建筑空调控制系统的节能改造.docx

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1、建筑空调控制系统的节能改造开发的组态王Kingview。该软件是最优秀的国产组态软件之一，目前的版本是6.52。四、改造内容4.1冷热源部分建筑空调系统是当代大型建筑物和不可缺少的配套设施之一，电能的消耗非常大，约占建筑物总电能消耗的50%。由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计，而实际上在一年中，满负载下运行天数恨少，有的只要十多天，大部分时间都在70%负载下面运行。通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，造成电能的大量浪费。假如采用根据空调负荷自动调节水泵转速的方式来调节流量，就能够从根本上节约电能，同时

2、可以保证空调的使用效果。该医院门诊大楼中央空调系统冷热源部分改造前的主要设备和控制方式：主机800冷吨冷气主机2台，空调循环泵3台，配用功率75KW；冷却水泵3台，配用功率75KW。热水泵30KW3台，配用功率30KW。空调末端为空调箱、新风机和风机盘管，为变流量系统，供回站设旁通调节阀平衡水流量。冬季通过阀门切换，空调循环泵水流通过板式蒸汽/水热交换器为大楼末端提供热水。原系统空调循环泵定频运行或手动调节变频器，节能效果并不理想。水泵是一种平方转矩负载，其转速n与流量Q,扬程H及泵的轴功率N的关系如下式所示：Q1=Q2(n1/n2)H1=H2(n12/n22)N1=N2(n13/n23)(1

3、-1)上式表明，泵的流量与其转速成正比，泵的扬程与其转速的平方成正比,泵的轴功率与其转速的立方成正比。当电动机驱动泵时，电动机的轴功率P(kw)可按下式计算:P=QH/cF10-2(1-2)式中：P：电动机的轴功率KWQ：流量m3/s：液体的密度Kg/m-2c:传动装置效率F：泵的效率H：全扬程m调节流量的方法如图二所示，曲线1是阀门全部打开时，供水系统的阻力特性；曲线2是额定转速时，泵的扬程特性。这时供水系统的工作点为A点：流量QA，扬程HA；由1-2式可知电动机轴功率与面积OQAAHA成正比。今欲将流量从QA调节到QB只需将水泵电机转速由N2调节到N4，电动机轴功率由面积OQAAHA降为面

4、积OQBCHC，节能效果明显。经实地勘察，本着节省投资，并使改造后的能与原有的系统随时方便切换，采用基于三菱FX3U系列、变频器和外围传感器等组成的智能控制系统，自动控制的空调循环、冷却水泵的变频运行，主要功能有：1按空调负荷变化来对空调泵进行变频控制，设定的温差、压差流量值可人工设定或按不同时段自动调整，以知足不同时间段大楼对空调的需求。在夏季制冷工况下，系统还需自动保证离心制冷机的允许最低流量，确保系统安全运行。2夏季制冷工况时根据空调负荷自动地在机组允许的冷却水量范围内调节冷却水泵的流量，到达冷却水泵节能目的。3该大楼的冷却塔采用了低噪音无风机形式，为保证冷却效果，需保证冷却塔出水压力在

5、一定范围，使水流以一定流速喷出雾化充分获得较好的冷却效果，冷却塔出水阀需与冷却水泵的自动联动控制故，即根据冷却水出水压力控制出水阀门开启个的个数实现。4考虑到系统运行的可靠性，采用人工干涉下的台数控制功能，即系统可实时监测空调负荷，并计算出当前空调系统的负荷情况，提示需开启空调机组的台数。5对被控制的设备提供电气保护过电压、过电流、过载保护、冷冻水低流量保护、冷冻水低温保护、冷却水高水温保护功能。6本子系统的监控数据及控制指令通过CC-Link与主站QPLC通信，并采用通用组态软件组态王6.52对空调系统的各水泵、风机、主机的主要工艺参数的监控。4.2空调末端部分由于空调末端设备如空调机新风机

6、等的数量较多且分布范围大，其能耗也占有比拟大的比例，故本次改造方案是首先对大楼节能和管理要求较高的部分的控制功能进行改造，在现场设置性价比很高的FX1NPLC控制器对末端设备进行控制，该控制器也连接在上，可通过主站控制软件界面监测和操作。改造完成后对空调末端设备实现下列控制功能：空调末端：1、实时监控楼层的空调机新风机和风机盘管的运行状态2、设备控制开关为时间程序控制，或监控站人工控制。3、根据室温采用PID算法控制空调机水阀开度，保证温度恒定，到达节能舒适的功能。4、监视空调机滤网滤网能否淤堵，及时提醒清洗。5、时间程序可根据季节设定并累计空调机的累计运行时间。6、为管理提供可靠根据。还可实现夜间换风和防冻等功能。4.3系统框图120层共5个控制子站五、结论系统改造后，经精心调试，完全到达各项控制功能的要求，由于采用了工业控制的通用设备，系统的实时性较以往有了大幅提高且稳定可靠，投资和维护费用低，备件充裕，可确保系统长期可靠使用。十分是冷热源系统部分的控制程序经屡次测试和优化，不但操作简便且节能效果明显，平均可达20%左右；同时末端设备控制愈加方便。在举国关注节能减排的形势下，该控制系统值得在推广。0