控制系统优化带来的空调节能效益-最新年文档
控制系统优化带来的空调节能效益
1.原始空调控制方案及要求
洁净室温湿度要求：
温度：25± 3C/湿度：30?70%
）直接数字控原设计采用DDC( Direct Digital Control
制，调用DDC内置专用恒温恒湿控制模块，采用温湿度定点控制，控制点设定在（25C, 50%，控制器采用PID控制算法进行控
制，运行模式如下：
其空气处理过程i-d 图：
控制器根据PID 控制算法得出的控制量通过最大值选择即湿度优先把控制量转换为冷冻水电动二通阀、加热蒸汽电动二通阀、加湿蒸汽电动二通阀工程量进行控制，控制方式是按照固定设置的温度及湿度目标进行控制，所以在四季的运行中控制器为保证无限接近目标值而产生过度除湿（伴随再加热抵消）和过度加湿，引起运行费用增加。
夏季运行情况分析：
按照标准恒温恒湿控制模式，夏季运行过程如图：
（1）新风（W和回风（N混合，混合点（M；（2）混合点（M经过表
冷段制冷（除湿）到（1）点;
3 点通过加热段再加热至送风点（S 。
空调能耗组成：
2.优化的空调控制方案
根据电子行业生产实践，电子产品的加工主要受温湿度单位时间变化率影响较大，绝对的温湿度差异小于变化率影响，本工程对温度和湿度绝
对偏差的实际要求范围较宽：温度：22C 28C ；湿度：30%- 70%房间的温湿度只要符合图示区域即可满
足要求。
如为达到最佳节能效果并同时保证产品质量和人体舒适度，最佳选择是应按照控制温湿度单位时间变化率，室内温湿度目标值逐时改变的控制思路进行以达到控制产品质量的同时使节能最大化。
最终控制方案采用浮动温湿度控制策略，温度和湿度控制目标根据室外空气焓值进行相应调整，并且为消除夏季由于除湿产生再热能耗，系统增加了二次回风的自动控制方案，系统简易流程如图：
由于净化厂房围护结构保温良好，并且房间对外维持正压的空调系统，室内通常处于四季发热状态，新风和人流以及物流在冬季所产生的制热负荷极其微小，不足以抵消室内设备发热和送风机作工，基本处于四季制冷模式；表冷器调节温差可达12C，
配合二次回风量控制可以完全消除夏季的除湿再热能量消耗，以节省大量运行费用；
系统湿度设置方案（参考室外空气含湿量）：
由于优化后的控制系统只以室内显热量作为表冷器制冷量
调节的控制依据，不存在深度除湿和再加热升温过程，系统夏季节能效果是明显的。
两种模式下能耗比较如下图：
3.控制算法的选择
PID (比例-积分-微分控制器)控制算法是经过工程验证的有效温湿度控制方法。
PID有位置式和增量式。
位置式：u (t)=kp[e(t)+1/TI /e (t) dt+TD*de (t ) /dt]
增量式：△ u ( k) =Kp[e (k) -e (k-1 ) ]+Kie (k ) +Kd[e
k -2e ( k-1 +e( k-2 ]
由于产品质量和人体舒适度受温湿度单位时间变化率影响较大，过快的温湿度变化容易导致次品产生，为抑制变化率最好采用增量式PID。
位置式PID控制算法的缺点：当前采样时刻的输出与过去的
各个状态有关，计算时要对e( k 进行累加，运算量大；而且
控制器的输出u( k 对应的是执行机构的实际位置，如果计算机出现故障，u(k 的大幅度变化会引起执行机构位置的大幅度变化。
增量式PID控制算法的特点：增量式PID是指数字控制器的
输出只是控制量的增量△ u (k)。采用增量式算法时，计算机输出的控制量△u (k)对应的是本次执行机构位置的增量，而不是对应执行机构的实际位置，要求执行机构必须具有对控制量
增量的累积功能，才能完成对被控对象的控制操作。执行机构的累积功能可以采用硬件的方法实现；也可以采用软件来实现，如利用算式u (k) =u (k-1 ) +△ u (k)程序化来完成。采用增量式PID 很容易实现PID 的无扰切换，只要温湿度进入预设偏差范围就可退出累积，完全符合本方案节能控制的预想。
4.控制系统的选择
控制系统并非简单的品牌堆砌，而必须根据控制的工艺过程和控制功能进行选择，品牌并不代表控制效果。
暖通空调控制系统通常可以采用DDC(Direct Digital
Control )或PLC (Programmable Logic Controller )。DDC是由PLC发展而来的，DDC的优势在于具备固化专业软件，有标准应用程序和经过严格实验的PID 算法及能源管理程序等特殊的
功能，使用者可以不懂空调而直接调用其固化程序模块即可完成灵活性较差(功能块调用式编程)、控制模式，难以完成复杂的控制逻辑，并且其内置PID 基本采用位置式算法，难以满足本项目要求。PLC是一种通用控制器，编程灵活，兼容性好，具备强大的浮点运算能力，但对使用者专业知识要求较高，使用者必须充分了解项目工艺过程才可以编写出符合要求的控制程序。针对
基本的空调控制，是非专业人员的专业工具，但DDC也存在编程
本项目的特殊要求并需系统纳入厂务系统，设计中采用了PLC控
制系统。
5.项目效果
项目已投产三年，经过或之前用户类似系统比较，经过自控优化的系统其生产能耗明显降低，达到了设计要求。
智能电网节能优化调度系统
智能电网节能优化调度系统 王朝明[1][2]，马春生[2] （东南大学江苏南京 210096）[1] （南京软核科技江苏南京 210019）[2] 摘 要：本文基于智能电网和节能发电调度背景下，针对现代地区电网调度的特点，提出了智能电网节能优化调度系统，本系统由电网经济运行控制系统、分布式无功电压优化控制系统、能耗在线监测及综合降损分析系统、分布式电源优化调度和大用户优化调度等多个模块构成。通过该系统，地区电网能够实现有功无功的联合优化控制，在智能电网调度的正常模式下，实现电网在安全约束条件下的经济运行。 关键词：节能优化调度，节能发电调度，智能电网，经济运行，无功电压优化，在线线损 0 引言 经济调度的目标是在保证电网安全运行的前提下，尽可能提高电网运行的经济性。传统的经济调度一般只考虑当前运行方式的安全性约束，而不考虑预想故障条件下的安全性约束，从而使问题大大简化，数值计算简单迅速，其结果则可能导致调度后电网因不满足预想故障条件下的安全性约束而进入预警状态，下一断面又需进行预防控制以消除预警状态，从而出现控制振荡现象。为避免出现上述情况，在经济调度问题中应加入预想故障条件下的安全性约束。其求解可在传统经济调度结果的基础上，借鉴预防控制问题的求解方法加以实现。 在智能电网环境下，要求各级调度在安全可靠、经济环保、运行效率等多个目标下进行优化调度，要求传统的调度转为以节能、环保、经济为目标，以公正友好的方式接纳各种电源，能够兼顾多目标优化、灵活协调、安全可靠。在智能电网环境下，传统的经济调度要转变为节能优化调度，调度员也只有在节能优化调度帮助下才能达到智能电网的要求。 在节能发电调度和智能电网的背景下，智能电网节能优化调度是地区电网经济运行的综合决策平台，为地调提供了智能电网下、节能环境下地区电网经济运行整体解决方案。它以系统安全运行为约束条件，以降损节能为目标进行经济调度。1地区电网节能优化调度系统的定位 1.1与省网节能发电调度的关系 为实现节能减排目标，引导电源结构向高效率、低污染方向发展，2007年8月，国家发展和改革委员会等部门提出了《节能发电调度办法（试行）》（以下简称《办法》），要求改革现行发电调度方式，开展节能发电调度[1]。 节能发电调度是指在保障电力可靠供应的前提下，按照节能、经济的原则，优先调度可再生发电资源，按机组能耗和污染物排放水平由低到高排序，依次调用化石类发电资源，最大限度地减少能源、资源消耗和污染物排放。节能调度的基本原则是：以确保电力系统安全稳定运行和连续供电为前提，以节能、环保为目标，通过对各类发电机组按能耗和污染物排放水平排序，以分省排序、区域内优化、区域间协调的方式，实施优化调度，并与电力市场建设工作相结合，充分发挥电力市场的作用，努力做到单位电能生产中能耗和污染物排放最少。 目前节能发电调度主要在广东、贵州、四川、江苏和河南五个省份进行试点。由于受到金融危机的影响，节能发电调度的试点遇到不少阻力。但是，节能降耗和污染减排是“十一五”期间一项全社会任务，是构建和谐社会的重要因素。国家在“十一五”规划中提出2010年单位GDP能耗下降20％，这个任务非常艰巨。因此随着经济复苏，节能发电调度的试点会不断推进。 节能发电调度是从省调层面，以降损节能为目标，对大型发电机、高耗能机组、新能源进行优化调度。地区电网作为省级电网的子网，同样需要降损节能。两者有机配合才能真正实现降损节能的目标。 1.2与智能调度的关系 近年来，智能电网是国际电力业界的热门话题，被认为是改变未来电力系统面貌的电网发展模式。我国国家电网公司已明确提出要“建设坚强的智能电网”的规划。 目前，在扩大内需的大背景下，智能电网的
暖通空调优化控制技术的分析
暖通空调优化控制技术的分析 发表时间：2019-07-03T11:39:59.020Z 来源：《防护工程》2019年第2期作者：李真禛 [导读] 本研究通过对暖通空调优化控制技术的深入研究，以期使建筑物的中央空调系统能够适应不同条件的负荷，提升暖通空调优化系统控制技术的最佳效率，因而研究暖通空调系统控制技术具有非常广阔的应用前景和重大的现实指导意义。 辽宁天泓工程项目管理有限公司辽宁沈阳 110000 摘要：暖通空调优化控制技术是在建筑项目施工中，提高采暖通风施工质量的一个主要技术，选择科学合理的技术，推动其可持续发展是至关重要的。技术人员和设计人员必须要合理使用太阳能技术和地源热泵技术，选择与设备运行相适应的设定值，提高控制技术的自动化水平，增强能量管理水平，以达到节能降耗的目的，真正优化暖通空调的控制。 关键词：暖通空调；优化控制技术；分析 随着社会经济的飞速发展和人们生活水平的日益提高，暖通空调优化控制系统的应用范围也在不断扩大，根据相关数据表明，建筑物空调系统的能量消耗占到建筑物整体耗能一半以上。由于现阶段能源紧张问题和环境问题成为了国家发展经济共同关注的问题，因而为了使空调系统的优化设计能够满足建筑物居民的生活需求，本研究通过对暖通空调优化控制技术的深入研究，以期使建筑物的中央空调系统能够适应不同条件的负荷，提升暖通空调优化系统控制技术的最佳效率，因而研究暖通空调系统控制技术具有非常广阔的应用前景和重大的现实指导意义。 1.暖通空调的控制技术概念阐述 暖通空调的基本控制结构是由建筑物内的通风系统、建筑物内的采暖系统以及建筑物内的空气调节系统组成，暖通空调的控制系统也可以简称为暖通。从另一个角度看，暖通空调的基本控制系统也可以分为供水控制系统以及空气控制系统这两个方面。通过暖通设备可以将调节空气的空调系统分为三个方面，分别为集中处理系统和局部处理系统以及半集中处理系统。而从集中处理系统的角度上来看，也可以根据空气的来源不同将控制设备分成直流式设备、冷源设备以及封闭式设备。在暖通空调系统进行控制的过程中，要保证建筑物室内的温度达到合理的范围，从而使得暖通空调系统能有效的对建筑物室内温度进行调节。如果暖通空调对建筑物室内温度的调节能力越强，那么暖通空调控制系统的节能效果就越好。另外，对暖通空调系统进行控制需要考虑到信号传输时间的问题，一般来说，暖通空调系统的信号传输都具有一定的延迟问题，所以需要进行预测控制，从而提升暖通空调的运行效率。随着互联网技术的发展，暖通空调控制技术在逐渐的与互联网技术相融合，这也是暖通技术未来的发展趋势。 2.暖通空调优化控制技术存在的问题 在实际将暖通空调优化控制技术投入使用的过程中，环境质量难以得到保障，且能耗较大成为了制约暖通空调优化控制技术发展的瓶颈。随着我国社会经济的迅猛发展，人们的生活质量在进一步提升的同时，也使暖通空调的使用越来越频繁，使用范围也越来越广泛。其中，能耗大很大部分是由暖通空调系统技术方案的设计所决定的。一般情况下，空调系统技术设计方案致使空调系统长时间在低负荷状态下运行，难以真正适应使用者对建筑物采暖通风技术的设计需求，难以满足人们的日常生活要求。在一定程度上，由于空调系统运行质量较低，造成居民对空调环境的满意率也在下滑，特别室内湿度的加大、装修屋内甲醛的超标等问题的出现，严重影响着建筑物的舒适度，在制约人们工作效率的同时，也影响着人体的健康。 3.暖通空调控制技术优化 3.1暖通空调降噪技术 暖通空调的主要组成部分有空调箱、电动机、风机和空气压缩机，每一个部件在运行时都会产生噪声，因此，要想优化设计，降低空调运行的噪声，就要从源头上对这些设备进行合理的设计升级和精确的安装。 3.1.1积极维护消声设备。几乎所有的设备运行时均会产生噪声。当只有一个设备运行时，发出的声音比较小，但是几个设备一起运行时，振动互相影响，就会发出噪声。因此，要经常维护暖通空调的消声设备，保证其工作效率。 3.1.2及时更新风机设备，采用先进技术。实验证明，采用联轴器转动方式可以有效降低风机转动时产生的噪声。同时，合理控制传动带的松紧程度也是一种有效的方法。 3.1.3减少送风量。要减少送风量，就要加大送风温差，让风机的转速降低，从而实现噪声的降低。同时，还要对送风管进行定期检查，避免因杂物的存在而引起不必要的噪声，甚至直接影响暖通空调的送风工作。 3.2暖通空调节能技术 3.2.1暖通空调的热源问题优化。暖通空调最主要的功能之一就是供热。空调热力的来源有很多种，主要有锅炉房、热泵、热电站和直燃型溴化锂热水机组这些。其中，热电站的效率最高，能耗也很高。所以在暖通空调的建设中，可以使用热泵替代。热泵能广泛的利用各种天然能源，在节能环保方面有重要作用。或者也可以考虑使用锅炉集中供热，这样的集群效应也比单独的供热效率更高。 3.2.2推广变频技术有利于暖通空调的节能环保。变频技术是通过控制电压的频率来改善电机的能耗。通常情况下，电压的频率降低时会促使电动机的转速降低，这时，相关的能耗就会降低。变频空调对电压的频率控制主要体现在，当需要进行制冷工作时，变频空调就会促使升高电压，电动机就会迅速工作进行制冷。而一旦制冷完成，温度稳定时，变频空调就会调低电压，节约能源。 3.2.3降低空调的热损耗分析。暖通空调在工作的时候，需要各种媒介配合进行冷暖空气的运输输送，以达到调节室内温度的目的。因此，在管道的设计施工时就要做好合理的布局，缩短管道长度对节约能源有十分重要的作用。另外，还可以在管道外部加装保温材料，这样也能避免热损耗，提高能源利用率。 3.3温度湿度控制技术 3.3.1温湿度变化会对热舒适产生影响。有报道指出，如若室内空气的温度出现变化，则会较大程度对室内的热舒适度造成影响。而对热舒适度而言，基于某种特定范围或区域内，相对湿度所存在的改变，往往不会对人的热舒适感产生影响。 3.3.2室内设计温度变化，会对空调能耗产生影响，比如四层高的住宅楼，计算其节能率变化情况，另对其夏季冷负荷进行计算。以25℃为室内设计温度取值，其基准的节能率则会伴随室内温度的不断升高，而出现随之升高状况，当室内的设计温度以1℃节点不断递增，
空调系统节能优化研究
空调系统节能优化研究 发表时间：2019-07-05T10:15:01.760Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：康文平 [导读] 摘要：近年来由于生活水平的提高，空调成为大部分家庭都使用的电器之一。 广州华凌制冷设备有限公司广东广州 511462 摘要：近年来由于生活水平的提高，空调成为大部分家庭都使用的电器之一。但是空调的使用也存在着许多问题，空调的消耗过大成为人们关注的重要问题。而随着我国能源消耗和用电量过大问题的产生，我国开始倡导节能减排，创建绿色家园，共同减少能源的损耗和使用，并且要求每个人都具有环保意识。本文通过对空调的节能优化问题的分析，提出比较科学的优化措施，对于空调系统的优化节能具有很好的研究价值。 关键词：空调系统；节能优化；研究 空调是我国大部分家庭用户都使用的电器之一，众所周知，空调的耗电量很大，并且非常的消耗能源，为了减少空调的能耗量，增加利用率，需要对空调内部系统设计进行重点优化。空调系统内部优化是一个浩大的工程，如果节能优化成功，将会更好的满足空调用户的需求，提高用户使用满意度。 1.空调系统以及其节能优化的相关内容 1.1空调系统的特点 全空气系统，这类空调系统的特点是全部由处理过的空气负担室内空调负荷。需要很大的空气量，并且风道截面大，输送的耗能大。适用于商场、候车厅、影剧院等。空气-水空调的系统由处理过的空气和水共同负担室内空调负荷。适用于宾馆、办公楼、医院、商业建筑等。全水系统的空调全部由水负担室内空调负荷，输送管路断面小，但不能通风换气，一般不单独使用。制冷剂系统制冷系统蒸发器或冷凝器直接放室内吸收（或放出）余热余湿，冷、热量输送损失少。适用于公寓、办公、住宅等各类中、高档建筑。由于空调的测温点比较高，在开机时间长了之后还会有少量发热，无法准确判断房间温度，需制冷量达到一定程度、你已经感觉很冷了，空调测温点达到所设置的温度，才会停止压缩机运转。 1.2空调系统节能优化的原则 空调系统的节能优化原则应该为节能、环保，在一定基础上实现空调的减排和提高空调的使用效率。在不改变空调使用方法和功能的原则下，进行优化。用户对于空调改造的要求主要在于电量的节省，利用能耗模拟软件，首先对抽象出的建筑模型进行空调系统设计冷、热负荷的模拟研究，并对其组成进行了分析，研究建筑工作周期、围护结构、室内环境干扰等对设计负荷的影响等等。通过一系列的设计前期的工作，在这些工作都做完之后，设计出空调最终的设计图纸，把前期发现的问题都很好解决后，最终确定使用环保的组件进行空调的加工，使生产出来的空调具有环保、低能耗、利用率高的特点。 1.3空调系统节能优化的重点 由于每个月电费无法具体细化到具体电器的能耗，不知道空调具体耗电，一开空调电费就暴涨，知道空调目前和历史用电量，并计算出不同天气状况下的平均每小时耗电就极为重要。在积极响应社会“节能减排”号召的前提下，安装一套“空调管家”智能设备，通过大数据分析，将空调接入物联网平台，优化空调运行、节约空调能耗尤为重要。营造健康绿色空间，通过智能化设备进行调节，计算耗电量，充分利用空调的制冷制热功能，使消耗量降低到最小。 2.空调系统节能优化中存在的问题 2.1空调系统设计缺乏节能环保意识 原有的空调设计系统并未全部达到环保要求，空调的部件没有运用先进的环保原料，只是使用了简单易损坏的塑料加工部件，这样生产出来的空调并不环保，甚至存在着许多隐藏的环境危害。过载保护器的外壳与压缩机壳体表面紧贴，缺乏相应保护机制，存在安全隐患。 2.2空调系统自动化控制存在问题 原有的空调控制方法是采用传统群控为主的控制策略，但受当时技术的限制，在运行与能源消耗方面还有很多优化改造的空间。空调的系统受外界温度和湿度的影响较大，空调的能源消耗随温度的高低而改变，继而会产生多余能耗。 空调调节系统方法虽然很多，通常可以分为两大类，即变量调节和变质调节。变量调节是改变介质的流量，如改变冷、热水流量、蒸汽流量、冷剂流量、风量和电流等。变质调节是改变介质的“质”，如改变水的温度、风的温度、气体的浓度等。 自动调节系统发挥功能性的同时兼具美观，将空调的风口与优雅格调整体设计融为一体，带来隐形的空气气流舒适体验。随着计算机技术的应用和提高，空调在一定程度上可以实现部分的自动化调节和控制，但这远远是不够的，就整个空调系统的整体来说，还只是止于初级阶段，没有实现整体的控制，这样对于空调的其他的功能来说，很大程度上影响了其他功能的使用。所以要就这个问题，对空调系统进行逐步的优化，最终达到集中控制的目标。 2.3空调系统节能优化手段落后 为了减少空调响声，在设置温度相对合理且室温到达人体舒适区内，便不会对空调进行控制。压缩机是空调固件里最耗电的部位，此外空调顶部还有一个测温点，只有测温点达到设定的温度，空调才会让压缩机休息一会儿，由于测温点在空调上方，冷空气下沉，测温点很难达到设定的温度，压缩机就会一直搬运冷空气到室内。压缩机长时间不间断运行的话，一方面室内温度过低容易导致空调病，另一方面影响空调寿命、造成能耗的浪费，温度传感器是赋予空调的另一个测温点，通过对人体活动区温度的准确把握，使空调温控更“聪明”，把室内温度控制在人体舒适度范围内，也让压缩机不那么辛苦，达到省电的效果。 3.空调系统节能优化的有效策略 3.1优化空调系统设计环节，强化节能概念 空调设备的容量减小，既可节省设备费的投资，也进一步降低了系统的运行能耗。空调的系统设计环节，缺少节能概念。设备原理可以采用国际上先进的变频技术和计算机模糊控制理论。其基本原理是依据电机配套系统的运行状况和系统设定的情况，自动检测变频器、电机、负载的运行曲线，随时进行优化控制，使三者运行曲线始终处于最佳状态，并确保在满足系统需求的前提下，最大限度地减少消耗，提高系统效率，达到最大节电效果。空调在进行系统内部的优化调节后，可以得到很大的改变。因此，在空调系统设计环节中强化节
中央空调节能自控系统改造方案设计
1.1空调自控系统改造方案 1.1.1控制设备范围 一套制冷系统中的制冷机组、冷冻水循环泵、冷却水循环泵、冷却塔、相关 阀门、膨胀水箱、软化水箱等。 1.1.2空调自控系统 1.1. 2.1.监测功能信息采集优化 A通过冷机通讯接口读取（包括但不限于）以下参数： 冷水机组运行状态、故障报警状态 冷冻水供/回水温度、冷却水供/回水温度 冷冻水温度设定值 运行时间、压缩机运行电流百分比、压缩机运行小时数、压缩机启动次数、蒸发温度、冷凝温度、蒸发压力、冷凝压力。 B冷冻水系统 冷冻水泵运行状态、故障报警、手/自动模式反馈(DI) 冷冻水补水泵运行状态、故障报警、手/自动模式反馈(DI) 冷冻水供回水管温度、水流量反馈(AI) 冷冻水泵进口、出口分支管压力(AI) 冷冻水供回水环网压力、冷冻水供回水环网间压差反馈(AI) 冷冻水泵变频器频率反馈(AI) 最不利末端供回水压差
C冷却水系统 冷却水泵、冷却塔风机运行状态、故障报警、手/自动模式反馈(DI) 冷却水供回水管温度、环网水流量反馈(AI) 冷却水泵进口、出口分支管压力反馈(AI) 冷却水泵、冷却塔风机变频器频率反馈(AI) 冷却水补水泵运行状态、故障报警、手/自动模式反馈(DI) D电动蝶阀 压差旁通阀开度反馈（AI） 免费供冷管路上切换电动蝶阀开关状态反馈（DI）E液位监控 膨胀水箱超高、超低水位监测(DI) 软化水补水箱高、低水位监测（DI） F其他参数 室外干球温度、相对湿度（AI） 计算室外湿球温度、焓值 免费供冷系统水泵运行、故障、手/自动状态（DI） 免费供冷板换进出口压力监测（AI） 1.1. 2.2.控制功能 1、冷水机组启/停控制、出水温度设定（通过冷机通讯接口控制） 2、冷冻水系统： 冷冻水泵启/停控制(DO)及反馈
控制系统节能优化技术研究与应用探讨
控制系统节能优化技术研究与应用探讨 发表时间：2019-09-18T08:58:11.450Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：许明阳朱秀春 [导读] 摘要：燃煤电厂在生产过程中一般通过运行操作优化（运行调度）、主辅机设备节能改造来提高机组经济性，本文通过分析火电厂节能降耗管理措施现状及发展趋势，提出了通过控制系统节能优化技术降低机组能耗的思路，为热控技术管理提供新的理念和方向。 (华润电力（贺州）有限公司广西贺州 542709) 摘要：燃煤电厂在生产过程中一般通过运行操作优化（运行调度）、主辅机设备节能改造来提高机组经济性，本文通过分析火电厂节能降耗管理措施现状及发展趋势，提出了通过控制系统节能优化技术降低机组能耗的思路，为热控技术管理提供新的理念和方向。 关键词：控制系统节能优化、自动寻优控制、机组协调控制、自动控制节能化 1.概述 在传统燃煤电厂的生产运营管理中，降低机组能耗的措施主要通过运行操作调整、主辅机设备节能改造来实现，然而工艺设备节能改造需要投入大量的改造费用，且经过多年设备优化、调整优化，机务设备、运行调整在节能方面各种方式似乎已用尽，电厂生产运营节能管理该朝哪个方向发展成为了电厂经营管理日夜思索的问题。 2.控制系统节能技术研究探讨 对于火力发电厂来说，考核机组节能降耗关键指标为发电煤耗、厂用电率，要确保上述2个指标处于最低值，机组必须稳定在最佳经济工况运行。 2.2火电厂关键控制系统节能技术概述 2.2.1协调控制系统节能优化 2.2.1.1协调控制系统优化节能优化之“稳”、“准”原则 只要确保控制系统“稳”、“准”即可达到机组节能效果，因此机组协调控制系统需要不断持续改进，提高控制系统稳定性、准确性，将相关控制对象参数控制在机组最佳经济运行工况即可获得巨大的节能效果。 2.2.1.2协调控制系统优化节能优化之“细”原则 2.2.2送风控制系统 笔者所在电厂机组配置双进双出磨煤机制粉系统，根据其制粉系统特点，风量指令是通过负荷指令-风量函数F (x)后，进入超前滞后、惯性环节得到初始的送风指令，回路中的超前滞后环节的采用是为了满足先加风后加煤设置，以满足炉膛的燃烧过程。 对于送风控制系统优化相对比较简单，只需通过试验摸索最佳负荷指令-风量函数F (x)，并结合氧量校正回路优化即可将风量需求控制更加精准，达到降低送、引风机电耗，降低排烟损失和减少NO x排放。 2.2.3氧量自动寻优校正回路 负荷指令产生的风量指令还需考虑到实际煤种的变化情况，常规处理在控制回路中增加氧量校正的环节，以确保燃烧的稳定性和经济性，过高氧量会造成送、引风机电耗增加，锅炉排烟损失增大，同时NOx含量升高，增加下游脱硝设备运行损耗及液氨投量；过低氧量会造成锅炉燃烧不充分、烟气飞灰含碳及COe等不完全燃烧损失增大，同时燃烧产生大量COe对炉膛炉管有腐蚀作用，因此，合适氧量校正曲线对机组运行的稳定性和经济性尤为重要，氧量校正曲线优化对于机组节能具有重要作用。 2.2.4 一次风压自动寻优 一次风压控制回路策略一般采用定压或者根据机组负荷滑压方式，然而不管哪一种都是不经济的。 对于一次风压控制系统节能优化，可通过磨煤机入口风压、风量变化，结合机组负荷指令，在线计算一次风压目标值，实现一次风压自动寻优控制。 2.2.5加热器水位自动寻优控制 由于部分机组的水位给定值不科学，需要进行水位调整试验，确定合理的运行水位。试验方法很简单，机组运行平稳后，保持各参数不变，逐步提高加热器水位，观察疏水温度下降情况，当水位提高到疏水温度不再降低时，说明此时已无蒸汽进入水封，然后再考虑适当裕量即为最低水位值，而高水位则以不淹没排空气管为限。同时可在此基础上引入加热器端差等有关运行参数，在线修正加热器运行水位定值，实现自动寻优控制。 3.控制系统节能技术实例 贺州电厂先期于2014年展开“协调控制节能优化技术”、“氧量手动寻优控制”的研究，对相关控制回路进行了初步节能优化，从数据统计看取得了非常可观节能成果，主要优化内容如下： 3.1通过试验寻找锅炉最佳氧量控制模型，对燃烧控制系统氧量动态数学模型进行修正；优化后锅炉燃烧过剩空气系数控制更加精确，提高燃烧效率，降低送、引风机厂用电，使控制系统更佳节能。 3.2贺州电厂制粉系统配置了双进双出磨煤机，入炉煤量无法直接测量，因此采用了软测量模型计算入炉煤量；本次优化对双进双出磨煤机料位与入炉煤量的动态特性数学模型进行深度优化，为负荷风挡板控制系统、协调控制系统控制模型优化提供新的理论依据。使用新模型后，提高入炉煤软测量的准确性，使原软测量偏差30~50吨降低至5~13吨，使控制系统入炉煤量控制更加精准。 3.3对协调控制系统子系统“锅炉主控”比例、积分实施变参数控制策略，解决了原控制系统周期性波动问题；在主汽压力控制回路中增加变负荷过程中压力设定值的自适应产生算法回路，以改善机组变负荷过程中的压力调节品质。 3.4对协调控制汽机指令进行相应的修改，增加机组负荷指令对应函数的前馈量；增加压力解耦控制回，提高主要压力控制品质。 3.5根据南方电网两个考核细则标准，结合机组运营现状，优化一次调频控制回路模型，提高一次调频动作合格率。 3.6优化后降低了送、引风机厂用电率 2014年3月、9月分别对贺州电厂#2、1机组氧量控制动态数学模型进行优化设计后，对锅炉燃烧过剩空气系数控制更加精确，送、引风机电耗大幅降低。 4.优化后控制系统调节品质指标 贺州电厂在对协调控制系统进行节能优化后，各主要技术考核指标均优于1000MW级机组调节系统动、稳态偏差行业标准优良指标。
火力发电厂自动控制优化对机组节能的应用浅析
火力发电厂自动控制优化对机组节能的应用浅析 发表时间：2019-03-12T14:31:20.963Z 来源：《电力设备》2018年第28期作者：李星华 [导读] 摘要：随着时代的快速发展及社会生产力的逐渐提升，自改革开放后，社会经济取得了显著发展。 （广西投资集团方元电力股份有限公司来宾电厂广西来宾 546138） 摘要：随着时代的快速发展及社会生产力的逐渐提升，自改革开放后，社会经济取得了显著发展。节能降耗是社会经济长远发展中的核心内容，针对保护社会经济迅速、稳定发展有着显著作用。文章以火力发电厂为研究对象，通过研究其智能化控制对机组能耗的影响，制定出了火力发电厂机组设施的智能控制优化策略。 关键词：火力发电厂；自动控制；机组降耗；运用分析 为了满足国家节能降耗的具体需要，火力发电厂应当结合自身的具体发展状况，基于满足其今后节能发展趋势的角度着手，做好机组的减排工作，从本质上推动火力发电厂的可持续发展。 1、智能控制对机组降耗的影响 1.1汽轮机信息电液控制平台（DEH）的阀门控制模式优化方法 DEH系统属于分布式控制平台（DCS）的主要构成部分，通过采用专业性很强的计算机技术来操控火力发电设施内的汽轮机运速、汽轮机的智能周期及负荷，进而实现同DCS系统的信息共享。 通过对汽轮机现行的控制方式进行完善、改进，这是减少其机组能耗的有效途径。经对汽轮机顺序开关的调节方式展开流量特性测试，并求出汽轮机内不同开关的流量，绘制出各流量特征曲线，进而实现DSC与DEH系统结合的重新优化及变更，减少机组能耗。此外，为了让汽轮机开关流量特征与之满足要求以得到减少机组能耗的目的，各火力发电厂能够通过采用大数据数据计算方式，来优化汽轮机器的定滑曲线与阀门启动的顺序，进而缺少机组智能发电量控制平台和一次调频具有优良的调节功能。 1.2主汽压力智能控制对机组能耗的影响 火力发电厂内的设备在运行阶段，若负荷较低且煤的质量不好时，将会极大影响到汽轮器的负荷性能。而且，还对智能滑压器在机组内的运行造成不良影响。在机组进行智能滑压运行过程，由于主汽压力的参数实际值小于理论值，所以，主汽压力的智能控制对机组的能耗会有一定的作用，但是，该作用的范围很小。但就整体而言，在采取智能滑压运作模式后，机组在经济效益和能耗方面均有明显改进。此外，采用调节主汽压力的控制方案及控制参数，可以对滑压运行中的阀门开度及运行方式进行合理判断，在以降低机组能耗而实现机组运行低投资目的的基础上，也有效提升了机组运行的稳定性。 1.3汽温智能操控对机组能耗的影响 汽温过高会给机组的运行带来很严重的安全故障，可能造成机组的过热器与再热器管道出现爆管现象；但汽温过低就会加大机组端部蒸汽湿度，使蒸汽机叶片受到腐蚀，从而令蒸汽管道出现动荡，加大了产生水冲击的几率，所以，提高汽温智能控制性能，是目前发电厂经营的焦点。目前，较为科学的控制方法是采用串级调节平台调整为机组的过热器，利用双回路的技术控制系统，从而实现机组降耗。 汽温的反复变化，除了影响机组运行安全外，还影响到机组的经济效益，主再热蒸汽气温每减少1℃，则增加能耗约0.03- 0.04g/kWh。提升智能控制的可靠性与稳定性，能够把锅炉主再热蒸汽气温保证在压上限运转，并降低主再热蒸汽降温水的用量，进而达到节能减排的目的。 2.完善给水结构控制模式 在低负荷过程，并列运转的给水泵常常产生“抢水”与最小流量阀反复开关的情况，极大影响机组的安全、可靠运行，由此，需要合理调节给水泵最低流量阀操控模式与保护定值，在保证给水泵稳定运行的前提下全面减少能耗。 针对电动给水泵的完善，就要思考电泵备用操控流程，当汽泵停电后使电泵通过智能并入且带负荷，同时根据机组的给水配置原则进行自动给水，从而满足相关设施的需水量。在优化改进电动给水泵的智能控制模式时，要以认真仔细考虑电泵联启智能控制顺序为基础，明确电泵联启的时段与增/减水的比值，且根据电动机水泵的响应时间，确保在汽泵停电后，系统可以达到智能联启并进入智能运行。采用电动给水泵智能控制，除了可以减少操控相关设施时产生失误现象的几率外，还给汽泵停电后机组运行的稳定性带来了一定的保证。 优化给水控制平台，实现给水泵智能启停功能与给水泵智能并/退泵功能。根据设备“无电泵启动”的思想，在主机启动与停机阶段，将采取厂用辅助蒸汽母管和2台给泵汽轮机的输汽管道，直接引进辅助蒸汽以冲转小汽机，通过汽动泵为锅炉提供水量，然后搭配锅炉省煤器入口给水流量管理小旁路的升级与小汽机操控方法的调整，如此一来，机组启停环节就不再依靠电动给水泵了。 3.一次机组的智能操控方法优化 采用一次机组对风煤比展开调节，是实现低能耗、减少火力发电厂能耗率的主要途径。当前，比较科学的一次机组自动操控设施是双进双出磨煤器，其基本运行原理是，在各个机组内分别安装4各磨，但在每个磨的驱动和非驱动两端搭配2台负荷风门，利用负荷风门带走煤粉，进而达到锅炉燃烧原料的要求。此外，相关电能控制者通过定压操控一次机组，能够调整负荷风煤比经负荷风门的大小，通过详细分析一次机组及风机负荷和具体供煤量之间的联系，并采用一次风机来调整风煤比的实际需求，在减少火力发电厂能耗的基础上，还全面提升了机组中的燃煤率。 4.改进凝泵变频降耗 在确保凝结水泵、给水泵和其他设施稳定运行的前提下，找出适当的凝泵出口水压、凝结水精清理系统出口水压参数，尽量减少凝结水泵能耗。在逻辑设计方面确保机组全负荷段工作时智能的稳定投入，其中，良好的操控逻辑是分段操控，在低负荷与启停阶段，凝泵变频操控凝泵出口水压确保降温水等客户要求，而除氧器水位调整站采取三冲量操控除氧器水位。中高负荷过程，就切换到凝泵变频三冲量操控除氧器水位，原除氧气水位调节阀操控凝泵出口水压，该压力能够是一个以负荷为基础的分段函数。针对2台凝泵共用1台变频器时，要考虑到任何1台凝泵工频时要切换到除氧器主调操控除氧器水位的模式。 5.火检冷却风机操控改进 火检冷却风机是火电机组内的关键构成部分，其能够很好的冷却火检端部，进而确保锅炉的正常稳定。在工业生产阶段，因为火检端部通常被安装在炉膛中，所以火检端部的温度相对偏高，为确保火检端部的正常应用，一般在锅炉火焰监控系统内安装2台火检风机，且使之自动化运行，进而保证锅炉的稳定运转状态。要求相关研究者有效结合各种理论知识与实践情况，进而顺利开展火检冷却风机智能操控
能源管理系统优化
能源管理系统优化 瓦房店轴承集团有限责任公司 主创人：江忠元陈家君 主要参与人：孙永生赵玮高显华初勇 节约能源、降低消耗、保护资源是国家实施可持续发展战略的重要组成部分，而对于加入WTO融入国际经济一体化的中国国有企业，如何提高核心竞争力，在激烈的市场竞争中立于不败之地，是摆在我们面前一个十分紧迫的话题。瓦轴集团公司近几年来紧紧围绕增强市场竞争力、降低成本、提高经济效益、实现集约式发展这一目标，在多年实践探索的基础上，以现代化管理思想为指导，采用科学配套的现代管理方法和手段建立系统高效的节能管理体系，并在生产经营实践中不断优化，取得了较好的效果，使公司能源管理实现了系统化、科学化、高效化。 一、选题依据 瓦轴集团公司是一个年耗标准煤12.5万吨，能耗总价值达1.2亿元，占产品制造成本的12%左右。其中耗煤7.8万吨标煤，耗电11072万千瓦时，耗焦碳250吨，耗成品油2千吨，热力消耗25670百万千焦。万元产值综合能耗为1.03吨标煤。由此可见，能源消耗在企业产品成本中占有举足轻重的地位，加强能源管理，实现节能降耗已势在必行。 在能源管理工作中，虽然公司在管理水平、管理方法、指标水平上居于国内先进水平，但与国际先进水平相比，与企业参与国际市场竞争的要求相比，与企业“十五”发展目标要求相比，尚有较大差距。存在的主要问题是：
──节能理念上的差距。从节能主体上说，节约能源无论从能动性还是经济适用上都是积极的，要求企业经营者和员工都有必须具有主动节能意识，而目前员工已习惯于传统的被动式节约能源意识和思维定势。 ──人员责任上的差距。随着企业技术进步步伐的加快，现代企业能源管理更需要精通能源技术，熟练运用现货管理方法，具备全部节能理念的复合型、知识型管理人才。而我们在这方面的人才十分短缺，已不适应节能工作的需要。 ──技术工艺上的差距。节能新技术、新工艺未能很好地应用于生产经营中，造成企业能源利用率相对较低，主要耗能产品单耗太高。 ──装备上的差距。近几年虽然进行了较大力度的设备改造，但由于资金等原因仍缺少先进的节能型设备，普遍使用的是七、八十年代的机床，装备水平低。 ──管理体制上的差距。虽然进行了能源管理体制改革，但在运行过程中仍缺乏科学、规范、高效的系统性管理模式，能源管理体系不完善。 鉴于上述问题，我们从公司实际出发，在对能源管理系统进行自检的基础上，以能源管理系统优化为目标，以系统工程为主，配套应用多项现代化管理方法，实现能源管理系统的改善。 系统工程是以科学的观点和现化数学的方法，在充分调动人的积极因素的基础上对系统进行组织和管理，使其在总体上达到最优的目标。应用系统工程的理论来指导建立能源管理系统，进行系统设计，使能源管理体系更系统性，以达到整体优化的状态。能源管理的追求目标就是在不断优化单
优化火电厂自动控制系统的策略
优化火电厂自动控制系统的策略 近年来，虽然我国的火电自动控制系统取得了一些成绩，但是还是存 有很多不足和有待完善的地方，为了我国火电厂自动控制系统的使用 范围和实施方针得到进一步落实，必须对当前的自动控制系统实行全 面系统的分析和评估，对现阶段存有的问题提出相对应的解决方案， 逐步优化和完善，这样才能把火电厂自动控制系统更好地应用到实际 工作中去，使自动化控制系统的作用得到更大的发挥。 1自动控制系统的含义 自动控制系统，顾名思义就是说在生产过程中使用全自动机械化的生 产器械取代人工来实行生产，在这个过程中，生产程序都是预先设计 好的，自动按照设立的标准和原则完成生产操作。自动控制系统的出现，不但体现了我国科技水平的提升，而且是火电行业实现自动化的 必经之路。 2自动控制系统的应用势在必行 自动控制系统主要是指对生产工序中机组主机、燃烧系统、公用系统、辅助设备、热工系统、等所有方面实行的一种科学设置，在设置过程 中会制定出相对应的原则和标准，按照这套原则和标准对生产过程实 行实施监督和操作，这样一来，不但节约了时间，提升了效率，而且 能够使整个经济效益都上升到一个新的高度。当前我国的工业锅炉普 遍使用的原材料都是煤炭，在煤炭燃烧过程中，过产生大量影响空气 质量的有害元素，同时也存有着煤炭燃烧率低，煤炭资源浪费的情况。如果再工业锅炉的使用中投入使用自动控制系统，那么不但能够减少 操作过程中的人力配置，节省燃料，还能够降低工业锅炉对环境的污染，使整个运作过程更加的科学和完善。 自动控制指的是对辅助设备，主机以及公用系统这三大方面的自动化 控制。在工业锅炉中的自动控制，最主要就是热力控制以及燃烧量控制。燃烧量控制的具体含义及运行模式：热力控制系统是对压力、液
中央空调系统节能控制系统设计方案和对策
KT仟亿 中央空调系统节能控制系统设计方案北京仟亿达科技有限公司
1 概述 国家“十一五”规划纲要中明确提出要把节约资源和保护环境基本国策，建设低投入、高产出，低消耗、少排放，能循环、可持续的国民经济体系和资源节约型、环境友好型社会。提出了“十一五”期间单位国内生产总值能源消耗降低20%左右、主要污染物排放总量减少10%等目标。这是针对资源环境压力日益加大的突出问题提出来的，体现了建设资源节约型、环境友好型社会的要求，是现实和长远利益的需要，具有明确的政策导向。 中央空调在各大中型民用、商用建筑中的普及，带来了严重的能耗问题。中央空调系统的电耗一般占整座建筑电耗的50%~60％，建筑能耗则占全国总能耗的1/3左右，因此提高能源利用率是我国能源可持续发展的方向。 中央空调系统的设计通常按建筑物所在地的极端气候条件来计算其最大冷负荷，并由此确定空调主机的装机容量及空调水系统的供水流量。然而，实际上每年只有极短时间出现最大冷负荷的情况。因此，中央空调系统在绝大部分时间里，都是在部分负荷（远小于其额定容量）条件下运行的。据统计，实际空调负荷平均只有设备能力的50%左右，这无疑造成了大量的能源白白浪费。而且，空调水系统的水泵、风机等机电设备，长期处在工频额定状态下高速运行，机械磨损严重，导致设备故障增加和使用寿命缩短。 另一方面，空调负荷又具有变动性。由于季节交替、气候变幻、昼夜轮回、使用变化（如旅游旺、淡季）及人流量增减（如宾馆入住率的变化）等各种因素变化的影响，中央空调系统的负荷具有起伏变化和不恒定的特点，如果中央空调的运行方式不能根据负荷的变化而调节，始终在额定容量（即满负荷状态）下运行，也势必造成巨大的能源浪费。 由北京仟亿达科技有限公司提供的中央空调分布式系统节能控制装置——KTC-2005系列、KTC-2005系列产品，以模糊控制理论为指导、以计算机技术、系统集成技术、变频调速技术为控制手段，以多年丰富的实践经验和数据为基础，科学地实现了中央空调能量供应按末端负荷需要提供，最大限度地减少了空调系统能源浪
过渡季节VAV空调系统送风温度的优化控制策略
过渡季节VAV空调系统送风温度的优化控制策略 摘要:良好洁净的空气质量与节能效果间的权衡一直以来是变风量空调系统研究的热点话题。本文对多个地区变风量空调系统进行严格对比和分析，通过固定的状况下来科学分析了系统其节能的效果，详细的对比了各种环境因素以及影响因素，且在此基础上提出了一种可行的优化方案。针对混合型送风系统提出了相关的优化控制方案和取得科学研究结果。 关键词：多区域；部分负荷；变风量系统；节能 工业的快速发展，给人们生活带来方便的同时，对于相关性产品的科技技术和特定作用有了更高的要求，以满足人们日益增长的需求。变风量空调系统自身具有追踪负荷功能，且节能效果远远高于传统空调系统的优点，受到了人们的喜欢和适用。 在我国，过渡季节的昼夜温差一般都波动较大，有必要对VAV 系统的送风温度进行实时优化并重设定。送风温度重设定(supply air temperature reset，SAT-reset)是指在一定工况下提高系统送风的送风温度，从而达到节能目的的一种控制策略。我们在稳定工况下分析了送风优化控制的节能效果，并在此基础上提出了一个可行的送风温度控制优化方案。 1. 稳定工况下的SAT-reset结果比 1.1 AHU空调 首先，将AHU和空调区看作是一个稳定在恒定的设定温度的开口系统环境，系统本身是具有热源，空调区域的内部负荷，系统流入的能量，流出的能量，和AHU负荷，直接用T 来表示温度，F来表示流量，“oa”代表新风，“ca”代表排风，“set”代表设定的温度，由能量方程式可以得出以下的结论：当t oa等于t ea时，Q r始终等于Q i；当t oa低于t ea时，F oa越大，即直线斜率越大，AHU 负荷就越小，能耗也越小；当t oa高于t ea时，F oa越大，AHU 负荷就越大，能耗也越大。从节能角度考虑，新风温度较低时应当尽量增大新风量；新风温度较高时，应当在保证空调区域最小新风要求的前提下尽量减少新风量。 1.2 BIN法改进 实验证明，各种环境因素都有可能会影响到空调负荷，比如：气温、含湿量、太阳总负荷。从某种意义上讲，现有的BIN法具有不足之处，此方法主要是依靠频段中的干球温度以及对应的湿球温度的平均值来测定出，没有直接的反映出各个量之间的变化。 我们则是联合频率表来进行操作，不仅仅是从外观上科学的比对出两个变量之间的变化，更加重要的是其准确性较高。常规 BIN 法掩盖了各 BIN 段下的含湿量极值，减弱了各
电除尘节能优化控制系统设计与开发
电除尘节能优化控制系统的设计与开发 厦门龙净环保节能科技有限公司李建阳 摘要：本文介绍了电除尘器节能优化控制系统需要解决的问题和关键性技术开发。在现场运行数据分析的基础上，结合多年的电除尘器工作经验，设计和开发了该系统的软件和硬件。 关键词：节能优化电除尘器工况诊断分析 一、前言 “节能减排”是我国的一项重要决策，是国家经济社会发展的必然选择。电除尘器作为重要的环保设备，也是火电厂的高能耗设备，一般情况下电除尘器的耗电量约占电厂厂用电的3～5‰。 在实际运行中，电除尘器作为一个耗电大户，降低电除尘消耗功率引起电厂高度重视，电除尘器耗能指标已经成为投标的一个重要技术参数，近年来的研究与实践表明：在满足排放要求的前提下，电除尘器具有很大的节电潜力，经济效益明显。而如何在提高除尘效率、降低烟尘排放浓度的同时，大幅度降低电除尘器的能耗，是目前需要解决的重要课题。 二、需要解决的问题 1、电除尘器的复杂性 在燃煤电厂，电除尘器是最广泛使用的工业系统，用于收集燃烧后的飞灰。它同时是一台机械(振打系统，电晕线结构，收尘板等)，一台电气机械(高压电源、放电等), 一台流体动力机械(气流分布和调节等)，一台“化工机械”(灰特性和烟气调质)。因此电除尘器是一个多参数的复杂系统，掌握各种重要参数对电除尘器工况特性和对电除尘器性能的影响是十分关键的。 通过对电除尘器节能潜力的分析，选择正确的方法，设计一个多参量反馈闭环、保证电除尘器性能不降低、可靠有效的节能控制系统来满足节能减排的需求是一项非常急迫的工作。 2、煤种的多变性 由于煤炭资源缺乏，发电厂燃用煤种经常变化，导致电除尘器工况特性变化较大。如果缺乏了解煤种、飞灰特性对电除尘器性能影响的经验，又没有电除尘器运行工况分析软件的支持，设计的控制系统就不能正确地自动跟踪工况的变化，系统虽然可以有一定的节能，但电除尘器除尘效率经常受到较大影响，有的排放严重超标。 3、手工节能的局限性 在有些现场和其他的公司的产品，他们采用的节能方式是手工设定电除尘器或者采用停电场的方式进行节能，这种方式不仅要时时刻刻进行人工干预，而且不能保证电除尘器的高效率
空调系统节能优化设计
空调系统节能优化设计 发表时间：2012-12-18T16:30:00.623Z 来源：《建筑学研究前沿》2012年8月Under供稿作者：汪舟生 [导读] 在空气处理单元中，新风与部分回风经混合后形成混风，当混风经由热交换器冷冻水进行热交换后则形成送风。 汪舟生（无锡市申新工程技术有限公司 214071） 摘要：空调系统能耗占整个建筑能耗的 70% 左右。近年来，伴着节能技术的日臻完善，空调怎样在保证舒适性要求的前提下以增强能源利用率来实现节能，本文指出了目前空调系统节能优化中存在的主要问题，同时提出空调系统节能优化的一些措施。 关键词：空调系统；节能优化；消耗 智能建筑节能是世界性的大潮流及大趋势，也是中国改革与发展的迫切要求，是21世纪中国建筑事业发展的一个重点。节能与环保是实现可持续发展的关键。从可持续发展理论出发，建筑节能的关键又在于提高能量效率，所以无论制订建筑节能标准还是从事具体工程项目的设计，都应把提高能量效率作为建筑节能的着眼点。 一、暖通空调概述 1.暖通空调的工作原理 暖通空调的主要工作原理是制冷剂在空调制冷机组内的蒸发器中与冷冻水进行热量交换发生气化，这一过程会使冷冻水的温度降低，被气化后的制冷剂在空压机的作用下，会形成高压、高温的气体，当气体流经制冷机组的冷凝器时，则会被来自冷却塔的冷却水所冷却，从而是气体转变为低压、低温的液体，与此同时，被降温后的冷冻水经由水泵被送至空气处理机的热交换器中，随后与混风进行冷热交换形成冷风源，最后经由送风管路送入到各个房间。通过这样的循环过程，在夏季房间内的热量会被冷却水带走，流经冷却塔后释放到空气当中。 2.空调供水系统 通常情况下，冷冻水系统内的冷冻水管道均为循环式系统；变流量系统按照组成装置的不同，可分为相对变流量和真正变流量两种，其中真正变流量可以充分发挥变流量系统的节能潜力。 3.空气处理单元 在空气处理单元中，新风与部分回风经混合后形成混风，当混风经由热交换器冷冻水进行热交换后则形成送风。冬季时，混风能够吸收能量，从而是温度升高，夏季时，随着混风温度降低，送风进入室内后会与室内的空气进行热量的传递，最终将温度调节至房间所需的设定值。此时房间内的气体在排风机的作用下与新风混合后，重复上诉过程进行循环。由于混风和冷冻水的热交换过程是在热交换器中进行的，因此，热交换器属于暖通空调空气处理单元中较为重要的组成部分。当热交换器的工作状况处于部分负荷时，与设计工况是不同的，而在实际使用中，大部分时间热交换器都是处于部分负荷状态，也就是说其基本都处在非设计工况下工作，所以在进行设计时应尽量了解热交换器的这一特点。 二、暖通空调工程设计优化的重要性 其一，对暖通空调工程进行优化设计，不仅可以满足人们对工作和生活环境舒适性的要求，而且还可以使工作效率和生活质量有所提高；其二，由于暖通空调工程属于整个建筑中能耗较高的部分，所以对其进行优化设计，可以起到节约能源、提高能源利用率的作用；其三，随着直接数字控制器（DDC）、变频技术以及能源管理控制系统等的广泛应用，使暖通空调工程的优化设计策略和控制技术相辅相成，在节能降耗的同时，能够更好的对暖通空调系统进行指导和控制；其四，基于大部分暖通空调工程在设计之初，没能很好考虑季节变化、时间以及房屋的朝向等问题引起的冷负荷变化，致使这样的设计难免会造成能源的浪费，而对暖通空调工程进行优化设计后，可以从根本弥补这一缺陷，并且还能降低事故的发生几率；其五，由于在进行暖通空调设备选型时，通常都是按照设备的最大负荷进行计算的，并采用固定工作时间的方式运行。但是在大多数情况下，暖通空调都不是处于满负荷运行的，同时由于多种因素的影响，如阳光照射、建筑外部环境的温湿度、房间内部的负荷变化等，一旦采用固定工作时间运行，必然会导致设备的使用效率低下，使能源大量浪费。因此，为了调整空调系统的运行时间，作为施工单位，对暖通空调的运行比较了解，就必须配合设计人员对暖通空调工程进行优化设计，从而确保空调系统的运行效率，达到节约能源的目的。 三、暖通空调工程的优化设计方法 1.控制策略的优化 由于空气处理机的直接数字控制器（DDC）基本都是采用PTD进行控制的，所以选用一个较为合适的PTD参数能够起到促进空调系统稳定运行的作用。PTD的系数高，可以使室内温度较快的达到预定值，反之这一过程会较慢，但也并不是说PTD的系数越高就越好，一旦系数太高时很容易引起DDC控制器失稳。虽然PTD可以解决大多数场所的空调控制问题，但是有些特殊场所仅靠较高的PTD系数提高空调系统对负荷变化的响应速度是很难解决问题的，比如影剧院等大热惯性场所，对于这样场所可采用双级控制，即将温度传感器分别安装在室内和送风道上，由主DDC控制器完成室内温度的设定，而水阀的驱动则可由副DDC按照主DDC以及风道传感器的指令来完成，基于风道温度变化的速度要快于房间内温度的变化，采用这样的控制方式可以加速空调系统对温度波动的响应。在实际工程设计中，可以根据不同情况的需要，选择不同的优化控制，从而达到最优的效果。如，写字楼、大型商场等场所，夏、秋季在清晨时通过控制程序启动空气处理机，并利用室外的凉风对室内进行全面换气预冷，这样做不进可以节约能源消耗，而且还可以提高室内空气的质量。 2.控制权的优化设计 在某些特定的场合，如会议室，如果可以将空调或是通风系统的参数设定功能放置在现场，那么则能够更加符合用户的需要。然而DDC本身却并具备这样的功能，必须添设专门的部件才能实现。为了实现这一功能必要时可以添设VRV控制面板的设定器，它可以给用户带来极大的方便和舒适性。 3.DDC的优化 由于DDC控制系统的处理能力是不同的，所以应根据各个场合不同的需要，选择合适处理能力的DDC，如热力站监控点、冷冻机房等密集场合应优先考虑采用大型的DDC控制器，以减少控制器间的通讯和故障发生的频率；对于通风机、新风机、空气处理机等通常采用中型或小型的DDC即可满足使用需要。目前，可编程逻辑控制器（PLC）的发展速度较快，其应用范围也越来越广泛，因此，在暖通空调现