BKS節(jié)能設(shè)計(jì)方案090430-向

1、· 江蘇省中醫(yī)院-中央空調(diào)能源管理系統(tǒng) 江蘇省中醫(yī)院“中央空調(diào)能源管理系統(tǒng)”設(shè)計(jì)方案匯通華城樓宇科技有限公司二九年四月目錄1.企業(yè)概況31.1.企業(yè)介紹31.2.部分項(xiàng)目清單42.中央空調(diào)系統(tǒng)概況52.1.項(xiàng)目信息說明52.3中央空調(diào)系統(tǒng)能耗分析52.4中央空調(diào)系統(tǒng)的智能化控制要求64BKS2008系統(tǒng)控制原理74.1節(jié)能控制目標(biāo)和范圍74.2先進(jìn)的模糊控制技術(shù)84.3冷凍水系統(tǒng)最佳輸出能量控制94.4冷卻水系統(tǒng)系統(tǒng)效率最佳控制104.5冷卻風(fēng)系統(tǒng)最佳運(yùn)行組合控制114.6動(dòng)態(tài)冷熱量平衡系統(tǒng)114.7系統(tǒng)控制接口-BA接口124.8機(jī)組群控125BKS2008系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案135.1B

2、KS2008系統(tǒng)構(gòu)成136中央空調(diào)常見控制系統(tǒng)與BKS2008系統(tǒng)的差異146.1樓控系統(tǒng)與BKS2008系統(tǒng)的差異146.2傳統(tǒng)的變頻控制系統(tǒng)與BKS2008系統(tǒng)的差異167BKS2008系統(tǒng)的管理功能168BKS2008系統(tǒng)的綜合優(yōu)勢(shì)20前言能源是國家建設(shè)和人民生活中必不可少的源動(dòng)力，而能源利用率是一個(gè)國家科技水平的象征，開發(fā)新能源、節(jié)約能源和提高能源的利用率是當(dāng)前保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首要任務(wù)。中央空調(diào)以消耗能源為動(dòng)力，為人們提供舒適的工作環(huán)境和生活環(huán)境，但也帶來了巨大的能源消耗，大大增加了建筑物的運(yùn)營成本。據(jù)調(diào)查，目前不少中央空調(diào)的能耗幾乎占了建筑物能耗的50%以上，所以中央空調(diào)的節(jié)能改造，對(duì)

3、節(jié)約能源十分重要。中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)時(shí)變性的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，其運(yùn)行工況受季節(jié)變化、天氣變化、環(huán)境條件、人流量增減等諸多因素的綜合影響，是隨時(shí)變化的，且始終處于波動(dòng)之中。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，大部份建筑物年最大負(fù)荷的出現(xiàn)時(shí)間只有幾十小時(shí)，而絕大部分時(shí)間中央空調(diào)系統(tǒng)都是在部分負(fù)荷條件下運(yùn)行。如果中央空調(diào)的運(yùn)行方式不能根據(jù)負(fù)荷的變化而調(diào)節(jié)，始終在額定容量（即滿負(fù)荷狀態(tài)）下運(yùn)行，勢(shì)必造成巨大的能源浪費(fèi)，給企業(yè)造成巨額電費(fèi)支出，增加運(yùn)營成本，降低競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，也給國家能源供應(yīng)造成極大的壓力，加劇了能源供需的矛盾。然而，長期以來，由于缺乏先進(jìn)的技術(shù)手段和裝備，目前的中央空調(diào)系統(tǒng)一直沿用傳統(tǒng)的人工管理方式和簡(jiǎn)易開關(guān)控制設(shè)備

4、，不能實(shí)現(xiàn)空調(diào)冷媒流量跟隨末端負(fù)荷的變化而動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，在部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)造成能源浪費(fèi)很大，使我國建筑用能效率低下，單位建筑面積能耗比同等氣候條件的發(fā)達(dá)國家高出23倍。匯通華城樓宇科技有限公司在多年中央空調(diào)節(jié)能控制領(lǐng)域探索、研究、試驗(yàn)和實(shí)踐的基礎(chǔ)上，運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法，將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、模糊控制技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)與變頻調(diào)速技術(shù)相結(jié)合，成功研制出了具有智能模糊控制功能的先進(jìn)的BKS系列中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)，可依據(jù)環(huán)境與負(fù)荷的變化，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化和冷媒流量根據(jù)負(fù)荷需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)節(jié)，保障空調(diào)系統(tǒng)冷源設(shè)備在任何負(fù)荷條件下，都能保持高效率（COP）運(yùn)行，從而最大限度地降低空調(diào)系統(tǒng)能耗，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合節(jié)

5、能20%40%，為我國中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制提供了一種先進(jìn)的技術(shù)裝備，對(duì)降低中央空調(diào)能耗具有重要的作用。1. 企業(yè)概況1.1. 企業(yè)介紹匯通華城提供的BKS系列中央空調(diào)能源管理系統(tǒng)已在全國600多個(gè)項(xiàng)目里面為用戶實(shí)現(xiàn)了20以上的綜合節(jié)能，降低了中央空調(diào)能耗，降低了企業(yè)運(yùn)營成本，為客戶創(chuàng)造了巨大的節(jié)能收益。根據(jù)對(duì)貴項(xiàng)目能源利用上的預(yù)測(cè)評(píng)估和實(shí)際的設(shè)計(jì)情況，我們選用匯通華城BKS2008系列中央空調(diào)能源管理系統(tǒng)。匯通華城樓宇科技有限公司是專業(yè)從事現(xiàn)代建筑節(jié)能控制技術(shù)與產(chǎn)品的研發(fā)，節(jié)能設(shè)備制造以及用戶能源診斷，節(jié)能方案設(shè)計(jì)，工程實(shí)施和運(yùn)行保障等綜合性節(jié)能服務(wù)企業(yè)，是貴州省高新技術(shù)企業(yè)和軟件企業(yè)，是中

6、國節(jié)能協(xié)會(huì)理事單位和中國節(jié)能協(xié)會(huì)節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)委員會(huì)（EMCA）的首批常務(wù)會(huì)員單位。公司憑借著世界領(lǐng)先的節(jié)能控制技術(shù)和成熟可靠的產(chǎn)品，目前現(xiàn)已成為該領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)跑者，也是國內(nèi)中央空調(diào)節(jié)能控制領(lǐng)域最大的成套設(shè)備制造商和服務(wù)商，同時(shí)是：中國節(jié)能協(xié)會(huì)理事單位中國節(jié)能協(xié)會(huì)服務(wù)產(chǎn)業(yè)委員會(huì)（EMCA）的首批常務(wù)委員單位中國節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)2006年十佳企業(yè)中國首批（103）家創(chuàng)新型企業(yè)試點(diǎn)單位中國最大的節(jié)能服務(wù)公司（EMCO）之一中國中央空調(diào)節(jié)能控制領(lǐng)域優(yōu)秀的成套設(shè)備供應(yīng)商公司在世界上率先將現(xiàn)代模糊控制技術(shù)引入中央空調(diào)控制，開創(chuàng)了中央空調(diào)控制技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向智能模糊控制，實(shí)現(xiàn)了中央空調(diào)總體節(jié)能20%40%

7、，并先后獲得了23項(xiàng)國家發(fā)明專利和3項(xiàng)國際發(fā)明專利，在國內(nèi)外都處于領(lǐng)先水平。BKS系列產(chǎn)品不僅具有強(qiáng)大的自動(dòng)控制功能，實(shí)現(xiàn)了中央空調(diào)系統(tǒng)的高效節(jié)能，而且具有完善的管理功能，如便捷的狀態(tài)監(jiān)控、機(jī)組群控、實(shí)時(shí)的維護(hù)預(yù)測(cè)、服務(wù)質(zhì)量控制、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、能耗記錄分析、事件記錄等，為用戶提供了一個(gè)運(yùn)用計(jì)算機(jī)管理中央空調(diào)系統(tǒng)的先進(jìn)工具，可以促進(jìn)中央空調(diào)控制與管理的現(xiàn)代化。在推廣BKS系列節(jié)能產(chǎn)品的同時(shí)，貴州匯通華城為客戶提供集節(jié)能評(píng)估、節(jié)能方案設(shè)計(jì)、節(jié)能產(chǎn)品制造、節(jié)能工程實(shí)施以及后續(xù)相關(guān)的一條龍服務(wù)。迄今為止,匯通華城樓宇科技BKS系列產(chǎn)品已經(jīng)在全國六百多個(gè)大型項(xiàng)目中得到成功實(shí)施應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)年節(jié)約電能3億度，

8、每年為客戶創(chuàng)造節(jié)能價(jià)值超過2.1億元，取得了良好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為建設(shè)節(jié)約型社會(huì)做出了貢獻(xiàn)。1.2. 部分項(xiàng)目清單匯通華城樓宇科技有限公司已建立起一個(gè)全國性的營銷網(wǎng)絡(luò)和售后服務(wù)體系，產(chǎn)品在全國20多個(gè)省市的600多個(gè)項(xiàng)目得到成功應(yīng)用。BKS系列產(chǎn)品目前在辦公樓、商場(chǎng)、酒店賓館等各類場(chǎng)所應(yīng)用的主要項(xiàng)目有:u 全國政協(xié)辦公大樓（主機(jī)為離心式電制冷主機(jī)，總制冷量1650冷噸，2006年6月BKS產(chǎn)品投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)綜合節(jié)能率30.72%,每年節(jié)約電耗57萬度）。u 上海新錦江大酒店（主機(jī)為離心式電制冷主機(jī)，2003年8月BKS產(chǎn)品投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)綜合節(jié)能率23.27%，每年節(jié)約電耗9

9、6萬度）u 解放軍白求恩國際和平醫(yī)院（主機(jī)為離心式電制冷主機(jī)，總制冷量1599冷噸,2006年6月BKS產(chǎn)品投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)綜合節(jié)能率33%，每年節(jié)約電耗35.4萬度）。u 陜西省人民醫(yī)院（主機(jī)為開利直燃式，總制冷量1492冷噸,2005年8月BKS產(chǎn)品投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)綜合節(jié)能率43.7%，每年主機(jī)節(jié)氣13.1萬立方，輔機(jī)節(jié)約電耗61.8萬度）。u 廣東省人民醫(yī)院(主機(jī)為離心式電制冷主機(jī)，總制冷量7934冷噸，2006年10月BKS產(chǎn)品投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)綜合節(jié)能率22.44%,每年節(jié)約電耗105.68萬度）。u 中國福利會(huì)國際和平婦幼保健院(主機(jī)為螺桿式電制冷主機(jī)，總制冷量80

10、0冷噸，2006年7月BKS產(chǎn)品投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)綜合節(jié)能率22.25%,每年節(jié)約電耗35萬度）。應(yīng)用范圍覆蓋了商業(yè)樓宇、辦公樓、酒店、醫(yī)院、工廠等各類中央空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)所。2. 中央空調(diào)系統(tǒng)概況2.1. 項(xiàng)目信息說明本工程為江蘇省中醫(yī)院南擴(kuò)工程.由醫(yī)療綜合樓和配套服務(wù)樓組成.建筑地下二層,地上醫(yī)療綜合樓二十層, 配套服務(wù)樓六層.建筑高度78.4米,建筑面積106335m2.地下一層為設(shè)備用房,地下車庫,地下二層為人防和地下車庫 。醫(yī)療綜合樓一三層為檢驗(yàn),藥品等用房,四層為手術(shù)和ICU用房。 六二十層為病房.配套服務(wù)樓二層為網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī),電話總機(jī)房；三六層為病案,辦公等用房.2.2 中央空調(diào)

11、系統(tǒng)設(shè)備配置江蘇省中醫(yī)院中央空調(diào)采用了3臺(tái)離心式電制冷主機(jī)為醫(yī)院提供冷源，集中供熱方式提供熱源，以保障醫(yī)院正常運(yùn)營所需要的環(huán)境溫濕度舒適性要求。系統(tǒng)冷卻水為開式系統(tǒng)、冷凍水為閉式系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)總體為二管制。項(xiàng)目名稱江蘇省中醫(yī)院系統(tǒng)概況中央空調(diào)主機(jī)制冷量900冷噸功率530KW臺(tái)數(shù)3冷凍水泵機(jī)型一功率75KW臺(tái)數(shù)4(3用1備)冷凍水泵與主機(jī)并聯(lián)連接冷卻水泵機(jī)型一功率75KW臺(tái)數(shù)4(3用1備)冷卻水泵并聯(lián)連接熱水泵機(jī)型一功率30KW臺(tái)數(shù)4熱水泵與板換串聯(lián)連接冷卻塔機(jī)型一功率7.5KW*4臺(tái)數(shù)32.3 中央空調(diào)系統(tǒng)能耗分析中央空調(diào)是能耗很高的系統(tǒng)，在日常使用中中央空調(diào)的能耗通常占到整個(gè)醫(yī)院的運(yùn)行費(fèi)用

12、的50%以上，而其中機(jī)房側(cè)所占比例最大，下表我們對(duì)本系統(tǒng)中央空調(diào)水系統(tǒng)能耗進(jìn)行簡(jiǎn)單分析：空調(diào)水系統(tǒng)能耗統(tǒng)計(jì)（單位：KW）主機(jī)制冷量主機(jī)功率冷凍水泵功率空調(diào)熱水泵功率冷卻水泵功率冷卻塔風(fēng)機(jī)功率總計(jì)機(jī)型一3172530753075302220機(jī)型二317253075307530機(jī)型三317253075307530小計(jì)1113615902259022590從上面的中央空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)表中可以看出，在系統(tǒng)設(shè)備全部投入使用的情況下，每小時(shí)最大能耗為2220KWH，醫(yī)院投入正常使用后，每年耗電量約180萬KWH。因此需要在實(shí)現(xiàn)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的綜合智能化控制的基礎(chǔ)上，對(duì)本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)空調(diào)的運(yùn)行及管理節(jié)能，大幅度降低空

13、調(diào)系統(tǒng)的能耗。同時(shí)節(jié)能必須以整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)為一個(gè)整體，在滿足末端需求的前提下，一方面調(diào)節(jié)水泵的頻率節(jié)能，另一方面兼顧水泵流量的變化朝著提高主機(jī)能效的方向發(fā)展，使主機(jī)節(jié)能，最終經(jīng)過模糊控制，使整個(gè)系統(tǒng)的綜合能效最高。2.4 中央空調(diào)系統(tǒng)的智能化控制要求由于本項(xiàng)目定位較高，對(duì)中央空調(diào)機(jī)房集中管理與節(jié)能控制系統(tǒng)技術(shù)性要求也較高，這些控制包括：l 機(jī)房內(nèi)各空調(diào)設(shè)備的啟停、聯(lián)動(dòng)控制；l 主機(jī)及水泵群控；l 根據(jù)空調(diào)負(fù)荷的隨時(shí)變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)與之匹配的空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜合節(jié)能；l 閥門的開啟及調(diào)節(jié)的自動(dòng)和手動(dòng)控制。3 設(shè)計(jì)目標(biāo)3.1 控制目標(biāo)采用專業(yè)的中央空調(diào)能源管理系統(tǒng)，綜合各項(xiàng)控制要求，

14、實(shí)現(xiàn)整個(gè)中央空調(diào)水系統(tǒng)的智能化管理，包括系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，系統(tǒng)群控，并隨時(shí)根據(jù)負(fù)荷變化自動(dòng)、及時(shí)并有預(yù)見性地調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行收益及管理收益。3.2 節(jié)能效果根據(jù)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷變化的預(yù)測(cè)判斷，控制系統(tǒng)能動(dòng)態(tài)跟隨負(fù)荷的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速，并動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)空調(diào)水系統(tǒng)進(jìn)行全面優(yōu)化，從而達(dá)到空調(diào)系統(tǒng)年平均節(jié)能率20%40%的節(jié)能效果（其中空調(diào)主機(jī)節(jié)能率約為10%20%，輔機(jī)節(jié)能率約為50%60%）。3.3 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)系統(tǒng)滿足以下技術(shù)參數(shù)要求： 工作環(huán)境溫度 040 相對(duì)濕度 90%(20),無凝露 安裝使用地點(diǎn)的海拔高度 1000m 輸入電源頻率 50 Hz 輸出頻率

15、（控制柜） 0 Hz50 Hz 輸入電源電壓 三相 AC 380V±38V 輸出電壓（控制柜） 三相 AC 0V380V 控制柜防護(hù)等級(jí) IP20 操作方式 自動(dòng)、手動(dòng) 外形尺寸（控制柜） 1800（2200）×600（800）×6004 BKS2008系統(tǒng)控制原理4.1 節(jié)能控制目標(biāo)和范圍中央空調(diào)水系統(tǒng)由冷凍水泵、冷卻水泵、制冷主機(jī)、冷卻塔等環(huán)節(jié)構(gòu)成，其能耗較大。常見傳統(tǒng)的節(jié)能方式就是通過對(duì)水泵進(jìn)行簡(jiǎn)單的變頻實(shí)現(xiàn)水泵的節(jié)能。而在整個(gè)系統(tǒng)中，水泵的能耗通常只占到總能耗的1/31/4，因此僅實(shí)現(xiàn)水泵的變頻節(jié)能，其節(jié)能量有限；尤其值得注意的是，由于中央空調(diào)水系統(tǒng)是一個(gè)

16、相互關(guān)聯(lián)、相互影響的整體，如果單獨(dú)考慮水泵的變頻會(huì)產(chǎn)生由于流量的變化造成主機(jī)側(cè)外圍溫度場(chǎng)的變化，從而可能出現(xiàn)主機(jī)運(yùn)行工作點(diǎn)的漂移而導(dǎo)致主機(jī)能耗增加的結(jié)果，這也是我們通常所說的“水泵節(jié)能，主機(jī)耗能”的情況。因此僅進(jìn)行水泵側(cè)的節(jié)能，其節(jié)能量是局部有限的，且會(huì)對(duì)系統(tǒng)的總體能耗帶來不利影響?？刂乒?jié)能的最終目標(biāo)是機(jī)房所有設(shè)備的總能效最高，即末端每輸出一冷噸冷量整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)所用的的功耗最小，而不只是片面的看某一個(gè)設(shè)備環(huán)節(jié)的節(jié)能。在本控制系統(tǒng)中，BKS2008經(jīng)過模糊優(yōu)化使整個(gè)系統(tǒng)在滿足末端負(fù)荷的情況下，系統(tǒng)綜合COP時(shí)刻處于最高值。4.2 先進(jìn)的模糊控制技術(shù)中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，涉及到載冷劑（冷凍水

17、）、制冷劑、冷卻劑（冷卻水）三種冷媒的循環(huán)運(yùn)行，涉及到空調(diào)末端裝置、制冷機(jī)組蒸發(fā)器、制冷機(jī)組冷凝器以及冷卻塔裝置等四個(gè)熱交換過程，涉及到系統(tǒng)的負(fù)荷及實(shí)際工況，運(yùn)行情況復(fù)雜，制約因素很多，使中央空調(diào)系統(tǒng)具有顯著的復(fù)雜性特征。此外，中央空調(diào)系統(tǒng)的復(fù)雜性還表現(xiàn)在它的時(shí)滯性、時(shí)變性、非線性和大惰性；表現(xiàn)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的多樣性，負(fù)荷和環(huán)境因素的不確定性；表現(xiàn)在它的多參量以及參量間的互相關(guān)聯(lián)和影響等。對(duì)這樣復(fù)雜的系統(tǒng)，其動(dòng)態(tài)特性不易掌握，系統(tǒng)越大其滯后性及惰性就越強(qiáng)。通常的中央空調(diào)系統(tǒng)中，冷凍水循環(huán)周期長達(dá)十幾分鐘至幾十分鐘，而系統(tǒng)的溫度，壓力，流量等傳感器通常安裝在冷凍機(jī)房內(nèi)，當(dāng)末端的空調(diào)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，機(jī)

18、房側(cè)探頭所測(cè)得的系統(tǒng)信號(hào)往往是若干時(shí)間以前的負(fù)荷變化；同時(shí)水系統(tǒng)的惰性大，反應(yīng)慢，在這種情況下，如用傳統(tǒng)的樓宇控制系統(tǒng)的控制方式（通常為PID控制方式）所采用的跟隨式控制，其控制及調(diào)節(jié)誤差很大。從控制系統(tǒng)的運(yùn)算方式來說，傳統(tǒng)的PID控制方式是基于單參量，線性變化時(shí)的一種邏輯運(yùn)算，對(duì)于中央空調(diào)這種多參量，非線性變化的復(fù)雜系統(tǒng)而言，其控制效果較差，系統(tǒng)波動(dòng)性強(qiáng)。匯通華城“BKS2008中央空調(diào)能源管理系統(tǒng)”的模糊控制是以模糊集合論、模糊語言變量及模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)智能控制，尤其適合于中央空調(diào)這樣復(fù)雜的、非線性的和時(shí)變性系統(tǒng)的控制。它是以人（專家）的豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和思維過程構(gòu)建的模糊規(guī)則為依據(jù)

19、進(jìn)行推理與判斷，模擬人類技術(shù)專家做決策的過程來解決那些需要人（專家）決定的復(fù)雜問題。它無需對(duì)被控對(duì)象建立精確的數(shù)學(xué)模型，只需作模糊描述即可實(shí)現(xiàn)控制。這樣的控制更符合中央空調(diào)的復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性和模糊性，使控制簡(jiǎn)便，又能達(dá)到所要求的控制精度。模糊控制的基本思想是利用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)人的控制要求，利用模糊規(guī)則推理對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行類似人腦的知識(shí)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的優(yōu)化控制。在控制過程中，根據(jù)對(duì)被控動(dòng)態(tài)過程特征的識(shí)別，自適應(yīng)地調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各受控參量的優(yōu)化控制，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行，以達(dá)到系統(tǒng)整體綜合性能最優(yōu)的目的。4.3 冷凍水系統(tǒng)最佳輸出能量控制冷凍水系統(tǒng)控制流程示意圖

20、BKS系統(tǒng)對(duì)空調(diào)冷凍水系統(tǒng)采用模糊預(yù)測(cè)算法實(shí)現(xiàn)最佳輸出能量控制。當(dāng)氣候條件或空調(diào)末端負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，空調(diào)冷凍水系統(tǒng)供回水溫度、溫差、壓差和流量亦隨之變化，流量計(jì)、壓差傳感器和溫度傳感器將檢測(cè)到的這些參數(shù)送至模糊控制器，模糊控制器依據(jù)所采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)模糊預(yù)測(cè)算法模型、系統(tǒng)特性及循環(huán)周期，通過推理、預(yù)測(cè)出未來時(shí)刻空調(diào)負(fù)荷所需的制冷量和系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，包括冷凍水供回水溫度、溫差、壓差和流量的最佳值，并以此調(diào)節(jié)各變頻器輸出頻率，控制冷凍水泵的轉(zhuǎn)速，改變其流量，使冷凍水系統(tǒng)的供回水溫度、溫差、壓差和流量運(yùn)行在模糊控制器給出的最優(yōu)值，使系統(tǒng)輸出能量與末端負(fù)荷需求相匹配。由于冷凍水系統(tǒng)

21、采用了輸出能量的動(dòng)態(tài)控制，實(shí)現(xiàn)空調(diào)主機(jī)冷媒流量跟隨末端負(fù)荷的需求供應(yīng)，使空調(diào)系統(tǒng)在各種負(fù)荷情況下，都能既保證末端用戶的舒適性，又最大限度地節(jié)省了系統(tǒng)的能量消耗。在本項(xiàng)目中，針對(duì)冷凍水泵采用預(yù)期流量的控制算法，在保證末端舒適性的同時(shí)消耗最少的能耗。4.4 冷卻水系統(tǒng)系統(tǒng)效率最佳控制當(dāng)氣候條件或空調(diào)末端負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，空調(diào)主機(jī)負(fù)荷率將隨之變化，主機(jī)的效率也隨之變化。由于主機(jī)效率與冷卻水溫度有關(guān)，在一定范圍內(nèi)冷卻水溫度降低，有利于提高主機(jī)效率、降低主機(jī)能耗。但冷卻水溫度降低，將導(dǎo)致冷卻水泵和冷卻塔的能耗升高。因此，只有將主機(jī)能耗、冷卻水泵能耗、冷卻塔風(fēng)機(jī)能耗三者統(tǒng)一考慮，在各種負(fù)荷條件下找到一個(gè)能保

22、持系統(tǒng)效率（系統(tǒng)COP）最高所對(duì)應(yīng)的冷卻水溫度，即找到一個(gè)系統(tǒng)效率最佳點(diǎn)，才能使整個(gè)系統(tǒng)能效比最高。冷卻水系統(tǒng)控制流程示意圖冷卻水溫度與室外環(huán)境溫度、室外環(huán)境濕度、冷卻水泵特性、冷卻塔排熱能力、主機(jī)排熱負(fù)荷等諸多因素有關(guān)，但由于氣候條件和排熱負(fù)荷的時(shí)變性，以及冷卻塔、冷卻水泵和主機(jī)冷凝器等特性的變化，因此，傳統(tǒng)的控制方式或簡(jiǎn)易的變頻器控制方式都不可能達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行效率優(yōu)化的控制目標(biāo)。BKS系統(tǒng)對(duì)空調(diào)冷卻水系統(tǒng)采用自適應(yīng)模糊優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效率最佳控制。當(dāng)氣候條件或空調(diào)末端負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，模糊控制器在動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)負(fù)荷的前提下，依據(jù)所采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)氣候條件、系統(tǒng)特性和自適應(yīng)模糊

23、優(yōu)化算法模型，通過推理、計(jì)算出所需的冷卻水溫度最佳值，并以此調(diào)節(jié)冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻器的輸出頻率，控制冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)冷卻水的流量和冷卻塔風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，使冷卻水溫度趨近于模糊控制器給出的最優(yōu)值，從而保證整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)始終處于最佳效率狀態(tài)下運(yùn)行，系統(tǒng)整體能耗最低。4.5 冷卻風(fēng)系統(tǒng)最佳運(yùn)行組合控制風(fēng)機(jī)智能控制柜經(jīng)傳輸導(dǎo)線直接與冷卻塔風(fēng)機(jī)連接，當(dāng)電機(jī)起動(dòng)完畢后，起動(dòng)完畢信號(hào)送至模糊控制器，由模糊控制器向?qū)?yīng)變頻器發(fā)出指令，冷卻塔風(fēng)機(jī)按模糊控制器輸出的控制參數(shù)值，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)變頻器的輸出頻率，控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,使冷卻水的進(jìn)口溫度逼近模糊控制器給定的最優(yōu)值，使冷卻水入口溫度保證空調(diào)主機(jī)處于

24、最佳運(yùn)行工況。4.6 動(dòng)態(tài)冷熱量平衡系統(tǒng)大多數(shù)的中央空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)建成后，在實(shí)際運(yùn)行中，普遍存在冷熱量失調(diào)問題（即中央空調(diào)提供的冷熱量在滿足某區(qū)域所需冷熱量同時(shí)，另一區(qū)域的供冷熱量超過了實(shí)際的需要），其主要原因如下：l 管徑的尺寸由于管材標(biāo)準(zhǔn)的限制往往與計(jì)算尺寸存在差別；l 由于施工條件的限制，管路的實(shí)際情況與設(shè)計(jì)情況也會(huì)有很大的不同；l 管網(wǎng)建成后增加新的負(fù)荷面積，使原有的冷熱量平衡遭到破壞。管網(wǎng)的冷熱量失調(diào)，會(huì)造成空調(diào)系統(tǒng)熱力失衡，冷熱不均。為了保障局部失衡區(qū)域達(dá)到制冷標(biāo)準(zhǔn)，就必需保持較大的冷凍水流量，導(dǎo)致系統(tǒng)能耗增加且節(jié)能空間受到限制。BKS2008系統(tǒng)提供了基于能量平衡的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能，能

25、夠?qū)崿F(xiàn)各支路的能量平衡和制冷或制熱效果平衡，同時(shí)也為降低冷凍水運(yùn)載能耗挖掘了更大的空間。另外，基于此能量平衡系統(tǒng)，BKS2008還可以提供不同功能或不同時(shí)間段、不同區(qū)域服務(wù)的功能，通過預(yù)設(shè)置服務(wù)質(zhì)量，自動(dòng)調(diào)節(jié)此區(qū)域的能量供給，可以更好的達(dá)到舒適性要求，避免了因滿足特殊區(qū)域服務(wù)質(zhì)量要求而導(dǎo)致的整體能耗的大幅上升。4.7 系統(tǒng)控制接口-BA接口根據(jù)需要，系統(tǒng)提供干接點(diǎn)信號(hào)傳輸水泵狀態(tài)信號(hào)、故障信號(hào)等參量備樓宇監(jiān)控系統(tǒng)使用；另外，系統(tǒng)還開放OPC接口，可提供水泵狀態(tài)信號(hào)、故障信號(hào)、供回水溫度、流量以及供回水壓差等參量。BKS系統(tǒng)提供開放的OPC接口和硬件接口，具有良好的兼容性和開放性，能夠與任何支持

26、OPC協(xié)議的樓控實(shí)現(xiàn)集成，達(dá)到信息交流與資源共享。4.8 機(jī)組群控中央空調(diào)制冷主機(jī)的效率特性通常隨著負(fù)荷的變化而變化，并在某一負(fù)荷率下具有最佳效率。由于主機(jī)的效率與負(fù)荷率有關(guān)，因此，在多臺(tái)機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，需要根據(jù)當(dāng)前負(fù)荷的實(shí)際情況，選擇一種最佳的主機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)組合，以達(dá)到系統(tǒng)的最高效率。BKS2008系統(tǒng)根據(jù)所采集的流量與冷凍水供回水溫差計(jì)算出當(dāng)前負(fù)荷，并以歷史記錄的主機(jī)負(fù)荷效率特性或者經(jīng)驗(yàn)主機(jī)負(fù)荷效率特性，通過模糊推理規(guī)則來確定需要投入運(yùn)行的主機(jī)臺(tái)數(shù)及具體機(jī)組，確保系統(tǒng)具有最高的運(yùn)行效率。5 BKS2008系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案5.1 BKS2008系統(tǒng)構(gòu)成經(jīng)過對(duì)本項(xiàng)目能源利用的科學(xué)預(yù)測(cè),并且考慮到中央

27、空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)情況，我們采用一套BKS2008-2B型中央空調(diào)能源管理系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和節(jié)能控制。系統(tǒng)控制對(duì)象：電制冷主機(jī)4臺(tái)，切換控制冷卻水泵4臺(tái)冷凍水泵4臺(tái)，空調(diào)熱水泵4臺(tái)，冷卻塔3組。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 采用BKS2008系統(tǒng)后，將配電、系統(tǒng)節(jié)能、智能化控制集成于一體，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)機(jī)房的整體配套與綜合管理，從而真正實(shí)現(xiàn)機(jī)房的智能化管理；采用BKS2008系統(tǒng)后，用戶還可以實(shí)現(xiàn)每年20以上的中央空調(diào)的綜合節(jié)能。6 中央空調(diào)常見控制系統(tǒng)與BKS2008系統(tǒng)的差異常見的中央空調(diào)控制系統(tǒng)有樓控系統(tǒng)、水泵變頻控制系統(tǒng)等。但是這些系統(tǒng)與BKS系統(tǒng)的差異性很大，現(xiàn)做簡(jiǎn)單的介紹。6.1 樓控系統(tǒng)與BKS20

28、08系統(tǒng)的差異6.1.1 樓控系統(tǒng)與BKS2008系統(tǒng)控制對(duì)象的差異性樓宇設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)是對(duì)大樓內(nèi)機(jī)電設(shè)備的監(jiān)控和管理，控制對(duì)象主要包括：冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)等。該系統(tǒng)是對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理，達(dá)到各個(gè)設(shè)備的高效、合理運(yùn)行及節(jié)能的目的，從而提高工作效率，降低管理成本。而BKS2008系統(tǒng)是匯通華城樓宇科技有限公司研制開發(fā)的專門用于中央空調(diào)機(jī)房冷熱源系統(tǒng)控制與節(jié)能的專家系統(tǒng)。其控制對(duì)象主要為冷熱源系統(tǒng)，包括中央空調(diào)主機(jī)、冷凍（溫）水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)、熱交換器、補(bǔ)水泵等設(shè)備。其主要目的是實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)機(jī)房內(nèi)冷熱源設(shè)備的配電、智能化控制

29、和運(yùn)行節(jié)能管理，使得運(yùn)行費(fèi)用降低2040。6.1.2 樓控系統(tǒng)與BKS2008系統(tǒng)的技術(shù)差異樓控系統(tǒng)較BKS2008系統(tǒng)來說，具有控制范圍廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn)。但是比起B(yǎng)KS2008系統(tǒng)，其劣勢(shì)也顯而易見。n 工程與產(chǎn)品BA系統(tǒng)從本質(zhì)上講是一些功能未定型的工程設(shè)備，其設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)主要依靠現(xiàn)場(chǎng)編程、調(diào)試來完成，要求編程、調(diào)試的工作人員對(duì)所控制的對(duì)象的運(yùn)行特點(diǎn)和技術(shù)規(guī)范都要有深刻的了解，然而，深刻理解暖通專業(yè)的系統(tǒng)編程人員十分稀缺，造成實(shí)際項(xiàng)目的控制效果差異較大，系統(tǒng)可用性無法保證，可靠性低。而且現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行軟件二次編程難以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，系統(tǒng)之間的一致性差，無論對(duì)于工程商還是用戶，隨著

30、使用時(shí)間的增加，后期維護(hù)成本會(huì)很高。而BKS系統(tǒng)是一個(gè)成套的、功能定型的數(shù)字化智能配電產(chǎn)品，每套產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)的控制功能是一致的。n 控制功能BA系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制對(duì)象是建筑物內(nèi)的所有機(jī)電設(shè)備，是一個(gè)對(duì)設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)、管理的工具，其優(yōu)點(diǎn)是監(jiān)測(cè)點(diǎn)多、控制的設(shè)備全面、管理功能強(qiáng)大。但在對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控中，BA系統(tǒng)通常是對(duì)各種運(yùn)行信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和對(duì)空調(diào)主機(jī)、冷凍（溫）水泵、冷卻水泵等大功率設(shè)備的啟、停狀態(tài)進(jìn)行控制，而不是根據(jù)建筑物空調(diào)實(shí)際需要的負(fù)荷來對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程進(jìn)行控制。因此，在BA控制的空調(diào)系統(tǒng)中，仍然存在著較大的節(jié)能空間。BKS系統(tǒng)可根據(jù)檢測(cè)到的流量、壓力、溫度、能耗等信號(hào)，通過匯通華城公司獨(dú)創(chuàng)的智

31、能模糊優(yōu)化算法（已獲國家發(fā)明專利），實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)負(fù)荷的實(shí)時(shí)跟蹤，控制輸送到末端的冷量，與當(dāng)時(shí)的空調(diào)負(fù)荷相匹配，確保系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)換效率始終處于比較高的水平。BKS系統(tǒng)還具有一些獨(dú)創(chuàng)的先進(jìn)控制技術(shù)，如機(jī)組群控、泵組優(yōu)選、模糊預(yù)期算法等，通過這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)空調(diào)負(fù)荷輸出的精確控制，在系統(tǒng)耗能最少的情況下，滿足末端負(fù)荷的需求，實(shí)現(xiàn)供需平衡，達(dá)到最佳節(jié)能。n 成套性、可靠性BKS系統(tǒng)生產(chǎn)過程中，在匯通華城公司研發(fā)的仿真平臺(tái)上，依據(jù)對(duì)應(yīng)的中央空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行仿真運(yùn)行，完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再經(jīng)過一定時(shí)間的老化運(yùn)行后出廠, 無需現(xiàn)場(chǎng)編程及功能驗(yàn)證，保證了設(shè)備的安全可靠。控制系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化和標(biāo)準(zhǔn)化，有利于設(shè)

32、備的維護(hù)保養(yǎng)。BA系統(tǒng)大部分調(diào)試工作是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，系統(tǒng)的功能驗(yàn)證主要依靠現(xiàn)場(chǎng)人員逐一進(jìn)行，很難實(shí)現(xiàn)完整的功能及安全驗(yàn)證，后期的修改和維護(hù)是難免的，且完成調(diào)試周期相對(duì)較長。n 兼容性BKS系統(tǒng)是一套智能化的控制和配電設(shè)備，從智能控制的方面來說，它獨(dú)立構(gòu)成中央空調(diào)冷熱源側(cè)的控制子系統(tǒng)，提供了符合OPC協(xié)議的軟件接口和采用BA接口箱的硬件接口，具有良好的開放性、兼容性和集成性，可滿足BAS的自動(dòng)化管理需求。6.2 傳統(tǒng)的變頻控制系統(tǒng)與BKS2008系統(tǒng)的差異傳統(tǒng)的變頻控制系統(tǒng)一般都是采用“壓差或溫差 + PID”的控制方式，雖然對(duì)水泵有一定的節(jié)能效果，但由于它只關(guān)注水泵節(jié)能，忽略了主機(jī)能耗可能上升。

33、且冷凍水循環(huán)和冷卻水循環(huán)相對(duì)獨(dú)立，不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)匹配和綜合優(yōu)化，無法確保系統(tǒng)在變負(fù)荷工況下始終保持高效率運(yùn)行，主機(jī)效率（COP）有可能下降，從而造成整個(gè)系統(tǒng)不節(jié)能甚至能耗升高。PID調(diào)節(jié)存在偏差，而且容易發(fā)生振蕩，運(yùn)行穩(wěn)定性較差。BKS2008系統(tǒng)是基于系統(tǒng)綜合優(yōu)化的控制，通過對(duì)全系統(tǒng)的運(yùn)行信息的全面采集及綜合分析處理，實(shí)現(xiàn)冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)的匹配和協(xié)調(diào)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)變負(fù)荷工況下整個(gè)系統(tǒng)綜合性能優(yōu)化，可保障空調(diào)系統(tǒng)在任何負(fù)荷條件下，都能高效率地運(yùn)行，從而最大限度地降低空調(diào)系統(tǒng)能耗。7 BKS2008系統(tǒng)的管理功能BKS2008中央空調(diào)能源管理系統(tǒng)不僅具有顯著的節(jié)能效果，而且具有強(qiáng)大的控制與管理功

34、能，是行業(yè)內(nèi)中央空調(diào)管理與節(jié)能的專家系統(tǒng)。（1） 泵組優(yōu)選在并聯(lián)冷凍水泵系統(tǒng)中，BKS2008系統(tǒng)能實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前負(fù)荷所需的冷凍水流量，并推算出在滿足該流量及壓力條件下所需運(yùn)行的并聯(lián)水泵臺(tái)數(shù)及其工作頻率，使該狀態(tài)下泵組所消耗的總能耗最低，以實(shí)現(xiàn)泵組最佳節(jié)能。（2） 便捷的系統(tǒng)監(jiān)控功能系統(tǒng)主界面采用三維流程圖顯示，直觀反映了空調(diào)系統(tǒng)管路及設(shè)備的安裝布置狀況。流程圖上顯示了各個(gè)設(shè)備的主要參數(shù)，以便于操作員直接觀看。操作員在流程圖上點(diǎn)擊任意設(shè)備即可進(jìn)入該設(shè)備參數(shù)的詳細(xì)顯示/控制界面。操作員可在設(shè)備詳細(xì)顯示/控制界面中查看各設(shè)備及器件的運(yùn)行參數(shù)，同時(shí)還可在該界面進(jìn)行設(shè)備的啟?？刂啤！盃顟B(tài)監(jiān)控”主界面（3

35、） 實(shí)用的系統(tǒng)控制模式BKS2008可以根據(jù)用戶使用的需要，提供多種方式的中央空調(diào)控制模式，如系統(tǒng)自動(dòng)控制模式，遠(yuǎn)程人工干預(yù)控制模式，就地人工干預(yù)控制模式等，以滿足用戶各種不同的運(yùn)行管理要求?！翱刂颇Ｊ健边x擇界面（4） 靈活的關(guān)聯(lián)控制在系統(tǒng)組態(tài)過程中，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際需要制定中央空調(diào)受控設(shè)備之間關(guān)聯(lián)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)合理使用?！叭斯りP(guān)聯(lián)”設(shè)置界面（5） 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置功能BKS2008系統(tǒng)可在設(shè)備詳細(xì)顯示/控制界面完成對(duì)各設(shè)備的監(jiān)測(cè)，同時(shí)也可設(shè)置或修改系統(tǒng)運(yùn)行參量和設(shè)備控制參數(shù)。（6） 系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄功能BKS2008系統(tǒng)提供以下數(shù)據(jù)及事件記錄：空調(diào)主機(jī)的能耗數(shù)據(jù)，空調(diào)主機(jī)的制冷（熱）量數(shù)據(jù)，各個(gè)水泵（風(fēng)機(jī)）的能耗數(shù)據(jù)，故障記錄，操作行為記錄等，以對(duì)整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行全面分析。（7） 曲線顯示功能BKS2008系統(tǒng)可定時(shí)記錄主機(jī)、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)的電耗百分比值，定時(shí)記錄系統(tǒng)效率值，定時(shí)記錄主要參數(shù)值，并按天自動(dòng)繪制各設(shè)備能耗百分比曲線。（8） 服務(wù)質(zhì)量控制功能BKS2008系統(tǒng)提供服務(wù)質(zhì)量控制功能，用戶可根據(jù)空調(diào)實(shí)際負(fù)荷狀況設(shè)定服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)輸出能量的有效控制。（9） 系統(tǒng)維護(hù)預(yù)測(cè)功能BKS2008系統(tǒng)可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備的使用情況提供維護(hù)的預(yù)測(cè)信息，完善系統(tǒng)的管理。（10） 本地操作及計(jì)量功能BKS2008系統(tǒng)的控制柜提