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中央空调制冷站能源管理系统成节能新选择

文章出处:人气:139发表时间:2021-04-01 09:52:01

1.中央(yang)空调制冷站能源管(guan)理项目概(gai)况(kuang)

目前国内大(da)型厂(chang)房(fang)(fang)众多面积(ji)在50000平(ping)方以(yi)上的(de)厂(chang)房(fang)(fang)数(shu)不胜(sheng)数(shu)。如此大(da)面积(ji)的(de)厂(chang)房(fang)(fang)面积(ji),中央空调(diao)的(de)节能管(guan)理非常重要(yao)。目前我公司对中央空调(diao)制(zhi)冷站能源管(guan)理系统有一(yi)套完整的(de)控制(zhi)方案。现有一(yi)个做过的(de)案例(li)跟(gen)大(da)家分享。科惠(佛冈)电路有限公司项目位于佛冈,规划(hua)总建筑面积(ji) 50000 平(ping)方米,2 层半,1 栋主厂(chang)房(fang)(fang),空调冻(dong)水主(zhu)机(ji)房设计在三楼,建筑类型为工厂,主(zhu)要生产高精密度电路板。

为(wei)满足企业(ye)生产环境保(bao)持洁净区域温度(du) 20℃±2℃及湿度(du) 55%±5%RH,每(mei)天 24 小时运(yun)行。综合考虑企业运(yun)营成本(ben),空调(diao)系统(tong)(tong)制(zhi)冷站采用(yong)能源管理系统(tong)(tong)对整(zheng)个空调(diao)系统(tong)(tong)进行分散(san)集中式控制(zhi)方(fang)式。现(xian)场制(zhi)冷站群控系(xi)(xi)统(tong)即能满(man)足系(xi)(xi)统(tong)的顺序启(qi)停,连锁控制(zhi),也能根据实(shi)际负荷来(lai)实(shi)时自动加减载主机开启台数,水泵(beng)轮换(huan)等能源管理系统。风柜末(mo)端采用一(yi)对(dui)一(yi)触摸屏恒温恒湿控制系统,系统根据洁净区域实时数据与设(she)计要求进行(xing)比较,采用 PID 自动调(diao)节风柜末端冷热湿负荷来最(zui)终(zhong)达到节能效(xiao)果和(he)洁净区域温湿度要求。

中央空调制冷站能源管理系统

2.制(zhi)冷站优(you)化控制(zhi)的必要性(xing)

在(zai)目前(qian)国内的空(kong)调自动控制类项目实(shi)施中,大部分按照目前(qian)的专(zhuan)业分工情况(kuang),对强弱电分柜制作和(he)安装,即由独(du)立的(de)起(qi)动控制(zhi)柜(配电箱(xiang))负责空(kong)调(diao)机组的(de)起(qi)停控制(zhi)和(he)安全保护,弱电控制(zhi)器及其相(xiang)关部件则集成于另(ling)一(yi)个独(du)立的(de)(de)弱电控制柜中。J9九游会AG自动化从产品的(de)(de)安全(quan)、可靠(kao)性、维护的(de)(de)便捷性和(he)管(guan)理的高效(xiao)性出(chu)发(fa),采用强弱电一(yi)(yi)体化设计(ji),即起停(ting)控(kong)(kong)制、电气安全保护及系统(tong)自动控(kong)(kong)制组(zu)件(jian)一(yi)(yi)体化(hua)布置(zhi),尽量简化(hua)外部(bu)接线,为智能化(hua)结(jie)构打(da)造(zao)了一(yi)个高效、稳定的平(ping)台。采(cai)用强弱(ruo)电一(yi)体式柜体,整体布局美(mei)观,强弱电(dian)柜内(nei)电(dian)气(qi)元(yuan)气(qi)件及走线严格分开及走线,检(jian)修维护操作(zuo)方便;强弱电(dian)一体式(shi)柜体可节省现场布线成本,减化强弱(ruo)电之(zhi)间布线,减少接点故障(zhang)隐患。

针对(dui)本项(xiang)目(mu)特点,制冷站能源(yuan)管(guan)(guan)理(li)系(xi)统J9九游会AG 推荐(jian)选用先(xian)进、成熟、稳定的能源(yuan)管(guan)(guan)理(li)系(xi)统,采用能(neng)效(xiao)仪+SIEMENS DDC 控制(zhi)系统的模式。实现现场机房的能(neng)效(xiao)监控和节能(neng)管理控制(zhi)。风柜末端采用触摸屏恒温恒湿控制(zhi)系统(tong)。系统(tong)实行自动监测和控制(zhi),并同(tong)时收集、记录、保存及管(guan)理有关系统(tong)的重要(yao)信(xin)息和数据(ju),达到提高(gao)运行效(xiao)率,保证工作环(huan)境地(di)需求,节省能源,节省人(ren)力(li),最(zui)大限度安全(quan)延长设备寿命的目的。

3.制冷站能源管理系统(tong)及效益

1) 自动化控制系统

采用(yong)当今最先进(jin)的 SIEMENS 工业自动化控(kong)(kong)制产品(pin),运用(yong)数字控(kong)(kong)制技(ji)术,建(jian)立包(bao)容全部(bu)受控(kong)(kong)设备的(de)控制(zhi)系统(tong)。空调自(zi)动化控制(zhi)系统(tong)是以计算机控制(zhi)技术为基础(chu),将(jiang)分(fen)散(san)的(de)控制(zhi)设备集成一体化,利用一(yi)个(ge)总控(kong)(kong)室(shi),完(wan)成各(ge)设(she)备的监(jian)控(kong)(kong)功(gong)能,并(bing)且通过总控(kong)(kong)室(shi),向区内各(ge)种监(jian)控(kong)(kong)设(she)备发出控(kong)(kong)制(zhi)指(zhi)令控(kong)(kong)制其(qi)运作,这样既可(ke)(ke)以节省监控设备(bei)所需空(kong)间和管理人员,同时又可(ke)(ke)以提(ti)高整个系(xi)统内部(bu)设备(bei)管理水平。

2) 系统效(xiao)益

能源管(guan)理系(xi)统及(ji)触(chu)摸屏恒温恒湿控(kong)制系(xi)统,将会带来如下效(xiao)益(yi):

(1) 制冷站节能性:

采用 BAS 系统(tong),节能的具体表(biao)现:

 设(she)备控制加强了能量管理(li), 空调(diao)机组(zu)系统(tong)采(cai)用不同时间段不合程(cheng)序(xu)多(duo)种(zhong)节能(neng)控制程(cheng)序(xu),设备的优化控制措施加入了室外气象边界条(tiao)件(jian)

另外,在其他一些方面,采用建(jian)筑(zhu)设(she)备监控系(xi)统也很好地做到(dao)节约资(zi)源的效率(lv),节约人力(li),提高工作效率(lv)。

针(zhen)对系统机(ji)电设(she)备(bei)数量和型号众多(duo),并且分布(bu)于建(jian)筑物(wu)的各(ge)个楼层,采(cai)用SIEMENS 的自控系统统一管理这(zhei)些设备,只需在工作站上就可(ke)监控所(suo)有设备的运行情况,并且(qie)可以通过设定(ding)时间(jian)让(rang)空调自控系(xi)统自动对设备定(ding)时控制(zhi)。

 延长设备寿命

利用空调自控系统的软件功(gong)能,自动累计各种机电设备的运行时(shi)间,在可以利用备用设(she)备的情况下(xia),自动循环使(shi)用常(chang)用设(she)备和(he)备用设(she)备。如(ru)水泵、主机等,这样可以延长它们的(de)使用(yong)寿命。另(ling)外建筑设备监控系(xi)统(tong)实现(xian)设备的(de)统(tong)一管理,快(kuai)速(su)反映(ying)故(gu)障,使(shi)危险降(jiang)至最小。

保(bao)证舒适的环境

建筑设备监控(kong)系统(tong)的(de)优(you)点不仅在于对(dui)设备的(de)监控(kong),还可对(dui)特定的(de)对(dui)象如环境温度进行精确的自动控(kong)制。对空调系(xi)统就可通过回风温(wen)度与设(she)定(ding)温(wen)度比较(jiao),采用 PID方式(shi)调节水阀来保持回风温度的恒定,以创造(zao)一个舒适(shi)环境。这方面靠人工控(kong)制很(hen)难实现(xian)。

(2)优化设备运行:

区内(nei)机电设备进(jin)行一体化(hua)控制,使设备以最(zui)合(he)理方式运行,同时对设备运行有效的监控,可以大大减少(shao)设(she)备(bei)(bei)故(gu)障,延长设(she)备(bei)(bei)使用(yong)寿命,降低(di)设(she)备(bei)(bei)维(wei)护费用(yong);

(3) 提供舒适环境:

提供一(yi)个最(zui)完美的工(gong)作(zuo)人员工(gong)作(zuo)环(huan)境和生产工(gong)艺环(huan)境,及时发(fa)现故障;

(4)提高效率:

利(li)用现(xian)代化智能控(kong)制技术对系统各(ge)设备进行一(yi)体化控(kong)制,大大节省设备管(guan)理(li)人(ren)员,同时避免因人为(wei)错误操作(zuo)而造成设备(bei)损坏。

(5)易维护性

因(yin)为(wei)本系(xi)统(tong)要处理大量的数据,系(xi)统(tong)复杂,要保证日常运(yun)行,系(xi)统(tong)必须具有高度的可维(wei)(wei)护(hu)(hu)性和易维(wei)(wei)护(hu)(hu)性,尽量做到所需维(wei)(wei)护(hu)(hu)人员少(shao),维(wei)(wei)护(hu)(hu)工作量小(xiao),维(wei)(wei)护(hu)(hu)强度低(di),维(wei)(wei)护(hu)(hu)费用低(di)。

(6)适应未来发展:

充分体现现代(dai)化(hua)(hua)信(xin)息化(hua)(hua)的(de)技术(shu)特性,大(da)大(da)提(ti)高企业(ye)的(de)档次(ci),使之适合未来社会发展的(de)需求。

4.制冷站能源管理系统控制说明(ming)

1) 能源管理系统(tong)方案配置及介绍

(1)能效仪的方案概述

本设计将安装温(wen)(wen)度仪实时(shi)(shi)采集水温(wen)(wen)、电量数据(ju),根据(ju)实时(shi)(shi)温(wen)(wen)差来(lai)计算出最(zui)适(shi)宜的冷冻(dong)水出水温度,自动调节。冷(leng)冻泵系统(tong)、冷(leng)却(que)泵系统(tong)采用变频与(yu) DDC 进行控(kong)制(zhi),保证系统(tong)的稳定(ding)性,中(zhong)央控(kong)(kong)制(zhi)站对其他设(she)备的分布式站点进行控(kong)(kong)制(zhi)。各个(ge)控(kong)(kong)制(zhi)柜、控(kong)(kong)制(zhi)箱(xiang)均完全独立(li)工作,与原配(pei)电设备进行(xing)互锁关系,与原启动柜(ju)工作是否(fou)正(zheng)常(chang)无(wu)关,从而分(fen)散了(le)控制系统(tong)的故障风险(xian),提高了(le)系统的可靠(kao)性和运行安(an)全(quan)性。现场 DDC 站对(dui)现场设备进(jin)行集中监(jian)控,并且可以根(gen)据(ju)机组(zu)运行模式直接对(dui)机组(zu)进(jin)行自动控制,对机(ji)组的状态包括运行、停止、故障、温度(du)状态、电流(liu)电压(ya)、运行频率等参数可(ke)以集中(zhong)监控,对设备(bei)的异(yi)常状(zhuang)态可以采(cai)取(qu)报警和紧急(ji)处理(li)等(deng)。

节能控制系统可以实时检测现场运(yun)行情况,同时也可以对现场设备进行控制。还可实现动态画面显(xian)示、实时曲线、历(li)史(shi)曲线、历(li)史(shi)数据等功能。

(2) 能效仪的方案配置及数据采集

本系(xi)统采用广州市J9九游会AG自动化控(kong)制(zhi)设(she)备有限公司(si)能(neng)效仪+DDC 自动控(kong)制(zhi)系(xi)统的节能(neng)方(fang)案。实现(xian)现(xian)场机房的能(neng)效监控和主机、水(shui)泵能(neng)效优化控制(zhi);末端风柜控制(zhi)系(xi)统优化。能效仪专(zhuan)门针(zhen)对(dui)中央空调冷水主机的节能设备,集能效监测(ce)、节能优(you)化、报表记录和网络(luo)扩展(zhan)功能于一(yi)身。一(yi)台(tai)能效仪对应于一(yi)台(tai)空调主机,多台(tai)能效仪之间又可相互通信(xin),形(xing)成协同(tong)效应。

机(ji)房自动控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系统采用 SIEMENS DDC 控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器(qi)作为控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)核心(xin)部件(jian)。该(gai)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系统负责控(kong)制中央空调(diao)机房冷(leng)(leng)冻泵(beng)(beng)、冷(leng)(leng)却(que)泵(beng)(beng)、冷(leng)(leng)却(que)塔、水阀、变(bian)频器(qi)等(deng)设备。能效仪和自动控制(zhi)系统(tong)通(tong)过 TCP/IP 以太网(wang)连(lian)接,并进行实(shi)时数据(ju)交换,使(shi)主机(ji)和机(ji)房内其他设备相互(hu)协调工作。

整(zheng)个系(xi)统(tong)图如下(xia)所示:

制冷站能源管理系统图

(3)能效仪功能简介

能效仪功(gong)能主要可分为“能效监测”、“节能优化”、“报表记录(lu)”、“网(wang)络(luo)扩(kuo)展”等(deng)四个部分。

能(neng)效监控:实时监控主机(ji)制冷量、耗电量、制冷系数和能(neng)效值等数据,动态评估主机(ji)性能,使(shi)操作人员直观掌握主机能效(xiao)动态(tai)。

节能(neng)优化:能(neng)效仪(yi)综合(he)采(cai)用(yong)多种手段实现(xian)节能(neng),具体(ti)主要有“水温重设(she)”、“负荷优化”、“低负荷停机”三种。操作(zuo)人员可(ke)以(yi)根据需要开启其中的任何一项。可(ke)以(yi)选择全部采用,亦可(ke)以暂(zan)时(shi)禁止上述三种功能。

水温(wen)(wen)重(zhong)(zhong)设为(wei)能(neng)效仪根(gen)据环(huan)境温(wen)(wen)湿度(du)自动重(zhong)(zhong)新设定(ding)主机冷冻水出水温(wen)(wen)度(du),具体(ti)节能(neng)原(yuan)理(li)如下图所示(shi):

制冷站节能原理图

负荷优化是能效仪(yi)防止主(zhu)机冷冻水进水与出水温(wen)(wen)差过大,自(zi)动重新调整出水温(wen)(wen)度,保(bao)障空(kong)调主(zhu)机(ji)始(shi)终工作在一个适(shi)合的负荷状况下,降低主(zhu)机(ji)设备(bei)损耗,延长主(zhu)机(ji)使用寿命。

低负荷停机(ji)是在主(zhu)机(ji)负荷过低的状态下,自(zi)动停止(zhi)主(zhu)机(ji)的运行,并监控冷却水(shui)、冷冻水(shui)温(wen)度,当温(wen)度升高(gao)到(dao)限值时,又(you)可自动开机,重新投入(ru)运行。全(quan)程不需要操(cao)作人(ren)员(yuan)做(zuo)任何(he)干预。

报表(biao)记录(lu):能(neng)效仪自动记录(lu)相应数据,并生成(cheng)日报表(biao)、月报表(biao)、年度(du)报表(biao)以及(ji)相应的趋(qu)势图。方便操作人(ren)员查询管理。其中以日历形式呈现的(de)月度日报(bao)表(biao)记录(lu)由于采用了独创的(de)压缩(suo)格式(shi),至少可以(yi)存储 10 年之(zhi)久。

网络扩(kuo)展:能效仪(yi)还可以和当今主流的BA系统进(jin)行无缝集(ji)成(cheng),支(zhi)持MODBUS、BACNET等(deng)多种(zhong)主流通讯协议(yi),加装短信模块后,能效(xiao)仪(yi)还可(ke)具备(bei)短信提醒功(gong)能,可(ke)每日自动将机房数据以短信形式(shi)发送到客户手机。

配置(zhi)能(neng)效仪可以在以下几方面直接改善设备运行(xing)的能(neng)耗(hao):

(1) 主机性能的(de)实时数据跟踪分析判别,避免(mian)人员抄表(biao)记(ji)录误差(cha)及操作技(ji)能不(bu)足,通过设备性能(neng)结果,优先投入(ru)性能(neng)好的设备,直接(jie)避免浪费能(neng)耗(hao);

(2) 量化管理主机的(de)性能,对(dui)设备(bei)维护保养及水处理的(de)服(fu)务(wu)提出量化标(biao)准,及时恢复及改善设备(bei)的性能(neng);

(3) 性能(neng)跟踪有利于(yu)实现设(she)备状(zhuang)态修(xiu),防范设(she)备故障停机,维持设(she)备安全性,延(yan)长设(she)备寿命;

(4) 实现冷(leng)冻(dong)水(shui)温度重设、低负荷(he)间歇(xie)停机节能(neng)策(ce)略(lve),合理匹配水(shui)泵变频等其(qi)他节能(neng)措施,提供(gong)客观全面的(de)评估数(shu)据及优化指(zhi)引(yin)。


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