Question

中央空调系统的数据分析与控制策略是什么时候的赛题

Answer 1

1 提高室内温湿度控制精度所带来的节能效果 在建筑中，室内温湿度的变化与建筑节能有着紧密的关系。据美国国家标准局统计资料表明，如果夏季将设定值温度下调1℃，将增加9％的能耗；如果冬季将设定值温度上调1℃，将增加12％的能耗。因此将室内温湿度控制在设定值精度范围内是空调节能的有 效措施。欧美等国对室内温湿度控制精度要求为：温度为±1．5℃，湿度为60％±5％的变化范围。br传统的运行方式，由于缺乏准确的控制，实际温度误差通常＞°C，造成夏季室温过冷、冬季室温过热的现象，能耗的浪费通常很大，通过楼宇自控系统的优化运行和精确控制，若能使空调系统的运行温度和设定温度差在0．5℃以内，这样仅通过温度的精确控制就将能带来很好的节能效果。 2 新风量控制带来的节能效果 根据卫生要求，建筑内每人都必须保证有一定的新风量。但新风量取得过多，将增加新风耗能量。以我国上海地区酒店为例，在设计工况（夏季室温26℃、相对湿度60％，冬季室温22℃相对湿度55％）下，处理1kg室外新风量需冷量6．5kWh，热量12．7kWh，因此在满足室内卫生要求的前提下，减少新风量，有显著的节能效果。br新风量应该根据室内允许CO2浓度来确定，C02允许浓度值一般取0．1％（1000ppm），采取固定新风量的方式是不够精确的，因为随着季节和时间的变化以及空气的污染情况，室外空气中C02浓度是变化的，同时室内人员的变化自然对新鲜空气的需求也发生变化，所以最为合理的方式是根据室内或回风中的C02浓度，自动调节新风量，以保证室内空气的新鲜度，控制功能较完善的楼宇自控系统可以满足这些控制要求。 3 空调水系统平衡与变流量管理 空调系统的节能控制算法是智能建筑节能的核心，通过科学合理的节能控制算法，不但可以达到温度环境的自动控制，同时可以得到相当可观的节能效果。 空调系统的热交换本质是一定流量的水通过表冷器与风机驱动的送风气流进行能量交换，因此能量交换的效率不但与风速和表冷器温度对热效率的影响有关，同时更与冷热供水流量与热效率相关。通常在没有采用对空调系统进行有效的空调供水系统平衡与变流量管理时，常规的做法是以恒定供回水压力差的方式来设定空调控制算法，结果温湿度控制精度很差，能量浪费也极明显。这是由于在恒定的供回水压力差之下，自平衡能力低，流量值与实际热交换的需要量相差甚远，往往因此造成温、湿度失控，能量浪费和设备受损。br通过对系统最远端和最近端（相对于空调系统供回水积水器而言）的空调机在不同供能状态和不同运行状态下的流量和控制效果测量参数分析可知，空调系统具有明显的动态特点，运行状态中楼宇自控系统按照热交换的实际需要动态地调节着各台空调机的电磁阀，控制流量进行相应的变化，因此总的供回水流量值也始终处于不断变化之中。为了响应这种变化，供回水压力差必须随之有所调整以求得新的平衡。应通过实验数据建立变流量控制数学模型（算法），将空调供回水系统由开环系统变为闭环系统。br动态变流量控制系统利用变频控制技术，改变空调系统循环水的流量和温度，可保证整个系统在满负荷及部分负荷情况下，均处于最佳工作状态，从而最终达到综合节能的目的。 4 自适应化检测控制所带来的节能效果br由于现代写字楼的人员流动较大，经常有很多人不在办公室中，办公室的空置率较高，按传统的空调运行方式，很难对这种变化的热负荷进行检测。楼宇自控及智能化楼宇电气系统则可以很好地对这种变化提供相应控制策略。据统计，通常写字楼中，工作人员 不在办公室的比例约为40％，智能化的中央空调系统可以自动检测到这种负荷的变化，在人员减少的时候，自动通过调节水温差、风量等方式调低系统的冷／热量供应，达到节能的效果。 5 机电设备的最佳启停控制效果br办公和商场等建筑，夜晚是不需要开空调的，为了保证工作开始时室内环境的舒适，就需要提前对建筑进行预冷、预热。另外，室内温度是惯性很大的被控对象，提前关闭空调也可以保证室内温度在一定的时间内变化不大，楼宇自控系统通过对空调设备的最佳启停时间的计算和控制，可以在保证环境舒适的前提下，缩短不必要的空调启停宽容时间，达到节能目的。同时在预冷或预热时，还可关闭室外新风阀门来节省能耗。br在实行多种电价的地区，利用楼宇自控系统，通过与冰蓄冷设备、应急发电机等配合，可以在用电高峰时，选择卸除某些相对不重要的机电设备，减少高峰负荷，或投入应急发电机以及释放存储的冷量等措施，实现避峰运行，降低运行费用。 6 通过克服暖通设计设备容量冗余带来的效果 目前，我国绝大多数暖通系统，为了保证能在最不利的环境下正常运行，在设计时往往采用静态方法计算负荷，而且还乘以较大的安全系统，以致于在设备（如制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵、风机等）选型方面往往偏大。暖通系统是一个典型的动态系统，一年之中的负荷绝不是均匀分布的，即使是一天之中的负荷也是随时间而变化的。不恰当的冗余将会造成能源的浪费，而这种冗余是很难用人工监控的方式加以克服的。由于智能建筑科学地运用楼宇自控系统的节能控制模式和算法，动态调整设备运行，可有效地克服由于暖通设计带来的设备容量和动力冗余而造成的能源浪费。 7 通过优化运行方式所带来的节能效果 通过智能化控制器中内置的各种优化运行的数学模型，使建筑电气设备在合理、优化的方式下运行，以节省大量能源。如在计算机房、实验室等特殊场合中，设备可能发热量大，在过渡季节可自动加大新风量的引入，利用新风进行降温，既满足温度要求，又大量节省了能源。这种运行方式的数学模型，内置在空调设备的自控装置中，在环境条件适合时，可自动或手动启动优化程序。见表1所示。 8 对照明、电梯等系统的自动控制带来的节能效果br通过自动控制公共区域的照明灯、泛光灯、景观灯以及电梯、扶梯等，可解决“长明灯”、“永动机”的问题。通过楼宇自控系统可以对这些系统进行合理的控制，如上班时自动全部开启所有的灯光、电梯等设备，而下班时则自动关闭大部分灯光和电梯，只留下少量的设备运行保证最低运行需求。这样通过准确的定时控制，比人工运行可带来5％以上的节能效果。此外，还可对室外光线进行预程调光控制和窗际调光控制，极大地降低了能源消耗。 9 能源管理系统的应用效益 开发能源管理软件，建立能源管理和控制系统（EMCS），实现能耗跟踪、节能的远程及就地控制。能源管理系统由各种计量仪表和软件程序组成。安装于各种基本的空调设备（如制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵、风机等）上的计量仪表不仅可以在系统运行时采集该设备的适时运行原始数据，还可以协助中央控制器，在系统软件控制下，实现系统的节能运行。软件程序则是能源管理系统的中枢。br首先，由各种计量仪表采集的设备运行原始数据，通过数据传输通道传输到中央处理器，利用软件程序对其进行分析整理，从而建立系统高效低能运行数据库并集成在能源管理系统软件中，为以后的能源管理提供基本依据。br然后，在空调系统的运行过程中，各种计量仪表采集相应的运行数据传输给中央处理器，通过软件程序的对比分析，拟出系统的运行曲线，从而判断系统是否处于节能运行状况。若发现运行异常，系统软件可根据采集的适时运行数据及所拟合的运行曲线，自动确定故障部位、发出声光报警信号，通知故障检测程序自动排障或指示设备管理人员人工排障。br此外，能源管理软件还可自动存储或打印设备运行数据和运行曲线，为后续的系统完善提供可靠资料。各种计量仪表也可通过显示屏直接显示运行数据，提高管理人员的节能意识。 10 对楼宇电气设备自动控制将延长设备的使用寿命 通过对楼宇电气设备的自动运行控制，可自动停止各种不必运行的设备，如自动停止无人员区域的空调器设备，下班后停止大部分电梯和照明设备等，并自动进行运行时间均衡，如空调主机的运行时间均衡、电梯的运行时间均衡等，使各设备自动达到均衡运行的目的，可有效地提高设备的运行寿命周期。 11 楼宇电气设备的自动控制会减少运行人员的开支费用 通过对楼宇电气设备的自动运行控制，运行人员可以在中控室对所有设备进行操作，对运行状态、故障信息进行监控，这样在一幢大型的高层大厦中，设备现场管理人员可大量减少，即可大大减少运行及维护人员的数量。br通过建筑电气设备优化集成，将开拓建设智能建筑的一个崭新途径，所带来的效率提高是显而易见的，我国是一个人均资源相对缺乏的国家，通过这种方式，可更好地实现节省资源、节约能源，将给国家、用户带来较大的利益，同时为我国智能建筑电气产业领域的企业带来更好的发展空间。