網絡中央空調實現系統整體節能控制

摘#8195;要：國內中央空調的節能改造，業主一般都無力拿出大量的經費，必須實現低投入、高產出。我們設計的中央空調節能裝置，在某建筑中共開設了三個應用試點，系統運行的能耗情況我們委托了省能源利用監測中心進行了監測，均達到了一年收回投入的水平。因此可以證明，我們的方案是低成本、可行的，具有較高的推廣價值。

關鍵詞：網絡中央空調；系統節能；控制方法

網絡中央空調技術的實施不僅使系統資源得到了更加充分的利用，還使中央空調系統的運行管理水平得到了質的飛躍，即從第1代手動空調系統、第2代半自動空調系統提升為以智能網絡化、節能經濟化、專家管理便捷化為特點的第3代空調系統，其節能效果顯著。通過對某商場的網絡中央空調系統節能改造項目的分析，節能節費達到20%以上。這表明網絡中央空調在商場的實際節能應用中有著顯著的節能效果。網絡中央空調及其節能控管系統的廣泛應用將進一步推進空調系統的節能和科學運行管理。

1．網絡中央空調技術構架

網絡中央空調主要包括：中央空調管理系統服務器；用于網絡型冷水機組、空調機組、新風機組、機房輔助設備的網絡化控制的LC2000NT通用網絡控制器；百聯網絡；局域網絡窄調控管系統，這其中包括能量管理系統和專家管理系統2部分；網絡中央空調在線管理系統。在整個網絡中央空調技術構架中主要由3個層面構成：

1.1#8195;第l層位網絡設備層

為了使得網絡中的TCP／IP技術和微處理器集成再數字控制其中，通過通用網絡控制器進行智能采集控制以及相關的網絡連接，這樣就可以通過把空調制冷設備升級為網絡型設備，從而使設備與控制柜直接的互聯操作。

1.2#8195;第2層為網絡控管層

其核心就是建立局域網絡空調控制管理系統，作為網絡中央空調的核心控制和管理層，對于各個設備信息采集、數據存儲分析和指揮管理控制是它的主要丁作，同時可以利用能量管理系統對整個系統實時進行管理和優化處理。

1.3#8195;第3層主要為存線管理層

就是整個系統的主要的在線支持以及服務系統，通過網絡進行實時的空調運行情況的監控以及遠程干預控制操作等等。

2．網絡中央空調系統整體節能

2.1#8195;系統整體節能控制方法

通過相關公式Q=C·W·(th- tg)可以計算出空調實際冷負荷，在上述公式中，Q為空調冷負荷kW；C為冷凍水的比熱，為4.286 kJ／kgX0C；W為冷凍水流量kg／s；th為冷凍水恒1水溫度℃；tg為冷凍水供水溫度℃。根據得出的空調系統要求機組提供的制冷量，然后依據所需制冷量的相關控制參數進行設定控制，可以計算出冷水機群、冷站系統和空調系統的COP值。對于能量管理系統來說，其主要的功能為：通過實時監測系統負荷來達到冷量輸出與空調末端的狀態，避免能量浪費，從而達到最佳匹配節能運行狀態。根據室內環境溫度的需求進行監測，通過最大限度利用室外新風，從而空調各個環節可以達到高效節能狀態。

2.2#8195;系統優化控制方案

文中采用2部分控制方案進行探討，也就是離線預測和在線運行控制相結合的優化管理方式。其中，離線預測主要包括對于次日機組運行方式及方案的制定工作；在線預測工作主要包括冷負荷的計算工作，并且與優化后述職進行比較，從而對于運行策略進行修正，完成實際機組運行狀態的檢測和運行。網絡中央空調系統采用離線預測控制和在線運行控制相結合的系統能量優化管理方案。離線預測部分的主要功能是對次日機組的運行方案進行預測與制定。在線控制部分主要功能是完成實時冷負荷的計算，通過實際值與優化運行值的比較，對運行策略進行修正，同時實現機組運行狀態的檢測與運行結果的輸出。

3．應用探討

基于上述網絡中央空調整體節能的模型及控制方法，建立了網絡中央空調節能管理系統，并根據不同類型空調系統的特點，如傳統的風機盤管加新風系統、全空氣系統等分類建立實用模型，也可根據冷熱源的不同類型建立螺桿式、離心式冷水機群、風冷機群、水源及地源熱泵機群等模型，然后通過網絡中央空調節能管理系統對已建立的不同的空調模型進行管理摔制，達到整體節能的目的。剛絡中央空調系統在實際新建項日和已有建筑空調系統改造項目中得到了廣泛的應用，節能效果顯著。下面以某區網絡化改造為例，介紹網絡中央空調在實際工程中的應用。

某區辦公樓的建筑面積為18000m2，地下1層，地上10層。全部用于辦公。夏季采用4臺80RT(278.4kw)的風冷機組供冷，冬季采用鍋爐取暖。空調末端為風機盤管+新風系統。全年電費為209萬元，冬季供暖55萬元，全年能源費用264萬元。用電設備的電耗情況，其中，風冷機組電耗占83％，空調末端電耗占4％，冷水泵電耗占13％，可見，風冷機組電耗所占比例最大。經過現場考察、設備檢測和專家診斷得出空調系統存在一定的問題：辦公樓空調系統能效比冷源能耗水平高；由于制冷機組的設計及裝機容量偏高，對該辦公樓空調系統實施網絡化改造，實現4臺風冷機組集中控制，通過實際負荷。機群有效組合，并且還可根據室外實際溫／濕度調節高壓噴霧加濕器，實現節能。同時，通過供暖系統節能改造、水泵變頻控制過渡季全新風運行網絡控制策略、末端風盤自動調節控制、增設分項計量和節能審計系統等等，最終實現系統綜合節能；冷量輸入、輸出不匹配，導致運行能耗偏高，超過100元／m2；空調系統未采用節能控制管理；系統沒有自動調節功能，管理不方便，浪費人力、物力。

對于進行實施網絡中央空調改造的辦公樓進行統計分析發現，空氣質量、室內溫度等各個方面得以改善，同時縮短了風冷機全年運行的時問，免于過渡季節的制冷，這樣就節省了大量的能源消耗，另一方面也說明空調系統運行管理的水平提高。與整個網絡化控制改造投資的58萬元相比，每年可節約空調能源費、供暖費用、設備維修及人工費用共約20萬元，3年左右即收回投資成本，投資收益十分顯著。

4．結語

文中主要對網絡中央空調的技術構架進行探討，在此基礎上，重點分析了網絡中央空調系統的整體節能相關內容，最后通過網絡中央空調節能系統的工程應用實例，指出文中提供的相關理論模型以及控制方案在實際空調節能工程中具有很明顯的節能效果。

參考文獻：

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