ZigBee联网型风机盘管智能温控器DH-ZB-CMC
在中央空调分户计量与空调末端群控节能中的应用
节能机会
中央空调系统的能耗占建筑全部能耗的40-60%。目前多数民用建筑的中央空调系统在降低运行能耗、提高运行管理水平方面有明显的挖潜空间，集中在以下4个方面：
①运行温度设定管理问题。空调室温设置夏季过冷、冬季过热的情况比较常见。
②空调使用时间管理问题。提前启用或延长使用，无人空调、开窗空调的情况比较常见。
③责任主体量化节能问题。无计量，无量化指标，责任主体不明确，节能手段欠缺。
④老建筑中大量使用的机械式三速开关，环境舒适度较差，能源浪费更严重。
为提升中央空调系统能源使用效率和运行管理水平，达到节约型办公区、节约型公共机构示范单位标准，满足公共机构能源资源计量器具配备和管理要求，树立节能减排、现代化能效管理标杆，降低建筑运营成本，采用DH-ZB-CMC型智能温控器对现有数字温控器或机械式三速开关进行一对一替换改造，实现空调能耗分户计量、室温监测与控制、运行时间管理，消除空调待机能耗和浪费，方便节能目标量化管理，节能提效显著。
节能设计理念
?，全心全意，无缝隙地舒适节能！
设计依据和标准
国务院办公厅关于严格执行公共建筑空调温度控制标准的通知【国办发[2007]42号】
关于印发《公共建筑室内温度控制管理办法》的通知【建科[2008]115号】
国务院办公厅关于印发2014-2015年节能减排低碳发展行动方案的通知【国办发[2014]23号】《公共机构节能条例》中华人民共和国国务院令
节能减排"十二五"规划
公共机构节能"十二五"规划
节约型公共机构示范单位评价标准
中央和国家机关节约型办公区评价导则
绿色建筑评价标准【GB/T 50378-2006】
《节能监测技术通则》GB/T 18883-2002
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000
《采暧通风与空气调节设计规范》GBJ19-87
《公共机构能源资源计量器具配备和管理要求》GB/T29149-2012
《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》
节能设计思路
1、主机系统节能方案
①获取DH-ZB-CMC型智能温控器检测的房间环境温度，进行空调系统负荷预测、优化预调控，实现系统节能；并设定多种节能策略进行房间空调使用管理，减少末端浪费；
②制订中央空调系统的启用/停用气温条件(或日期)以及每日运行时刻表，由上位机系统定时远程关闭或启动中央空调主机；
③对空调主机设备能耗进行计量，监测各设备运行工况为主机系统能耗分析与调控优化提供数据；为节能量评估提供数据；为风机盘管末端的群控节能提供数据；多主机分区制冷的要计量到每台主机；
④将空调主机系统总能耗按照末端风机DH-ZB-CMC型智能温控器计量的三速时间按小时或按日折算出有效当量时间或当量电能分摊到每个房间。实现比按面积分摊更科学、经济、合理的分户计量，量化各科室用能指标，提高节能意识。
2、末端风机节能方案
①管理温控器的运行温度。
按照国家和行业有关规定、本单位业务实际情况，确定冬夏两季舒适节能的空调运行温度及温度区间，既保证舒适的工作环境，又减少能耗浪费节约能源。
▲设定温控器的节能运行温度。国家规定夏季不低于26℃，冬季不高于20℃；用户打开温控器自动运行节能温度；用户可以调节温控器设定温度。
▲设定温控器的空调运行温度可调节区间(又称限温运行)。业主根据需要设定较宽或较窄的温度可调范围，比如夏季25-30℃(即最低制冷运行温度25℃)、冬季15-22℃(即最高制热运行温度22℃)；用户
只能在设定的温度区间内进行室温调节，既灵活满足用户使用要求，又减少浪费。
▲定温运行。管理者通过上位机系统远程设置甚至锁定DH-ZB-CMC型智能温控器的运行温度，一旦锁定温控器运行温度，用户无法调节设定温度。
②管理末端风机的运行时间。
使用空调的季节仅有25%的时间为上班时间，班外时间控制空调节能是一个重要的措施。
▲根据作息时间规定，区分上午、下午、晚上3个时刻设定温控器自动关机时间。DH-ZB-CMC型智能温控器自动定时关机，用户可以根据需要打开温控器继续使用空调。减少因遗忘、疏忽等因素造成的无人空调及班外时间空调能耗浪费。
▲远程开关温控器。管理者通过网络远程进行风机温控器的开关。
▲房间空调的禁用/启用管理。管理者通过上位机系统远程锁闭末端风机DH-ZB-CMC型智能温控器，用户无法打开温控器使用空调，减少能耗浪费。适用于不常用房间的空调管理；也适用于空调主机定时关机时同步关闭风机温控器，以减少风机自身电耗。
③定额管理。
▲分户计量。
主机能耗分户计量：DH-ZB-CMC型智能温控器自动记录风机三速运行时间，按照风机能力、风量系数折算成有效当量时间，按房间分摊中央空调主机系统能耗。
风机电耗分户计量：DH-ZB-CMC型智能温控器选用“嵌入式电量测量模块”计量末端风机的用电量。
▲制订各科室用能指标，实行定额量化管理，对用能超标单位可采取限制空调运行温度或时间的约束。
④自动风速设计，舒适节能。
通过以上多种群控和单控节能策略进行全时段的精细化运行管控，中央空调系统使用的浪费现象将大量减少，量化标准化的管控措施将加强，空调能效将有效提升，空调运行成本将大幅度降低。
节能实现方案
1、设计原则
①投资小。每一项设备投入都有其长期价值，投资回报周期不超过18个月。
②改造少。改造过程基本不改变原有设施，基本不影响办公和设施的使用。
③使用简单。基本不改变用户的使用习惯，不对使用者提出技术要求，达到简单易用好用。
2、系统架构
当无线网关与服务器在同一个局域网内时，无线网关(RJ45接口)和服务器直接通过内部局域网互联。
当无线网关与服务器不在同一个局域网内，需要借助互联网络连接时，无线网关(RJ45接口或RS485接口)可通过GPRS、3G、无线/有线路由器等设备与服务器进行网络通讯，实现跨地域中央空调节能系统的监管。
3、通信网络
①无线网关与服务器通讯
根据项目现有网络资源和系统规模，可选局域网、互联网或GPRS/3G等网络连接。
②无线网关与温控器通讯
采用2.4GHz ZigBee无线自组网通讯方式，具有明显的网络优势：
■自动入网。上电后，节点可以自动寻找网络入网。
■自动登记信息。节点入网后，自动将自己的信息上报到网络中心协调点。
■自动分配地址。节点入网后，网络中心协调器按顺序分配节点设备ID。
■数据自动路由。中间节点收到数据，会自动继续转发。
■自动修复路径。自动节点原来路径不通时，寻找新的路径连接网络。
■抗干扰。双轨传输。
■网络稳定，响应时间短，网络恢复快。
6、改造方案
①DH-ZB-CMC型智能温控器直接替换原有空调温控器/风机三速开关(接线详见说明书，原三速开关没有布设零线的需要引零线)，无通讯费，通电后自动与无线网关链接组网。
②根据温控器的分布及办公楼结构，选择靠窗房间安装无线网关，供220VAC市电，分配IP地址并通过局域网络集线器接入办公楼局域网络；或接入楼宇数据采集器通过有线或无线方式接入服务器。
③根据中央空调主机设备电力参数选配合适的RS485通讯接口的三相智能电表，安装互感器，连接无线转换器(DH-ZB-485DG)，通电后自动与无线网关链接组网。
④服务器安装建筑用能精细化运行节能监管系统软件，进行系统配置，调试运行。
节电效益分析
中央空调系统的用能分为两块，一是主机制冷/供热消耗的电能(含外购蒸汽或热水热能)，二是风机盘管风扇消耗的电能。主机设备的耗能取决于末端风机盘管的运行状态(空气热负荷交换)，主机设备开机情况下末端系统进行冷/热能交换越多，主机设备能耗就越大。鉴于中央空调主机设备的配置规格、能效匹配、管控措施，以及风机盘管的运行时间、房间运行温度、使用者的习惯等情况差异很大，不容易提供统一的的节电经济效益数据。本方案仅提供以下数据供设计者进行节能量的测算：
①中央空调系统用于冬季制热、夏季制冷，应区分两个季节测算节能量，建议对每台设备增加计量装置并联网通讯。如果是VRV空调系统，每台主机倒要增加计量装置。
②风机盘管耗电量。风机盘管输入功率规格较多，从20W至220W不等，办公建筑盘管高风速运行功率约80-90W，中风速运行功率约60-70W，低风速运行功率约30-50W。制热模式下设置较高运行温度(或开窗开空调)时风机盘管接近全时段运行；设置较低运行温度时风机盘管会低于70%时段运行。
③主机设备耗电量。权威部门数据，以国家规定办公场所夏天空调温度设定不低于26℃，冬天温度设定不高于20℃为准，夏季空调温度每提高1℃，可节省7-10％的电能；冬季空调温度每降低1℃，可节约10～13%的电能。
④中国建筑节能协会提供数据显示，更换温控器提高空调运行管理水平的节能措施投资回报最快，节能效果最明显。
典型应用
1、中央空调风机盘管群控
上位机系统将获取的房间温度信息提供给冷机控制系统，优化冷机运行效率；
上位机判定空调主机设备停机，群控所有DH-ZB-CMC型智能温控器自动关闭风机盘管，减少电耗。
2、中央空调系统能耗分户计量计费
国家要求公共机构建筑能耗做到分户、分项计量。机关办公建筑多机构集中办公且办公室调整较为频繁、线路混杂，中央空调能耗占比大，风机盘管电耗隐蔽、浪费大。
DH-ZB-CMC型智能温控器自动记录风机盘管三速运行时间，综合风机功率计算风机电耗，综合风机能力、风速系数分摊空调系统能耗，实现空调系统能耗的科学分户计量。
3、大型公建能耗监测系统分户计量与暖通末端系统子项精细化计量
《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》之空调末端系统(风机盘管、分体式空调器)的用电子项的单独计量和分项能耗的准确统计，对于制定建筑能耗定额、节电控制策略具有重要的意义。
工程优势
一键注册，自动组网，自动路由；免布线，无通讯费用
产品智能：上电自检，掉电记忆，便于判定设备优劣，减少工程反复；
设置简单：一键配置，自动注册，顺序分配ID号或指定ID注册；
安装简单：标准86型面板一对一替换，2个螺丝固定挂板，卡扣安装，拆装快捷方便；
组网简单：上电自动路由，自动组网，双轨传输，通讯稳定、可靠，无需考虑通讯信号的强电干扰及后期维护，无通讯费用；
系统简单：RJ45无线网关接入局域网或RS485无线网关接入数据采集器，连接到数据中心，两级网络架构简单；
集成简单：标准Modbus协议，配套采集软件和数据库，开放数据库字典，方便客户快速集成；
施工简单：不开孔、无布线、不停电，不影响业主正常办公和建筑美观，协调少，施工周期短，机会成本低；
工程规范：技术要求低、施工标准化、工程可量化，预算可控制。
设备选型
DH-ZB-CMC联网型风机盘管智能温控器是新老中央空调建筑运行管理节能的技术辅助手段，是提高中央空调运行管理水平、舒适节能的最佳选择。