能源管理及空调节能系统简述

能耗、冷却塔风机能耗三者统
一考虑，在各种负荷条件下找 到一个能保持系统效率（COP） 最高所对应的冷却水温度，即 找到一个系统效率最佳点，使
整个系统能效比最高。 冷却水系统和冷机设备
节能量可达 10%-30%
冷却水泵控制 – 冷却水回水温度控制
• 冷却水温度与室外湿球温度有关，理论上冷却能力无限大时，冷却水最低可达到的温 度为湿球温度，实际上通常设置冷却水温度为湿球温度Ts+3℃为目标温度，达到了水温 和能耗的均衡。
能源管理系统
——东展科博
什么是BEMS?
• 定义
楼宇能源管理系统（Building Energy Management System，
BEMS），就是将建筑物或者建筑群内的变配电、照明、电梯、 空调、供热、给排水等能源使用状况，实行集中监视、管理和 分散控制的管理与控制系统。
Energy Monitoring BEMS Energy Management Energy Controlling
• 冷水机组运行台数大于一台 • 当前运行机组负荷率小于设定值（65%~69%） • 冷冻水温度偏离（低）一定范围（可设置）
启 停
• 冷水机组的温度降低速度小于0.3℃/分钟
• 以上条件满足一定时间（防止条件波动）
• 以上条件满足一定时间（防止条件波动）
变 水 温
冷机加 载
冷机卸 载
变冷冻水温控制
水泵转速N% 100 90 80 70 60 运行频率F(Hz) 50 45 40 35 30 水泵扬程H% 100 81 64 49 36 轴功率P％ 100 72.9 51.2 34.3 21.6 节电率％ 0 27.1 48.8 65.7 78.4
冷却水系统 - 系统效率最佳控制
制冷主机能耗、冷却水泵
系统监测能源品 种
系统实现功能
接入DCS系统
水
电
燃气 冷/热
能源综合监控 智能报表 能耗统计 能源分析 计划管理 ……….
智能配电系统
空调控制系统
关于楼宇能源管理系统的政策要求
空调节能系统
——东展科博
中央空调节能空间大原因 设计 安装 运行
• 设计时，中央空调系统必须按天气最热、负荷最大时设计， 并且留10-20％设计余量 • 中央空调系统各部分分别来自不同厂家，存在一定匹配问题 • 缺少必要阀门，多余限流装置 • 部分运行管理人员对系统缺乏深入了解 • 缺少系统重要运行数据的记录和分析 • 中央空调系统是一个不断变化的系统，人工无法精准控制 • 中央空调系统涉及子系统过多，运行会相互作用
冷却塔飞水 阀门故障 设备寿命短
电网运行不稳定
主要节能策略
水泵变频
冷水机组群控
冷冻水系统控制
冷却水泵控制
冷却塔群控
冷机群控
• 及时启动冷机， 满足末端负荷 要求，增加舒 适度 • 及时停止冷机， 减少不必要的 能耗 • 冷机负荷较低 时，提高冷冻 水的出水温度， 提高冷机效率， 减少能耗
• 冷冻水供水温度偏离（高）一定范围（可设置） • 上一个启动的冷机运行一定时间（可设置） • 当前运行的冷机负荷率大于设定值（90%~95%）
左图是离心式冷水机组在不同冷冻供水 温度下的能耗性能曲线，从图中可以看 出，冷冻供水温度每提高1℃，离心式 冷水机组的消耗功率降低4%。因此，当 空调末端侧对冷负荷的需求降低时，提 高冷水机组的供水温度可以大大节省冷 水机组的运行能耗。 可在6月和9月冷负荷低时适当提高冷冻 水供水温度。
变冷冻水温控制 部分负荷变冷冻水温控制案例
• 系统用主要控制设备PLC采用目前国际最好的西门子设备，设备使用 寿命至少50000小时，使用年限可达15年以上
售后
• 设备提供两年质保，质保期内免费更换设备，质保期外以成本价提供 设备部件，7*24小时提供服务支持
案例分析 – 金泰开阳大厦
节能汇总
单位（元） 改造前能耗 制冷主机 240240 冷冻水泵 58080 冷却水泵 48840 冷却塔 19800
•
结合以上情况，设置冷却水温度，假设定速冷水机组效率拐点处对应的临界冷却水温 度为tK，若tcsmin≤tk，则冷却供水温度设定值定为tk；若tcsmin＞tk，则冷却供水温度 设定值为tcsmin，如夏季工况为32℃。
节能控制原理 – 冷却水回水温度控制
冷水机组的冷却水回水温度对于冷水机 组的运行效率有很大的影响。对于变速 驱动冷水机组，冷却水温度越低，冷水 机组效率越高；对于定速驱动冷水机组， 冷却水在27℃以上时，温度越低冷水机 组效率越高，但当冷却水低于27℃时， 冷水机组的效率基本不变。
改造后能耗
节能量 节能比例
204204
36036 15%
22361
35719 61.4%
18804
30036 61.5%
9900
9900 50%
总计节省
111691元 30%
能源管 理信息 发布 节能评 价 远程抄 表 租户计费 物业收费
用能分
析 实时能 耗监测
遴选商户Biblioteka 案例展示(二)>>某政府办公大楼
• • • 某县行政中心项目，该项目集县委、政府、人大、政协办公场场所于一体的建筑主体， 入驻县直单位60多个，入驻人员在1500人以上。项目总建筑面积90089.7平方米。 行政中心由主楼，及会议中心、档案中心、政务中心、后勤中心四座配楼组成。 Ennovar能源管理系统实现的功能有：
冷冻水系统 - 最佳输出能量控制
实现空调主机冷媒流量
使系统既保证末端用 户的舒适性，又最大限度 地节省了系统的能量消耗。 跟随末端负荷的需求供 应。
冷冻水系统设备节能量可达
20%-40%
冷冻水系统控制 – 冷冻水泵变频控制
从水泵性能曲线图中，我们也可以看到，当流量 为设计流量的80%时，其实际的消耗功率降到了 设计功率的51%，节省了一半的运行费。
• 分类分项分析 • 设备能效分析 • 成本分析 • 指标考核分析 • 能耗预测分析
能源综合 监控
• 价格配置 • 费用查询 • 费用管理 • ……
智能报表
• 计划编制 • 计划维护 • 计划跟踪 • 计划实绩分析
能源统计
能源分析
能耗计费
计划管理
案例展示(一)>>某大型商业中心
•
•
深圳市某大型商业广场，是深圳市的商业旗舰企业。总建筑面积达21万平方 米，以山姆会员店为主力店、以国内国际多家著名品牌为主要商户，是集商 场、写字楼、超市为一体的大型综合体。 Ennovar能源管理系统满足了用户以下几方面的需求：
2台600RT冷机以70%负荷运行，7 ℃出水 制冷量 = 600RT×2×70%×92.32% ×(115%)- 600RT×20%×13%= 643RT？？ 冷机耗电：380KW × 70% × 2 = 532KW 水泵、冷却塔风扇耗电：380KW × 26% × 2 1台冷机100%负荷运行，9 ℃出水 制冷量 = 600 ×106% = 636RT 制冷机耗电：380KW 水泵、冷却塔风扇耗电：380KW×26% =99KW
复杂
建筑中中央空调主要用能问题
冷机长期低负荷运行
夏季室内温度过低
冷却水”大流量小温差”
冷却塔不合理旁通水
冷机不合理旁通水
冷水机组COP低 冷冻水泵输送系数低 冷冻水”大流量小温差” 冷却水泵输送系数低 启停时机控制不合理 冷机选型不合理 阀门限制流量 水泵选型过大
冬季室内温度过高 限流器影响
冷却水回水温度低
BEMS拓扑结构
BEMS功能界面
• 表计累计量 • 电流、电压等模拟 量数据 • …… • 实时能耗监测 • 设备运行监测 • 异常告警提示 • 负荷管理 • 数据综合报表 • 自定义首页 • 自定义报表 • 能耗日报 • 分类分项能耗统计 • 时段能耗统计 • 设备能效统计 • 区域能耗统计
远程抄表
• • • • • • 保障系统安全运行 提高环境舒适度 节省人力 延长设备寿命 改善电能质量 调整最大需量
技术特点 安全 故障恢复 寿命
• 自动控制系统的设计由多位从事暖通领域十几年的资深教授、研究员 承担，对空调安全性的控制要求优先级高于节能控制
• 节能改造是基于现有的设备安装用于自控的阀门，变频器等设备，系 统提供手动自动切换功能，随时可以切换为手工模式
冷却塔群控 – 冷却塔变频控制
台数控制和变频控制对比
冷 却 水 回 水 温 度 ℃ -通用格式 -通用格式 -通用格式 -通用格式 -通用格式 -通用格式 -通用格式 -通用格式 33% 67% 100%
台数控制
变频
从图中的对比看出，多台冷却塔变频控制可以有效利用冷却塔 的冷却面积和变频带来的3次方的节能效果，同样冷却塔风机 的功率消耗下，多台冷却塔风机变频运行能提供的更低的冷却 水回水温度，同理当获得相同的冷却水回水温度的情况下，多 台冷却塔风机变频运行能够最大程度的降低能耗。
= 198KW
合计耗电： 532KW+198KW=730KW
降低内能少耗电: 380KW×13% / 4=12KW
合计耗电：380KW +99KW- 12KW =467KW
避免冷机部分负荷运行，在制冷量相差不大（ 643RT ≈ 636RT ）的情况下， 策略调整后节电率为（ 730 - 467）/ 730 = 36%
其他控制策略
焓值控制
• 春秋过渡季节，早晚温度比较低的时段， 充分利用室外的凉空气 • 提前半小时关闭冷机以及冷却系统，冷冻 泵延时关闭，充分利用冷冻水的低温度 • 根据末端的温度调整末端设备的运行，适 用于有较大公共面积的建筑，如商场。
延时关闭 末端控制
空调节能项目实施流程
能效评
制定方
节能改
系统试运
控制策
节能效
估
案
造
行
略改进
益评估
控制参 数设定
运行参 数监测
运行参 数预测
自动化控制
能耗分 析
客户收益
客户收益 – 节能
• • • • • 冷机节能 5%-20% 冷冻水泵节能 45%-65% 冷却水泵节能 45%-65% 冷却塔节能 45%-65% 综合节能 20% - 40%
客户收益 – 其他