中央空调智能控制系统解决方案

机电流、主机负荷率等主要参数的监控。

大多数的空调主机均具有开放的网络通信接口，可通过其数据通讯协议直接 获取机组运行各种参数，并实现远程控制（如开利19XR型空调主机就可以用 PICⅡICVC控制系统与空调网络CCN接口进行集中群控） ；

没有PC接口或未知设备数据通讯协议，则通过温度传感器、压力传感器、电 量传感器等变送元件实现各监测参数的模拟量化，并由数据采集卡或数据采 集模块将其转换为数字信号，通过数据网络与工作站计算机实现数据通讯。
系统根据指令来增加水泵的运行频率及增加水泵的运行数量。
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4）
数据采集和控制
•
控制系统的所有监控参数，都是由数据采集模块或数据采集卡来完成的， 通过RS-485通信网络实现计算机工作站向空调系统各个部分进行同步控 制；
•
数据计算及控制功能由HY-AIM计算机中央控制站完成。
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(2）下位机（现场智控子站）管理及控制方案 主要接受来自上位机（工控PC）的各种启停控制命令、工艺参 数设定值、运行方式选择命令等，同时向上位机PC传送执行元 件的工作状态、现场实际温湿度、压力、流量、电流、电压、 频率、功率测量值等，通过准确高速、稳定可靠的数据传输， 实现对控制系统各个部分的实时监督与控制功能。在下位机 （现场智控子站）软件中分别对各个部分做了详尽的控制编程 设计(PLC)。其他功能，诸如：手动/自动方式选择、变频故障 自动更换备用泵或工频自动投运、计划任务方式选择识别、故 障与报警处理、负荷均衡轮值运行等功能都做细致的设计。
1891585度，节电率25%以上； b.年节约电费合计:1891585度 ×25% × 0.8元/度＝37.83万元 c.设备投资费用:30.2万元； d.投资回收期:30.2万元/37.83万元＝9.5个月 ；
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（五）中央空调智控节能系统简介
中央空调智控节能系统是集工业计算机控制技术、模糊控制技术、系 统集成技术、现场总线控制技术和智能驱动技术为一体的闭环自动控 制系统，实现了对中央空调冷冻水系统、冷却水系统及冷却塔风机系 统的变流量智能控制。科学地实现了中央空调的供冷量随末端负荷需 求量变化而变化。在保障末端舒适度的前提下，最大限度地减少了空 调系统的能源浪费，达到最佳节能的目的。 中央空调智控节能系统运用全新的方案解决思路，不仅对中央空调各 系统进行全面控制，而且采用了软件与硬件给合及系统集成技术，将 各个控制系统在物理、逻辑和功能上互联一体，实现了他们之间的数 据共享、运行监控、故障报警及各种节能仿真计算等功能。

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3）
水系统管理与控制
能量=比热容r×流量Q×温差ΔT
转速n% 100 90 80 70 60 50 流量Q% 100 90 80 70 60 50 温差T% 100 111 125 143 167 200 扬程H% 频率f(Hz) 轴功率P% 节电率% 100 50 100 0 81 45 72.9 27.1 64 40 51.2 48.8 49 35 34.3 65.7 36 30 21.6 78.4 25 25 12.5 87.5

见下页控制方框图
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工控机
上位机
通信卡 DI 电能表 AI 智控子站 位机 下 AO DO
冷水主机
冷冻泵系统 冷却中央控制设备组成方框图
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(2)冷冻水系统控制方案
控制原理：制冷时，冷冻水供水温度7℃、回水温度12℃设定后，由 空调主机提供7℃的冷冻水，当检测出冷冻水回水温度高于12℃时，表示终 端负荷加重，这时应提高冷冻水泵的转速或开启第二台冷冻水泵，直到冷 冻水回水温度到达设定值12℃为止；反之，当检测冷冻水回水温度低于 12℃时，意味着终端负荷减轻，此时应降低冷冻水泵的转速或关闭其中一 台水泵，直到冷冻水回水温度到达12℃为止。考虑能够保证冷冻循环水在 管网中的顺畅流动，因此，设定了一个对应的泵的转速低限（变频器输出 频率低限，如可设定在30Hz），在此速度下变频器的输出频率将不再降低； 控制策略：在中央空调系统设定空调主机的冷冻水总管的供水温度、 回水温度和回水总管的压差后，由现场安装的传感器检测这些测量值；上 位机在设臵的采样频率下读取温度传感器的参数，并与设定值比较；经模 糊运算后，输出准确的控制信号，调节冷冻水变频器的输出频率或工作台 数，改变冷冻水供水流量。
5）
中央控制站
中央控制站（上位机）是整个节能管理系统的核心部分。控制及管理软件采用本 公司自主研发的节能及控制管理软件平台。该软件主要考虑空调主机最佳能效来 调控中央空调系统主机及辅机设备，在保障系统安全和满足制冷需求的前提下力 求节能降耗。监控画面主要完成：冷冻循环水泵进出口压力值和温度值、冷却循 环水进出口压力和温度设定值、冷却塔进出水温度值，设备运行状态监视、工艺 过程参数（温度、压力的测量值）的实时记录与显示、报警记录与历史数据记录、 计划任务的制订、报表生成管理与数据日志打印、数据及能耗分析等功能。
度，回水温度高，机组负荷大。
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2.循环水系统能耗分析
冷冻水循环泵（简称：冷冻泵）主要提供冷冻水循环的动力，其输入功 率一般从7.5kw到220kw，传统的设计冷冻泵为定流量泵，输出功率随输 出冷冻水流量的多少有少量变化,但变化不太大。

冷却水循环泵（简称：冷却泵）主要提供冷却水循环的动力，其输入输 入功率一般从7.5kw到220kw，传统的设计冷却泵为定流量泵，输出功率 恒定不变。
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2）

冷水机组节能控制
中央空调主机是整个空调系统中的用电大户，其耗电比例占整个系统中的 60~70%甚至更多，对空调主机的控制和管理成为本节能管理系统的首要任 务。 具体控制策略是：上位机根据下位机（现场智控子站）送来的相关工况参 量，分析计算出系统实时的需冷量，从而决定主机的开机台数并指令下位 机执行。假设，当一台主机的制冷量不够时，自动增加投入第二台；相反， 当一台主机制冷量已能满足要求时，则自动停止一台主机；当一台主机不 够而二台又有多，或是一台主机都有多时，则一台主机以变频运行调节制 冷量。这样便能有效解决主机系统因大马拉小车情况而造成的具大能源浪 费。

新风机、回风机、排风机提供了新风供应、回风和排风的动力，额定功率一 般从2kw到55kw 。
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4.其他能耗分析
中央空调的设计往往是按照当地的气象资料（最高/低气温）和建筑物的特 点而设计的，并考虑到最大能量（冷/热量）需求，还要预留10%至20%的设
计余量，所以主机、水泵、风机都有很大的余量。
冷冻/冷却循环水系统的运行主要依据上位机计算结果决定流量的增减。水泵运行的频率及
数量均由上位机计算妥当，并以通信方式指令下位机执行。当上位机指令需要减少流量时，系
统会按其指令减小变频器的输出频率或减少水泵运行数量，但泵的速度减少时，考虑能够保证 冷冻循环水在管网中的顺畅流动，因此，设定了一个对应的泵的转速低限（变频器输出频率低 限），在此速度下变频器的输出频率将不再降低；相反，当上位机批令需要增加相关流量时，
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（3）冷却水泵控制方案
控制策略：冷却循环水系统的运行控制方式与冷冻循环水系统运行 控制方式基本一致，均按上位机通信指令执行，以基准压力、流量 需求为下限。 控制原理：当检测出冷却水进/回水温差高于3℃时，表示主机负荷 加重，这时应提高冷却水泵的转速或开启第二台冷却水泵，直到冷 却水温差在3℃之内；反之，当检测冷却水温差在3℃之内时，意味 着主机负荷减轻，此时应降低冷却水泵的转速或关闭其中一台水泵， 直到冷却水温差在3℃之内。考虑能够保证冷却循环水在管网中的顺 畅流动，因此，设定了一个对应的泵的转速低限（变频器输出频率 低限，如可设定在30Hz），在此速度下变频器的输出频率将不再降 低；
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5.1
系统组成结构
冷水机组 运行监控
冷水机组 节能控制
水系统管 理与控制 送风与阀 门系统的 管理和控 制 工程师工 作站
数据采集 和控制
中央控制 站
操作员工 作站
通信网络 系统
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1）

冷水机组数据控制
主要包括冷冻水进出水温度、冷却水进出水温度、蒸发压力、冷凝压力、主
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6）
送风与阀门系统的管理和控制

风系统主要是有风柜、空气处理机组、风机盘管等设备构成，依据空 调区域负荷变化时间序列，远程控制风柜各个风机的启停实现有级调 节送风量，也可变频调节空气处理机组实现送风量的无级调节，根据 室内CO2浓度控制系统新风量。

比例调节阀及电动阀接受智控子站输出的DC4～20mA标准模拟量信

冷却塔风机主要为冷却水降温提供风力，其输入输入功率一般从1.5kw 到37kw，传统的设计冷却塔风机为恒速风机，输出功率恒定不变。
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3.末端能耗分析
空气处理机（风机盘管、水冷风柜）是进行室内空气温度调节的末端设备， 其中风机提供了室内空气循环所需要的动力，通常采用恒速定风量风机，额 定功率从0.5kw到45kw ，但数量较多。

（1）远程管理控制方案（可选） 可在工程部办公室建立远程管理控制中心，对中央空调进行随时智 能化的监控管理，将大大提高对中央空调设备及使用系统的管理效 率，降低相关工作人员的工作负荷。 上位机（人机界面）管理及控制方案 上位机控制及管理软件采用珠海微能节能科技有限公司自主研发的 节能及控制管理软件平台。该软件主要考虑空调主机最佳能效来调 控中央空调系统辅机设备，在保障系统安全和满足制冷需求的前提 下力求节能降耗。监控画面主要完成：冷冻循环水泵进出口压力值 和温度值、冷却循环水进出口压力和温度设定值、冷却塔进出水温 度值，设备运行状态监视、工艺过程参数（温度、压力的测量值） 的实时记录与显示、报警记录与历史数据记录、计划任务的制订、 报表生成管理与数据日志打印等功能。