1.中央空調(diào)制冷站能源管理項目概況

目前國內(nèi)大型廠房眾多面積在50000平方以上的廠房數(shù)不勝數(shù)。如此大面積的廠房面積，中央空調(diào)的節(jié)能管理非常重要。目前我公司對中央空調(diào)制冷站能源管理系統(tǒng)有一套完整的控制方案。現(xiàn)有一個做過的案例跟大家分享?？苹荩ǚ饘╇娐酚邢薰卷椖课挥诜饘?，規(guī)劃總建筑面積 50000 平方米,2 層半，1 棟主廠房，空調(diào)凍水主機房設計在三樓，建筑類型為工廠，主要生產(chǎn)高精密度電路板。

為滿足企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境保持潔凈區(qū)域溫度 20℃±2℃及濕度 55%±5%RH，每天 24 小時運行。綜合考慮企業(yè)運營成本，空調(diào)系統(tǒng)制冷站采用能源管理系統(tǒng)對整個空調(diào)系統(tǒng)進行分散集中式控制方式?，F(xiàn)場制冷站群控系統(tǒng)即能滿足系統(tǒng)的順序啟停，連鎖控制，也能根據(jù)實際負荷來實時自動加減載主機開啟臺數(shù)，水泵輪換等能源管理系統(tǒng)。風柜末端采用一對一觸摸屏恒溫恒濕控制系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)潔凈區(qū)域?qū)崟r數(shù)據(jù)與設計要求進行比較，采用 PID 自動調(diào)節(jié)風柜末端冷熱濕負荷來最終達到節(jié)能效果和潔凈區(qū)域溫濕度要求。

2.制冷站優(yōu)化控制的必要性

在目前國內(nèi)的空調(diào)自動控制類項目實施中，大部分按照目前的專業(yè)分工情況，對強弱電分柜制作和安裝，即由獨立的起動控制柜（配電箱）負責空調(diào)機組的起停控制和安全保護，弱電控制器及其相關部件則集成于另一個獨立的弱電控制柜中。東弘自動化從產(chǎn)品的安全、可靠性、維護的便捷性和管理的高效性出發(fā),采用強弱電一體化設計，即起?？刂?、電氣安全保護及系統(tǒng)自動控制組件一體化布置，盡量簡化外部接線，為智能化結構打造了一個高效、穩(wěn)定的平臺。采用強弱電一體式柜體，整體布局美觀，強弱電柜內(nèi)電氣元氣件及走線嚴格分開及走線，檢修維護操作方便；強弱電一體式柜體可節(jié)省現(xiàn)場布線成本，減化強弱電之間布線，減少接點故障隱患。

針對本項目特點，制冷站能源管理系統(tǒng)我們推薦選用先進、成熟、穩(wěn)定的能源管理系統(tǒng)，采用能效儀+SIEMENS DDC 控制系統(tǒng)的模式。實現(xiàn)現(xiàn)場機房的能效監(jiān)控和節(jié)能管理控制。風柜末端采用觸摸屏恒溫恒濕控制系統(tǒng)。系統(tǒng)實行自動監(jiān)測和控制，并同時收集、記錄、保存及管理有關系統(tǒng)的重要信息和數(shù)據(jù)，達到提高運行效率，保證工作環(huán)境地需求，節(jié)省能源，節(jié)省人力，最大限度安全延長設備壽命的目的。

3.制冷站能源管理系統(tǒng)及效益

1) 自動化控制系統(tǒng)

采用當今最先進的 SIEMENS 工業(yè)自動化控制產(chǎn)品，運用數(shù)字控制技術，建立包容全部受控設備的控制系統(tǒng)?？照{(diào)自動化控制系統(tǒng)是以計算機控制技術為基礎，將分散的控制設備集成一體化，利用一個總控室，完成各設備的監(jiān)控功能，并且通過總控室，向區(qū)內(nèi)各種監(jiān)控設備發(fā)出控制指令控制其運作，這樣既可以節(jié)省監(jiān)控設備所需空間和管理人員，同時又可以提高整個系統(tǒng)內(nèi)部設備管理水平。

2) 系統(tǒng)效益

能源管理系統(tǒng)及觸摸屏恒溫恒濕控制系統(tǒng)，將會帶來如下效益：

（1） 制冷站節(jié)能性：

采用 BAS 系統(tǒng)，節(jié)能的具體表現(xiàn)：

 設備控制加強了能量管理， 空調(diào)機組系統(tǒng)采用不同時間段不合程序多種節(jié)能控制程序，設備的優(yōu)化控制措施加入了室外氣象邊界條件

另外，在其他一些方面，采用建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)也很好地做到節(jié)約資源的效率，節(jié)約人力，提高工作效率。

針對系統(tǒng)機電設備數(shù)量和型號眾多，并且分布于建筑物的各個樓層，采用SIEMENS 的自控系統(tǒng)統(tǒng)一管理這些設備，只需在工作站上就可監(jiān)控所有設備的運行情況，并且可以通過設定時間讓空調(diào)自控系統(tǒng)自動對設備定時控制。

 延長設備壽命

利用空調(diào)自控系統(tǒng)的軟件功能，自動累計各種機電設備的運行時間，在可以利用備用設備的情況下，自動循環(huán)使用常用設備和備用設備。如水泵、主機等，這樣可以延長它們的使用壽命。另外建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)設備的統(tǒng)一管理，快速反映故障，使危險降至最小。

保證舒適的環(huán)境

建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點不僅在于對設備的監(jiān)控，還可對特定的對象如環(huán)境溫度進行精確的自動控制。對空調(diào)系統(tǒng)就可通過回風溫度與設定溫度比較，采用 PID方式調(diào)節(jié)水閥來保持回風溫度的恒定，以創(chuàng)造一個舒適環(huán)境。這方面靠人工控制很難實現(xiàn)。

（2）優(yōu)化設備運行：

區(qū)內(nèi)機電設備進行一體化控制，使設備以最合理方式運行，同時對設備運行有效的監(jiān)控，可以大大減少設備故障，延長設備使用壽命，降低設備維護費用；

（3） 提供舒適環(huán)境：

提供一個最完美的工作人員工作環(huán)境和生產(chǎn)工藝環(huán)境，及時發(fā)現(xiàn)故障；

（4）提高效率：

利用現(xiàn)代化智能控制技術對系統(tǒng)各設備進行一體化控制，大大節(jié)省設備管理人員，同時避免因人為錯誤操作而造成設備損壞。

（5）易維護性

因為本系統(tǒng)要處理大量的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)復雜，要保證日常運行，系統(tǒng)必須具有高度的可維護性和易維護性，盡量做到所需維護人員少，維護工作量小，維護強度低，維護費用低。

（6）適應未來發(fā)展：

充分體現(xiàn)現(xiàn)代化信息化的技術特性，大大提高企業(yè)的檔次，使之適合未來社會發(fā)展的需求。

4.制冷站能源管理系統(tǒng)控制說明

1) 能源管理系統(tǒng)方案配置及介紹

（1）能效儀的方案概述

本設計將安裝溫度儀實時采集水溫、電量數(shù)據(jù)，根據(jù)實時溫差來計算出最適宜的冷凍水出水溫度，自動調(diào)節(jié)。冷凍泵系統(tǒng)、冷卻泵系統(tǒng)采用變頻與 DDC 進行控制，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，中央控制站對其他設備的分布式站點進行控制。各個控制柜、控制箱均完全獨立工作，與原配電設備進行互鎖關系，與原啟動柜工作是否正常無關，從而分散了控制系統(tǒng)的故障風險，提高了系統(tǒng)的可靠性和運行安全性。現(xiàn)場 DDC 站對現(xiàn)場設備進行集中監(jiān)控，并且可以根據(jù)機組運行模式直接對機組進行自動控制，對機組的狀態(tài)包括運行、停止、故障、溫度狀態(tài)、電流電壓、運行頻率等參數(shù)可以集中監(jiān)控，對設備的異常狀態(tài)可以采取報警和緊急處理等。

節(jié)能控制系統(tǒng)可以實時檢測現(xiàn)場運行情況，同時也可以對現(xiàn)場設備進行控制。還可實現(xiàn)動態(tài)畫面顯示、實時曲線、歷史曲線、歷史數(shù)據(jù)等功能。

（2） 能效儀的方案配置及數(shù)據(jù)采集

本系統(tǒng)采用廣州市東弘自動化控制設備有限公司能效儀+DDC 自動控制系統(tǒng)的節(jié)能方案。實現(xiàn)現(xiàn)場機房的能效監(jiān)控和主機、水泵能效優(yōu)化控制；末端風柜控制系統(tǒng)優(yōu)化。能效儀專門針對中央空調(diào)冷水主機的節(jié)能設備，集能效監(jiān)測、節(jié)能優(yōu)化、報表記錄和網(wǎng)絡擴展功能于一身。一臺能效儀對應于一臺空調(diào)主機，多臺能效儀之間又可相互通信，形成協(xié)同效應。

機房自動控制系統(tǒng)采用 SIEMENS DDC 控制器作為控制核心部件。該控制系統(tǒng)負責控制中央空調(diào)機房冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔、水閥、變頻器等設備。能效儀和自動控制系統(tǒng)通過 TCP/IP 以太網(wǎng)連接，并進行實時數(shù)據(jù)交換，使主機和機房內(nèi)其他設備相互協(xié)調(diào)工作。

整個系統(tǒng)圖如下所示：

（3）能效儀功能簡介

能效儀功能主要可分為“能效監(jiān)測”、“節(jié)能優(yōu)化”、“報表記錄”、“網(wǎng)絡擴展”等四個部分。

能效監(jiān)控：實時監(jiān)控主機制冷量、耗電量、制冷系數(shù)和能效值等數(shù)據(jù)，動態(tài)評估主機性能，使操作人員直觀掌握主機能效動態(tài)。

節(jié)能優(yōu)化：能效儀綜合采用多種手段實現(xiàn)節(jié)能，具體主要有“水溫重設”、“負荷優(yōu)化”、“低負荷停機”三種。操作人員可以根據(jù)需要開啟其中的任何一項?？梢赃x擇全部采用，亦可以暫時禁止上述三種功能。

水溫重設為能效儀根據(jù)環(huán)境溫濕度自動重新設定主機冷凍水出水溫度，具體節(jié)能原理如下圖所示：

負荷優(yōu)化是能效儀防止主機冷凍水進水與出水溫差過大，自動重新調(diào)整出水溫度，保障空調(diào)主機始終工作在一個適合的負荷狀況下，降低主機設備損耗，延長主機使用壽命。

低負荷停機是在主機負荷過低的狀態(tài)下，自動停止主機的運行，并監(jiān)控冷卻水、冷凍水溫度，當溫度升高到限值時，又可自動開機，重新投入運行。全程不需要操作人員做任何干預。

報表記錄：能效儀自動記錄相應數(shù)據(jù)，并生成日報表、月報表、年度報表以及相應的趨勢圖。方便操作人員查詢管理。其中以日歷形式呈現(xiàn)的月度日報表記錄由于采用了獨創(chuàng)的壓縮格式，至少可以存儲 10 年之久。

網(wǎng)絡擴展：能效儀還可以和當今主流的BA系統(tǒng)進行無縫集成，支持MODBUS、BACNET等多種主流通訊協(xié)議，加裝短信模塊后，能效儀還可具備短信提醒功能，可每日自動將機房數(shù)據(jù)以短信形式發(fā)送到客戶手機。

配置能效儀可以在以下幾方面直接改善設備運行的能耗：

(1) 主機性能的實時數(shù)據(jù)跟蹤分析判別，避免人員抄表記錄誤差及操作技能不足，通過設備性能結果，優(yōu)先投入性能好的設備，直接避免浪費能耗；

(2) 量化管理主機的性能，對設備維護保養(yǎng)及水處理的服務提出量化標準，及時恢復及改善設備的性能；

(3) 性能跟蹤有利于實現(xiàn)設備狀態(tài)修，防范設備故障停機，維持設備安全性，延長設備壽命；

(4) 實現(xiàn)冷凍水溫度重設、低負荷間歇停機節(jié)能策略，合理匹配水泵變頻等其他節(jié)能措施，提供客觀全面的評估數(shù)據(jù)及優(yōu)化指引。