大，使冷水机组效率COP下降 冷却水温度TC降低，冷凝温度Tk和冷凝压力Pk下降，压力比减小，使冷水机组的效率COP上升
高效节能
主机节能 —— 10%~25% 水泵节能 —— 40%~70% 风机节能 —— 40%~70% 综合节能 —— 15%~40%
现有技术未能完全挖掘中央空调节能潜力
恒压差控制不能真正反映空调能耗，只能实现水泵节能20%~30%
△P
现有技术未能完全挖掘中央空调节能潜力
恒温差PID控制可实现水泵节能30%~40%，但会使水系统冷量输送产生时间差与数量 差，甚至导致主机能耗上升
通过全面的系统参数检测和历史数据分析，预测“未来时刻”系统的负荷及其优化运行参数 根据系统的实时时滞时间τ，对冷冻水系统提前进行控制 消除冷量供需之间的数量差与时间差，实现能量输出与需求的匹配，并节能40%——70%
系统知识库
空调负荷变化
冷冻水流量、温度、压 差变化
模糊预测算法推理
未来时刻的冷量、流量、 温度、压差
洁净室的净化空调系统及其制冷机的耗电量比其他类型建筑物的一般空调系统及 其制冷机的耗电量大得多，约占整个工厂耗电量的40%-60%。
据有关调查分析表明，即使空气洁净度相同的洁净室，由于设计和设备配置的不同， 能源消耗量可能相差50%以上。
国内中央空调节能市场存在3大问题
技术简单
项目管理困难
专业设计能力不足
奥宇—集成4大主要技术
末端系统——基于末端需求的空调机组变风量控制
传统‘定风量，变送风温度’方式不节能，更可能造成控制区域温度的振荡 CAIS3000采用‘定送风温度，变风量’方式实现空调区域的温度稳定调节,并节能40%~70%
奥宇—集成4大主要技术
冷冻水系统——基于负荷预测的冷冻水流量动态控制
离心式冷水机组COP的负荷特性
1
#
2 #
3 #
奥宇—集成4大主要技术
冷却水系统——基于系统效率最佳的冷却水系统优化控制
在某一负荷率和湿球温度下，总存在一个系统总功耗最低的冷却水温度TCm点。 冷却水温度TC升高，冷凝温度Tk和冷凝压力Pk升高，压力比（Pk/Po）增大，使冷水机组效率COP下降 冷却水温度TC降低，冷凝温度Tk和冷凝压力Pk下降，压力比减小，使冷水机组的效率COP上升
冷冻水泵 转速变化
冷冻水泵变频器 运行频率调节
奥宇—集成4大主要技术
冷水机组——基于冷水机组部分负荷效率特性的群控技术
制冷机组的最高效率点通常位于该机组的某一部分负荷区域。 根据当前负荷情况和冷水机组部分负荷效率特性，选择最佳的机组运行台数组合，使得冷水机组都能 在高COP状态下运行，实现冷水机组节能10%——25%。
控
冷 却
制
泵 控
层
制 柜
中央控制柜
冷
冷
却
却
阀
末
泵
塔
门
端
控
控
控
控
制
制
制
制
柜
柜
箱
柜
冷却塔
源自文库
T
T
TH 分水器
Q T
冷
冷
冻
冻
泵
泵
控
控
制
制
柜
柜
末端空调机组 集水器
△P
T
冷却泵
阀门 制冷主机
冷冻泵
标准的通信网络，使系统更可靠、更开放、易扩展！
中央控制柜
Interne t
OPC
MODBU S
冷 却 泵 控 制 柜
集成综分合析分析处理
运行信息 评估系统状态 与效率 自动寻找系统 低效环节 提供系统参数 优化方向
动态构优建化动态优化
模型 自动推理选择 优化参数 保证系统平衡 、协调运行 实现运行过程 动态优化
在线调节
实时在线调节 低效环节运行 参数 实现系统任何 负荷状态下高 效运行
奥宇—集成4大主要技术
PID控制原理并不能完全满足中央空调节能控制要求
温差/压差 +
给定值
-
PID控制器
执行机构
传感器
温度/压力
PID控制系统
局部 简单 单参量 线性
中央空调系统
庞大 复杂 多参量 非线性
奥宇——集成优化控制系统
全面监测
实时采集系统 运行信息 集中存储 实现运行信息 集中、高效的处 理、使用和管理