中央空调节能控制策略
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中央空调节能控制系统控制原理
中央空调节能控制系统的控制原理主要包括以下几个方面:
1. 温度控制:系统通过感知室内温度,与设定的温度进行比较,调节制冷或制热设备的运行来维持室内温度在设定范围内。
2. 风速控制:根据室内需要,系统可以调节送风机的运行速度,以达到合适的风速和舒适度。
3. 时间控制:系统可以根据建筑物的使用情况,设定不同的工作时间和休息时间,控制空调的开关机时间,以实现节能的目的。
4. 空气质量控制:系统可以监测室内空气的质量,如CO2浓度、湿度等,通过控制新风和排风系统的运行来保证室内空气的新鲜度和质量。
5. 能耗监测:系统可以实时监测各个设备的功耗,以及整个空调系统的能耗情况,通过数据分析,提供节能建议和优化控制策略。
6. 故障诊断与报警:系统能够自动检测和诊断设备的工作状态,一旦出现故障或异常情况,系统会发送报警信息,提供故障排查和修复的指导。
总之,中央空调节能控制系统通过优化空调设备的运行参数、
精确控制设备的运行状态,以及监测室内环境的变化,实现对空调系统的精确控制和节能管理。
基于模型预测控制的建筑智能化中央空调控制策略研究随着现代建筑技术的不断发展,建筑行业对于绿色建筑的要求日益提高。
其中,采用智能化中央空调系统成为了当下建筑节能减排的重要手段之一。
而在空调系统中,控制策略是关键因素之一。
基于模型预测控制的中央空调控制策略,则是目前建筑智能化领域中备受关注和研究的课题。
一、基于模型预测控制的中央空调控制策略概述基于模型预测控制的中央空调控制策略,是在数学模型的基础上对系统进行预测和控制,以实现系统能耗效率的优化。
该控制策略的基本原理是将未来一段时间内的能量消耗进行预测,然后根据预测结果调节空调系统的运行状态,以使得空调系统在满足室内舒适度的前提下,实现尽可能的能耗节约。
整个系统包括传感器、控制器和执行器。
其中,传感器可以采集房间温度、湿度等信息,并传回控制器;控制器将传感器的信息进行处理,生成中央空调系统的控制信号;执行器根据传输的信号,对中央空调系统进行实时控制。
基于模型预测控制的中央空调控制策略将精准的预测和控制融为一体,通过计算精度和计算速度的提高,实现了整个系统的高效运行。
在实际应用中,该策略可以有效提高中央空调运行的效率,降低能耗、减轻环境压力,实现节能环保。
二、基于模型预测控制的中央空调控制策略实现方法基于模型预测控制的中央空调控制策略需要对空调系统的精细化建模,以更好地理解系统的状态和性能。
建模过程通常包括以下三个步骤:1. 建立数学模型数学模型是基于空调系统的物理原理和现实问题,应用相关数学方法建立的抽象模型。
根据可控变量和不可控变量等要素,利用控制理论和状态空间法等数学工具,建立系统模型方程。
2. 模型参数辨识模型参数辨识是指通过实验或测量数据,确定所建立模型的参数。
根据模型参数辨识方法及其所使用的数据类型不同,它可以被分为经典辨识、多元统计辨识、模糊辨识、无模型自适应辨识等多种方法。
3. 控制算法设计根据所建立的数学模型和模型参数,设计基于模型预测控制的控制算法。
中央空调系统末端设备节能优化控制摘要:随着物质生活的生活不断丰富,群众对生活的各个方面要求也随之提升,不仅加强了个人健康意识,同时也在追求生活的高舒适性,高度使用中央空调系统导致能耗随之增加。
而现在全世界都存在能源短缺的情况,当下要求我国实行节能减排制度,怎么能保障民众对舒适性的要求的同时,又可以减少来自中央空调系统的能源消耗,目前是业界备受瞩目的一个课题。
中央空调系统的末端设备是最能够直接发挥效果的环节,通过研究显示,冷却水泵、冷冻水泵和冷却塔能耗都不高于其运行能耗,在中央空调所有能耗中占1/3,占比非常高,所以得出结论:想要中央空调系统节能,需要从降低其末端设备运行能耗才行。
关键词:中央空调;解耦控制;优化一、末端设备优化控制策略研究根据表冷器换热的原理,可以得出一下结论:想要影响表冷器产生换热量,方法有两种,一时调节送风量,二是通过调节冷冻水的流量,也就是这两者之间存在相互作用,想要通过物理过程将两种运动分开处理并不容易,根据研究显示,在实际的工程中,可以采取温度差来解决,也就是说空调房间的回风温度是一个数值,而空调房间人为设定的温度是另一个数值,造成这样的差值改变温度。
通过调节表冷器的单变风量和冷冻水,看起来之控制单变量这种操作比较简单,但其热稳定过渡反应时间过长,而表冷器在换热过程中的过渡反应时间较短,这导致两者有较大的不同,也就影响了调节空调房间的制热效果。
在设计中央空调系统时,是通过其负荷运行模式进行设计的,而在我们日常使用的过程中,实际运行的中央空调系统并不能达到当初设计的负荷量,其负荷量通常在设计时的50%~80%之间。
通过此前的研究,我们可以得出结论:当冷冻水的流量相比较之前设计的流量超过60%后,表冷器换热量随之会到达之前设计的流量80%左右,在这种状态下,假设继续加入冷冻水,则不会明显的影响表冷器的换热量效果。
与此同时,想要改变表冷器的换热量,其实最好的做法是改变其送风量,因为送风量和冷冻水流量决定了表冷器的送风温度。
中央空调节能系统的设计及实现摘要:社会持续发展后,人们逐渐把节能减排作为自己的人生哲学。
一旦人们获得了高质量的生活,中央空调在人们的生活中得到了广泛的应用,为人们的生活提供了更多的便利,创造了舒适凉爽的生活环境。
但是,中央空调的广泛使用导致建筑能耗增加,对中国能源的可持续发展产生了重大影响。
因此,中央空调的设计必须节约能源,它不仅能改善传统中央空调的运行,而且能实现中央空调的节能运行。
因此,本文分析了节能概念在中央空调系统设计中的应用情况,以供参考。
关键词:节能理念;中央空调;系统设计前言近年来,随着我国社会经济的不断发展,我国大中型企业、民用建筑和娱乐场所开始采用集中空调系统,规范空气流通。
中央空调不仅可以改善人民的工作和生活条件,而且已经成为现代社会不可或缺的技术设备。
本文主要分析中央空调节能控制技术,中央空调具有明显的社会经济效益。
一、中央空调变频节能的原理系统组成(1)在中央空调设计中,为了充分满足最高温度的要求,应进行最大负荷设计,留出约15%的空间,正常情况下,内部负荷可满足要求负荷,因此负荷量较大,主机经常可以进行负荷和卸载。
(2)系统的流动压力应通过截止阀和通过阀调节,使其不可避免地出现严重截止损、流量很大、压力很大的情况,然后主机能耗大,流量小,温差小。
这种情况不仅会导致大量的电力浪费,而且还会造成空调系统的适应问题,并对系统设备产生重大影响。
(3)发动机起动电流应调整为额定电压的5倍左右。
当电机受到电流的影响时,它会频繁地启动和停止。
在这种情况下,电动机、接触器和空气接触可能会受到电弧冲击,这也可能对电网产生重大不利影响。
此外,起动时的机械冲击和停机时的重量现象也可能对机械传动装置、轴承和阀门造成疲劳损坏。
(4)可将变频技术应用于现有空调系统视为发展的必要条件,这不仅有效地改善了现代空调系统的技术缺陷,而且大大降低了能源消耗和运营成本。
因此,在中央空调系统中安装变频调速系统和设置闭环自动调节,可以在节能方面产生很好的效果。
中央空调系统节能方案1. 背景和目标在当前日益增长的能源消耗和环境污染问题下,节能已成为当务之急。
中央空调系统在商业和住宅建筑中广泛使用,因此提高中央空调系统的能效成为减少能源消耗的重要途径。
本文将探讨中央空调系统的节能方案,以减少能源浪费,提高系统的能效。
2. 中央空调系统的节能原则中央空调系统的节能主要涉及以下几个方面:2.1 设备选择选择能源效率高的设备是节能的关键。
可以通过以下几种方式实现:•选择高效的压缩机:高效的压缩机能减少能源消耗,因此应考虑选择能效比较高的压缩机。
•选择高效的风机:风机是中央空调系统中的关键组件,选择高效的风机能够降低系统的能耗。
•选择低能耗的电子膨胀阀:电子膨胀阀能够更加精确地控制制冷剂的流量,从而降低系统的能耗。
2.2 运行优化通过优化中央空调系统的运行方式,可以减少能源的浪费。
以下是一些常见的优化方案:•合理调整温度和湿度:根据实际需求调整空调系统的温度和湿度,以避免能源的浪费。
•合理分配负荷:根据实际使用情况,合理分配中央空调系统的负荷,以提高系统的能效。
•使用空气洁净设备:空气洁净设备能够减少空调系统的负荷,降低能耗。
2.3 节能控制策略通过使用合理的节能控制策略,可以最大限度地降低能源消耗。
以下是一些常用的节能控制策略:•使用智能控制系统:通过使用智能控制系统,可以实时监测和控制中央空调系统,以达到最优能效。
•使用定时开关机功能:根据使用需求,设置合理的定时开关机功能,避免无效的能源消耗。
•使用变频调速技术:通过使用变频调速技术,能够根据实际需要调整风机和水泵的转速,降低能源消耗。
3. 案例分析为了验证中央空调系统节能方案的有效性,我们进行了一项实际案例分析。
该案例位于一座办公大楼,中央空调系统的节能方案包括设备选择、运行优化和节能控制策略。
在设备选择方面,我们选择了具有高能效比的压缩机和风机,以降低能源消耗。
同时,我们使用了低能耗的电子膨胀阀来控制制冷剂的流量。
中央空调系统的数据分析与控制策略摘要随着全球气候的变迁和空调技术的发展,越来越多的大型建筑物利用中央空调系统来实现室内温度和湿度的调节控制。
本文从理论实际出发,考察中央空调系统的调节控制,利用软件对数据进行挖掘、分析、研究,尝试给出最优状态下的控制策略。
针对问题一,在讨论可控变量时,我们对数据之间的关联性进行分析,选择剔除了其中对题目中要求的三个因变量影响不大的因素,对剩下的变量利用Eviews软件进行了多元线性回归。
在讨论不可控变量时,由于自变量的个数较多,我们在选择剔除后利用SAS软件对剩下的10个变量进行了主成分分析。
最终得到了冷却负载、系统效率、耗电量与可控变量和不可控变量之间的关系模型。
在两次分析中,我们都通过检验回归方程的拟合优度、总体显著性等,验证了模型的可靠性。
针对问题二,要想得到最优控制策略,我们首先要对系统总耗电量和系统效率关于题目中要求的变量进行多元线性回归分析。
在得到回归方程的基础上,确定目标函数和约束条件,进行求解。
最终得到最优控制策略为冷水泵转速为0,冷凝水泵转速为100,冷却塔转速为100,此时相对应的总耗电量为208.6294kw,相对应的系统效率为:0.886957。
针对问题三,我们在问题二得到线性回归方程的基础上,对该题要求的变量进行整数线性规划分析,利用Lingo软件计算得到最优解,相应的系统总耗电量和系统效率的具体数据(部分)在附录11中展示。
针对问题四,我们首先利用Eviews软件回归出线性回归方程,再根据题目给出的约束条件进行Lingo整数线性规划,得到最优状态下的ch=1,chwp=1,cwppc=67.14574,即冷却装置开一个,冷水泵开一个,冷凝水泵的转速控制为67.14574。
关键词:中央空调系统最优控制策略线性规划多元线性回归主成分分析目录中央空调系统的数据分析与控制策略 (i)目录 (ii)1 挖掘目的 (1)2 问题一的模型建立与求解 (1)2.1可控变量对因变量的影响研究 (1)2.1.1讨论总耗电量与可控变量之间的关系 (2)2.1.2讨论系统效率与可控变量之间的关系 (2)2.1.3讨论系统的冷却负载与可控变量之间的关系 (2)2.2不可控变量对因变量的影响研究 (3)2.2.1主成分分析 (3)2.2.2对总耗电量进行回归 (4)2.2.3对系统效率进行回归 (5)2.2.4对系统的冷却负载进行回归 (5)3 问题二的模型建立与求解 (5)3.1最优策略的线性规划 (6)3.2多元线性回归分析 (6)3.3确定最优控制策略 (7)4 问题三的模型建立与求解 (8)4.1线性规划模型 (8)4.2线性规划模型求解 (8)5 问题四的模型建立与求解 (9)5.1线性规划模型 (9)5.2线性规划模型求解 (9)6 结论 (10)7 参考文献 (11)8 附录 (12)问题一 (12)附录1:总耗电量与可控变量之间的关系Eviews回归结果: (12)附录2:系统效率与可控变量之间的关系Eviews回归结果: (12)附录3:系统的冷却负载与可控变量之间的关系Eviews回归结果: (13)附录4:不可控变量间相关系数矩阵分析SAS回归结果: (14)附录5:对总耗电量进行SAS回归结果: (17)附录6:对系统效率进行SAS回归结果: (18)附录7:对系统的冷却负载进行SAS回归结果: (19)问题二 (21)附录8:以总耗电量为因变量的SAS回归结果: (21)附录9:以系统效率为因变量的SAS回归结果: (22)问题三 (22)附录10:最优控制策略的Lingo线性规划分析结果: (22)附录11:最优策略下的总耗电量和系统效率(部分): (23)问题四 (23)附录12:系统热平衡与控制变量的Eviews回归结果: (23)附录13:最优控制策略的Lingo线性规划分析结果: (24)附录14:最优策略下的总耗电量和系统效率(部分): (25)1 挖掘目的随着全球气候的变迁和空调技术的发展,越来越多的大型建筑物利用中央空调系统来实现室内温度和湿度的调节控制。
中央空调实施方法及节能效益中央空调的实施方法及节能效益可以从以下几个方面进行考虑:
1. 设备选择:选择高效节能的中央空调设备,例如具有变频调速功能的空调主机、高效换热器等。
这些设备能够根据需要自动调整运行状态,减少能源消耗。
2. 系统设计:合理规划中央空调系统的布局和管道设计,确保冷热风的传输管道尽可能短且不泄漏,减少能量损失。
3. 温度控制:采用智能控制系统,根据室内外温度、湿度等参数,合理调整空调的温度和运行模式。
通过优化温度控制策略,减少能源浪费。
4. 能耗监测与管理:安装能耗监测系统,定期收集和分析中央空调的能耗数据。
通过对能耗数据的监测与分析,发现问题并及时采取措施,提高能源利用率。
5. 维护保养:定期对中央空调设备进行清洁和维护保养,确保设备的正常运行和高效工作。
定期更换滤网,清洁冷热交换器等,减少设备能耗。
中央空调的节能效益主要体现在以下几个方面:
1. 能源消耗减少:通过采用高效节能设备和优化运行策略,中央空调的能源消耗可以大幅度降低。
2. 能源成本降低:节能措施的实施使得中央空调的能
源成本减少,企业或家庭能够获得更多的经济效益。
3. 环境保护:中央空调的节能减排对环境保护具有积极的影响,减少了二氧化碳等温室气体的排放。
4. 提升空调系统的可靠性和寿命:合理的运行和维护保养措施可以减少设备故障和损坏,延长设备的使用寿命,降低维修成本。
中央空调的实施方法和节能效益需要综合考虑设备选择、系统设计、温度控制、能耗监测与管理以及维护保养等因素。
通过科学合理的措施,能够有效降低能源消耗,提高能源利用效率,达到节能减排的目标。
中央空调系统节能优化策略中央空调系统是建筑物中耗能较大的部分之一,在提高能源利用效率的同时,节能优化策略的实施对于降低能耗和环境保护至关重要。
以下是中央空调系统节能优化的一些建议:1. 升级设备:考虑更换老化的空调设备为高效节能的新型设备,例如采用能效比高的变频空调机组,以减少能源消耗。
升级设备:考虑更换老化的空调设备为高效节能的新型设备,例如采用能效比高的变频空调机组,以减少能源消耗。
2. 定期维护:定期对中央空调系统进行维护和清洁,确保设备正常运行和高效工作。
此外,定期更换和清洗空调过滤器和冷凝器,可以提高系统的效率,减少能源浪费。
定期维护:定期对中央空调系统进行维护和清洁,确保设备正常运行和高效工作。
此外,定期更换和清洗空调过滤器和冷凝器,可以提高系统的效率,减少能源浪费。
3. 智能控制:采用智能化控制系统,根据室内外环境条件和用电负荷,动态调整空调温度和风量。
通过合理的温度控制和定时开关机,可以达到节能的效果。
智能控制:采用智能化控制系统,根据室内外环境条件和用电负荷,动态调整空调温度和风量。
通过合理的温度控制和定时开关机,可以达到节能的效果。
4. 隔离措施:改善建筑物的隔热性能,使用高效隔热材料,如保温、隔热窗户等,减少热量的传递和损失。
这可以降低空调系统的负荷和能耗。
隔离措施:改善建筑物的隔热性能,使用高效隔热材料,如保温、隔热窗户等,减少热量的传递和损失。
这可以降低空调系统的负荷和能耗。
5. 环境感知:采用环境感知技术,根据室内外温度、湿度、CO2浓度等信息进行智能化控制。
通过检测和分析环境数据,可以更加精准地控制空调系统,减少能源浪费。
环境感知:采用环境感知技术,根据室内外温度、湿度、CO2浓度等信息进行智能化控制。
通过检测和分析环境数据,可以更加精准地控制空调系统,减少能源浪费。
6. 员工教育:加强员工的节能意识和培训,提高对中央空调系统的正确使用和操作。
合理利用室内自然通风和自然采光,减少对中央空调系统的依赖。
中央空调节能改造方案中央空调节能改造方案概述中央空调系统在现代建筑中起到至关重要的作用,但由于其高能耗特性,对环境和能源的消耗带来了一定的负面影响。
因此,为了提高中央空调系统的能效,降低能源消耗,一个可行的解决方案是进行中央空调的节能改造。
本文将介绍中央空调节能改造方案的一些关键措施和实施步骤,旨在实现更高效、更节能的中央空调系统。
方案一:系统优化1. 定期维护和清洁定期对中央空调系统进行维护和清洁是保持其高效运行的重要举措。
清洁空调滤芯、冷凝器和蒸发器可以确保系统的畅通,并减少能耗。
此外,定期检查和更换系统中的磨损部件,如风扇和压缩机,可以提高系统的效率。
2. 优化控制策略通过优化控制策略,可以有效降低中央空调系统的能耗。
例如,根据实际需求调整送风温度和湿度,合理控制风机和泵的运行时间,以及优化冷热负荷分配等。
这些措施可以有效降低能源消耗,并提高系统的效率。
3. 使用高效设备更新和更换中央空调系统中的设备也是节能改造的重要一步。
选择高效的压缩机、风机和变频器等设备可以降低能源消耗,并提高系统的效率。
此外,使用节能型的控制器和传感器,可以实时监测和控制系统运行状态,进一步提高能效。
方案二:热回收利用中央空调系统在制冷过程中会产生大量的废热,而这部分废热通常被直接排出。
通过热回收利用技术,可以将废热转换成有用的热能,以供其他用途或再利用。
1. 空气能热泵系统空气能热泵系统可以通过回收空调排风中的废热来供暖或热水使用。
该系统通过热泵循环原理,将废热转移到热水箱或供暖设备中,提供额外的热能,减少其他供暖设备的能源消耗。
2. 温度回收系统温度回收系统可以利用空调排风中的废热,将其转移到冷却水中,用于加热其他冷却水循环系统。
这样可以减少冷却水的能耗,并提高整体能效。
方案三:建筑绝热改善中央空调系统的能效不仅与其本身的设计和运行有关,还与建筑的绝热性能密切相关。
通过改善建筑绝热性能,可以减少室内外温度差异,降低空调系统的负荷,从而达到节能的目的。
中央空调节能控制策略与变频节能实例研究摘要:随着经济的发展,能源紧张问题也日益突出。
中央空调在写字楼、酒店、医院等处被广泛使用,所以降低空调能耗是一个值得研究和探索的问题。
本文阐述了造成中央空调能耗的因素分析,进而论述了中央空调系统的变频节能措施,包括变频调速节能原理、变频具体方案以及投资回收的简略估算。
关键词:中央空调;节能控制中图分类号:tb657.2 文献标识码:a 文章编号:1001-828x(2012)05-0-01一、引言当前的能源问题困扰着大部分国家,而随着经济的发展,能源紧张问题也日益突出。
中央空调作为耗能大户,在能源消耗中占有很大的比重。
在不影响室内人群舒适度的前提下,尽可能的降低中央空调的能耗水平,是一个值得关注的问题。
中央空调在写字楼、酒店、医院等处被广泛使用,由于使用方式不够科学以及早期的空调技术限制,普遍存在着能源浪费现象,举例来讲,水循环系统、冷却塔风机系统的容量制定依据都选取了所在建筑物的最大负荷作为基准,在没有开启负荷自控装置的建筑中,负荷虽然时时变化,而中央空调电机却总是在固定频率工作,因此造成耗能增多。
二、造成中央空调能耗的因素分析首先是空调维护人员不具备充足的专业知识,尤其是对于一些空调的核心技术理论一无所知。
如制冷空调理论以及热力学知识等,有些楼宇、公司出于成本的考虑,没有聘用相关暖通空调专业的维护人员。
所以操作工难以了解空调的节能手段,更谈不上具体实施了。
此外,风机与水泵的能耗在中央空调中所占比例是很大的,通常在30%左右,而对其节能降耗却鲜有人重视。
另外,在一些季节过渡的时间里,室外空气也可起到良好的温度调节作用,此时假如仍然按照夏季空调的使用方案来执行,显然就浪费了能源。
如果能够根据室外的温度及时进行调节,并采取在空调加装回风系统等措施,就能节约一部分能源。
另外,一些楼宇的空调冷却塔质量也对其节能造成比较大的影响,过低的安装质量无法充分发挥冷却塔的设计容量,造成冷却塔冷却能力偏低,冷却水温温度偏高,从而影响机组制冷系数,增加了能耗。
中图分类号:TU83文献标识码:B文章编号:1006-8449(2007)05-0073-030引言中央空调耗电量大,电力浪费也大,很有节能潜力。
在中央空调系统中,冷水泵和冷却水泵的容量是按照最大热负载设计的,水泵长期在固定的最大水流量下运行,因季节、昼夜的温度变化及用户负荷的变化,空调实际的热负载在大部分时间内远比设计负载低。
水泵系统长期在低温差、大流量下工作,从而增加了管路系统的能量损失、浪费了水泵的输送能量。
变频控制特别适合于风机、水泵类负载,既可以节省能量,又由于降速运行和软启动,从而减少了振动、噪声和磨损,延长了设备维修周期和使用寿命,并减少了对电网的冲击,所以中央空调系统普遍采用变频技术。
另外运行时调整冷水机等设备的运行台数也是常用的控制技术。
1节能控制策略1.1变频控制技术中央空调系统的能耗由冷水机组电耗及冷水泵、冷却水泵和冷却塔风机的电耗构成。
如果各冷水末端用户都有良好的自动控制,而冷水机组的制冷量必须满足用户的需要,那么节能就要靠调节冷水机组运行数量,提高其COP值,降低冷水泵、冷却水泵及冷却塔风机电耗来获得。
有两种方法可以达到最大限度的节能效果。
(1)通常冷水机组根据负荷变化,自动调节电机的输出功率,制冷效率有一个最佳的工作条件,即有一个最佳转速,此时,压缩机的工作效率最高。
在该工况下,加入变频技术,改变压缩机的转速,就会使压缩机偏离最佳工作条件,降低工作效率。
以往,大型中央空调系统中冷水机组通常不采用变频调速控制。
但随着科技的不断发展,未来冷水机组压缩机采用变频调速将可以提高机组部分负荷工作时的性能指标,同时变频驱动机组启动电流不会超过机组的满负荷时的工作电流,可减少设备投资,延长设备寿命。
目前中央空调的变频技术主要仅应用于冷水泵、冷却水泵以及冷却塔风机。
风机、水泵负载转速n与流量Q、扬程h、功率N有如下关系:(n1/n2)3=(Q1/Q2)3=N1/N2(n1/n2)2=h1/h2在理论上,转速下降到额定转速的1/2时,流量下降到额定流量的1/2,扬程下降到额定扬程的1/4,而消耗的功率却是额定功率的1/8,故节能效果显著。
若水泵或风机的特性与管道阻力特性不相匹配,则节能效果就差些。
(2)由多台冷水机组、冷水泵、冷却水泵、冷却塔风机的并联系统,通过冷水机等设备的台数控制来满足空调冷负荷,并及时响应空调冷负荷的变化,实现冷水机房的供冷量与末端用户的实际需冷量的匹配,在满足空调负荷的前提下通过负荷预测和优化控制以提高系统的运行效率。
1.2冷水机组群控目前大中型建筑中广泛采用的离心式、螺杆式压缩制冷机组及蒸汽或燃气式吸收冷水机组都具有较好的冷量调节手段,使机组可以在部分负荷下工作。
然而,不论采用哪种调节手段,制冷机的COP总随冷量变化,在最大制冷量附近出现效率最高点。
当冷水机组蒸发器出口温度不变,并且通过蒸发器的水量也不中央空调节能控制策略邱东1,章明华2,宋勤锋2,朱文海2(1.广州大学城能源发展有限公司,广东广州511436;2.杭州华电华源环境工程有限公司,浙江杭州310030)摘要:介绍了大型中央空调通过设备群控、变频控制等策略,以实现系统最大节能运行。
关键词:群控;变频控制;自控系统;控制策略变时,不同的冷负荷相当于具有不同的蒸发器进口温度。
较低的部分负荷时蒸发器进口水温较低,这也导致COP降低。
因此若两台冷水机组均工作在50%的负荷时,当改为一台冷水机组运行,冷水机组的COP就可提高,并可停止一台冷水循环泵和冷却水循环泵。
对于二级泵系统,这种工况下两台冷水机组运行时,往往是冷水侧流量大于用户侧流量,一部分冷水通过旁通管与用户侧回水混合,使进入蒸发器的水温降低,从而进一步使制冷机的COP降低。
只运行一台冷水机组和一台冷水循环泵时,用户侧流量就会大于冷水机蒸发器侧流量,用户侧回水一部分通过旁通管与冷水机组蒸发器出口的冷水混合后送到用户管网,而进入蒸发器的水温则升高至用户回水温度,这也使冷水机组的COP进一步提高。
从这个角度看,少开一台冷水机组,使各台运行的机组均处于全负荷状态总比多开一台冷水机组,使各台机组都处于低负荷要好。
监控系统控制根据冷水机组子系统设备的运行时间、运行故障状态、是否检修状态、启停失败是否复位等状态,决定启动哪套子系统,并根据以下原则自动选择子系统的启动台数。
当系统末端负荷增加,监控系统接收到相应的压差变化,首先调节自身的负荷来满足系统负荷增加的需求。
同时由于机组能够锁定出水温度为7℃(可按实况调整),当冷水量上升时,此时机组根据自身负荷调节的能力增加制冷负荷,当该台冷水机组的系统负荷上升到其电流满表值的百分比FLA(FullLoadAmpere)达95%时(可按实况调整),则冷水机组群控系统启动另外机组加机延时5min左右,在启动延时后,如果FLA>95%,且控制系数K>200时,则说明单台机组的满载运行和水泵的满载运行已不足以满足系统负荷值,且冷水出水温度不会稳定在出水温度设定值上,这样第二台机组的电动阀门马上开启,经过一定的阀门开启时间之后,第二台机组迅速开启。
K值按下式计算:K=(te-ted)/0.0015(1)式中te—冷水出水温度,℃;ted—冷水出水温度的设定值,设为7℃。
即设定冷水出水温度值为7℃,当K≥200(可按实况调整)时,同时冷水机组的电流百分比FLA≥95%时,第二台机组(运行时间最短的)自动开启。
此时冷水出水温度te=200×0.0015+7=7.3(℃)冷水机组的相对制冷量rc可用下式来计算:rc=Δt/Δt0(2)式中Δt0—机组在全负荷时可产生的温降,℃;Δt—蒸发器的进出口温差,℃。
自动减机策略:当满足下式时,停掉运行时间最长的那台制冷机。
rc<(1-1/N)(3)式中N—仍在运行的冷水机组的台数。
假设2台机组正在运行,当系统负荷变小时,末端的压差传感减小,即反应到机组的负荷相应减小,当两台机组的负荷总量仅等于甚至小于一台机组的负荷总量时(设两台机组的FLA<50%),冷水机组群控系统马上关掉其中一台机组,以使得另一台机组运行在高负荷效率状况下,同时满足负荷的要求。
根据冷水机组的综合效率曲线,将冷水机组控制在最佳能效范围内运行,是冷水机组群控的目的。
1.3冷水泵变频控制冷水机一般都可以根据负载功率来自动调节电流(功率)。
如果负载消耗的功率不大,在水温达到设定值时会自动停机。
但如果减少冷水的流量必然会延长主机的开机时间,主机的功率是水泵的几倍,而且冷却泵、冷却塔也需运行。
多消耗的电量是节省的电量的几倍甚至是几十倍!得不偿失。
因此冷水泵必须是冷水机工作在高效率区(通常为60%~100%负载)的情况进行变频调速,即冷水流量不得低于冷水机高效率工作所需的流量。
在确保冷水机冷水流量的前提下,根据空调负荷变化,控制冷水泵变频,采用分集水器压差作为变频控制参数,空调负荷变化时,压差随即变化,冷水泵频率相应变化,在满足空调负荷的前提下,最大限度地减小水泵频率,水泵可以最大限度地节能运行。
常规的运行方式是固定冷水机组的供水温度设定值(如7℃),同时按照设计工况要求的用户压头确定末端用户供回水干管压差的设定值Δpset,根据实测出的该点压差与Δpset之关系调整冷水泵的转速,使该处压差一直维持于Δpset。
冷水泵应能够随负荷的变化以及冷水机运行台数的变化自行加减。
冷水泵均为同步变频。
冷水泵的自动控制提供以下三个变频控制条件:(1)为确保冷水机正常运行,冷水流量必须满足冷水机组高效率区(通常为60%~100%负载)运行时所需的最低流量要求,通过各分水管流量检测,计算冷水总流量,该流量值与运行的冷水机组最低冷水流量值比较,前者大于后者是冷水泵变频控制的前提条件。
(2)根据负荷预测或长期的负荷跟踪,得出的逐时负荷分布情况,确定各时段的分集水器压差最小控制值,冷水泵变频运行时,分集水器的实际压差必须稍大于或等于该控制值。
(3)在满足上述条件后,水泵运行频率越低越节能。
节能监控系统对变频水泵的控制方法:控制器不断接收冷水供回水温度的信号,计算温差,并将温差与设定值5℃(可调整)进行比较,通过PID调节控制水泵转速,同时监控系统软件根据并联运行冷水泵的综合效率(水泵效率与电动机效率的总和)选出最佳能耗模式,并将运行指令传输给水泵的变频器、电动机,使电动机在最佳能耗模式下运行,并保证水泵不过载。
1.4冷却水泵变频控制在确保冷水机高效率区(通常为60%~100%负载)运行时需有最低冷却水流量的前提下,根据冷水机组负荷变化,冷却水温度变化情况,控制冷却水泵变频。
采用冷却水总管供回水温差作为变频控制参数,空调负荷变化时,冷水机组加载或减载,冷却水供回水温差变化,冷却水泵频率相应变化,按照冷水机组技术要求,冷却水温差一般为5℃,因此按照5℃温差与冷却水供回水温差的比较来控制冷却水泵变频,可以最大限度地节能运行。
冷却水泵随冷水机组运行台数的变化自行加减。
冷却水泵均为同步变频。
自动控制提供以下三个变频控制条件:(1)为确保冷水机正常运行,冷却水流量必须满足冷水机组高效率区(通常为60%~100%负载)运行时所需的最低流量要求。
在满足上述条件后,水泵运行频率越低越节能。
(2)节能监控系统对变频水泵的控制方法为控制器不断接收冷却水供回水温度的信号,计算温差,并将温差与设定值5℃(可调整)进行比较,通过PID调节控制水泵转速,同时监控系统软件会根据并联运行冷却水泵的综合效率(水泵效率与电动机效率的总和)选出最佳能耗模式,并将运行指令传输给水泵的变频器、电动机,使电动机在最佳能耗模式下运行,并保证水泵不过载。
(3)为防止水泵运行时出现“喘振”现象,同时确保冷水机正常运行的最小流量,冷却水泵变频时必须有最低频率限制,暂定为30Hz(可调整)。
1.5冷却塔风机变频群控在冷却塔水进、出口总管安装2个水温测点,可以确定冷却塔的工作状况。
由于湿式冷却塔的工作性能主要取决于室外温湿度,因此在室外安装温湿度测点,再由计算机计算出湿球温度。
冷却塔风机启停台数根据冷水机开启台数、室外温湿度、冷却水温度、冷却水泵开启台数来确定,具体开启哪台冷却风机主要由风机的运行时间长短决定。
冷却塔出口温度(制冷主机冷凝器进口温度)是冷却塔风机台数和转速控制的关键参数,其设定值参考当日的平均湿球温度,以免多开冷却塔造成能量浪费。
冷却塔风机控制方法:(1)根据冷却塔出口总管温度和当日的平均湿球温度进行PID计算,调节冷却塔风机变频频率,控制风机转速,从而控制冷却塔出口总管温度。
如冷却塔出口总管温度等于当日的平均湿球温度加偏差值(通常为1℃,可调整),节能控制系统尽量减少冷却风机的运行频率。
(2)在保证冷却水温度的情况下,风机变频的台数多一些更节能,即在输出相同的风量下,多台风机以更低的频率运行要比较少数量风机以较高频率运行更加节能,如5台风机运行35Hz比4台风机运行45Hz更加节能。