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中央空调监控系统的节能型设计方案

作者:$article_author$  更新日期:2016/5/10 18:23:52  点击:
随着社会的发展,公众对舒适生活的需求,空调系统在整个建筑行业中设计更加重要,系统的复杂化和庞大化导致空调系统在整个建筑能耗中的比重越来越大。针对国家倡导的节能减排,在本方案中探讨了北方地区空调系统采用不同的节能措施和自动控制策略,对整个智能建筑运行情况有很大的影响。并提出实际中建筑节能的实现。针对酒店的空间面积大,冷负荷的变化大,采用了“主动节能”的控制策略。

  由于建筑物中空调系统绝大部分不会处于满负荷工作,冷水机组不用总是满载运行。末端用户如能具有很好的冷量控制,使得冷水机组的产冷量与用户的需要相匹配,就可以通过调节主机运行,提高其制冷效率,达到冷冻水泵、冷却水泵节能效果。如果末端用户采用变水量时,冷冻水系统可以根据新的运行工况提供新的水量,通过减少流量供应和调节阀的节流损失,同时控制水泵在效率最高点运行。在多台并联冷水机组运行时,尽量使机组处于满载状态运行是节能的重要措施之一。可以通过台数控制使冷水机组提供的制冷能力与用户所需的制冷量相适应。因此,在空调系统运行过程中,通过实时检测、判断用户制冷量需求来确定投入运行主机台数以实现台数控制。

  进行台数控制的优化策略为:第一,控制系统冷冻水的总流量始终保持在恰好满足系统负荷要求的水平;第二,根据系统的负荷量和当前冷水机组供应能力的差值,决定下一次启停的时间。原则上应该选择能够满足同时负荷需要,且最接近系统需求值的工作方式。控制的关键在于在调试中找出最佳的启停切换点,还要在运行台数控制的程序中,使冷水机组处于最佳工作效率点周围。其实际负荷计算方法如下:

  根据实际负荷的需要调节机组的运行,计算方法为:设冷冻水供水温度(t1),冷冻水回水温度(t2)和流量(G),瞬时负荷为Q,Cp为水的比热。

  负荷

  优化设备启停时间也很重要,控制系统可以根据室外温度、系统容量、建筑物特性来优化启停时间,最大限度的减少运行时间。在首先保证机组最大效率运行的前提下,实现多台冷水机组在部分负荷条件下的最优化时间运行。

  冷源系统经常性的处于部分负荷情况下,使得变流量调节变得十分重要。水泵的能耗,可占空调系统总能耗的10%~20%,采用变流量调节系统,就可使水泵能耗根据流量的增减而增减,从而达到显着的节能效益与经济效益。冷却水的设定温度如高于设定值时,控制冷却塔阀门开启,关闭旁通阀,冷却塔风机随即开始运行。如冷却水温度降到某一设定值,控制风机进入低速运行。如果冷却水温度继续下降,降到某一设定值时,就必须关闭风机,通过旁通阀调节使水温保持在可接收的限度。

  由于空调系统在整个建筑中能耗巨大,所以控制设计目标放在了节能减排上。除了避免在处理空气过程中冷热量抵消还应该能提供良好的可控性。在自动控制系统中可通过采取工况分区、自动转换、烩值控制、变风量控制、变设定值与变新回风等多种节能控制手段来实现节能优化控制。同时满足控制需求和最佳节能。这样就要求系统集成设计的特点应通过集中监测与科学管理来提高效益,加强协调控制,力争全面节能。一般通过以下典型做法:

  第一是通过空气的预冷和预热。通过楼宇自控系统可对空调设备设定最佳启停时间缩短不必要的空调设备运行时间。例如多数办公与商场等建筑物夜晚是不需要开空调的,可以通过提前提前对建筑进行预冷和预热来保证工作开始时室内环境的舒适。同时因为温度是惯性很大的被控参数,在下午可以通过提前关闭空调,使室内温度在一段时间内缓慢降低来达到节能减排。在预冷、预热时,一定要关闭室外新风风阀可以减少获取新风而带来的能量消耗。

  第二可采用全热式交换器。室内新气为夏季供冷、冬季供暖,而排出的空气温湿度与室内空气是相同的,可以通过全热式交换器来进行排出空气与新风的热交换来减少新风的热处理量。

  第三是按需供冷。在满足用户对冷量的需求的前提下,可对冷源系统实行节能控制。利用网络控制技术,对末端设备、冷水用户和冷源进行监控,发现冷需求和用冷时间请求是呈链状传递。

  在空调监控系统实际设计中,要充分考虑到建筑物的实际情况特点和大厦的空调方式以及负荷特点,来采取对应的节能措施,以实现真正意义上节能减排。

  本方案中的空调设计:(1)空调水系统:本工程为两管制变水量系统。建筑主体水系统分为两部分,第一部分为1~4层,第二部分为5~23层,均接自制冷机房分水缸,水系统定压、补水由制冷机房解决。(2)空调风系统:新风由各层百叶窗引入,本工程客房、办公、包间采用风机盘管加新风系统,另外大会议室、大堂采用热回收式新风处理机加风机盘管加排风,多功能厅采用吊顶式空调机组加热回收式新风处理机加排风。(3)消防中心设分体式空调、电梯机房设分体式空调。

  本方案中自控的实现:工程中采用了美国艾顿系统,具体控制内容为:制冷系统采用一次泵变流量系统。空调机组和新风机组冷水回水管上设动态平衡电动双通调节阀,通过调节表冷器的过水量以控制室温或新风机组送风温度。风机盘管设三速开关,且由室温控制器控制回水管上的双通阀开度,以调节进入风机盘管水量。空调机组、冷水机组、风机盘管上双通水阀均与风机做联锁控制。同时冬季空调机组、新风机组停机时,双通水阀应保留5%开度,以防加热器冻裂。冷热源、空调系统、通风系统采用集散式直接数字控制系统(DDC系统)微机控制中心设在制冷机房控制室内。
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