控制系统优化带来的空调节能效益-最新年文档
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2024年浅谈净化空调自动控制的设计随着科技的不断进步,空调系统在各类建筑中的应用越来越广泛,而净化空调作为一种特殊的空调形式,其自动控制的设计显得尤为重要。
净化空调不仅要求提供舒适的室内环境,还需确保空气的质量达到特定的标准。
因此,净化空调自动控制的设计涉及多个方面,包括系统控制要求解析、自动控制系统组成、控制策略与优化、节能与环保考虑、系统安全与可靠性,以及未来发展趋势等。
一、系统控制要求解析净化空调自动控制的设计首先需要明确系统的控制要求。
这包括温度、湿度、空气洁净度、气流组织等多个方面的控制。
设计过程中,需要对这些要求进行深入分析,确定合理的控制范围和精度。
同时,还需要考虑不同环境条件下的控制策略,如冬夏季、昼夜、室内外温差等因素对控制策略的影响。
二、自动控制系统组成净化空调自动控制系统通常由传感器、执行器、控制器和调节阀等组成。
传感器负责监测室内环境参数,如温度、湿度和空气质量等;执行器则根据控制器的指令,调节空调系统的运行参数,如送风量、回风量、水温等;控制器是整个系统的核心,负责处理传感器信号,并根据预设的控制策略发出指令;调节阀则根据控制器的指令,调节水流量或空气流量,以实现精确控制。
三、控制策略与优化控制策略是净化空调自动控制系统的关键。
常见的控制策略包括定温控制、定湿控制、空气质量控制等。
在实际应用中,需要根据具体需求和条件选择合适的控制策略。
此外,随着智能控制技术的发展,如模糊控制、神经网络控制等先进控制方法也逐渐应用于净化空调自动控制中,以提高系统的控制精度和响应速度。
四、节能与环保考虑净化空调自动控制系统的设计还需充分考虑节能与环保要求。
这包括选择高效的空调设备、优化系统运行模式、合理利用室外新风等方面。
同时,还需考虑如何降低空调系统的能耗和减少对环境的影响,如采用变频技术、热能回收等措施。
五、系统安全与可靠性在系统设计中,确保系统的安全与可靠性同样至关重要。
这要求设计者在硬件选择、软件编程、控制逻辑等多个方面充分考虑可能出现的故障和异常情况,并采取相应的安全措施。
高效节能技术在现代制冷空调系统中的应用研究摘要:随着全球能源危机和环境问题的日益严重,制冷空调系统的节能降耗成为行业关注的焦点。
本文综述了现代制冷空调系统中高效节能技术的应用,包括高效压缩机技术、智能控制策略、热回收技术、变频调节技术以及新型制冷工质等,并分析了这些技术的节能效果和实际应用情况。
最后,本文探讨了高效节能技术在制冷空调系统中面临的挑战和未来的发展趋势。
关键词:制冷空调系统;高效节能技术;压缩机技术;智能控制;热回收;变频调节引言制冷空调系统是现代社会中不可或缺的组成部分,但其高能耗和环境污染问题也日益凸显。
因此,研究和应用高效节能技术对于提高制冷空调系统的能效、降低能源消耗和减少环境污染具有重要意义。
本文旨在综述现代制冷空调系统中高效节能技术的应用,并探讨其未来的发展趋势。
1.制冷空调系统能耗特点1.1 冷源能耗占比分析在现代制冷空调系统的设计与运行中,冷源设备,诸如冷水机组和热泵系统,扮演着至关重要的角色,同时也构成了系统能效结构中的主要能耗部分。
据统计,这些核心冷源设备的能耗通常占据整个空调系统能耗的60%至70%之多。
这意味着,冷源设备的效率直接影响到整个系统的能源使用效率和运营成本。
因此,采取有效措施来降低冷源能耗,比如采用更高能效比的设备、实施精准的负荷匹配以及优化运行策略,成为了提升制冷空调系统整体能效的关键途径。
1.2 输配系统能耗考量除了直接的冷源能耗外,制冷空调系统的输配能耗也不容小觑,它大约占系统总能耗的15%至20%。
输配能耗涉及冷冻水或制冷剂在系统内的循环输送过程,包括泵、阀门和管道等部件的能耗。
优化输配系统设计,比如采用低阻力管道材料、高效泵类设备以及合理的管路布局,能够显著减少因输配造成的能源损失,对提高整个系统的能效具有重要意义。
此外,实施变频控制等智能调控技术,根据实际需求动态调整输配系统的运行状态,也是降低能耗的有效手段。
1.3 运行控制与管理的优化策略制冷空调系统的运行控制与管理水平直接影响到系统的整体性能与能效。
十几年了,空调的进步在哪里?
在过去的十几年中,空调技术和产品在多个方面上都有了显著的进步。
以下是其中一些主要的进步:
1. 节能效果提升:空调的能效比(Energy Efficiency Ratio,EER)和季节性能系数(Seasonal Energy Efficiency Ratio,SEER)得到了大幅提高。
现代空调采用了更加高效的压缩机和热交换技术,以减少能源消耗,并实现更节能和环保的运行。
2. 精确控制和智能化:现代空调设备配备了更精确的温度和湿度控制系统,可以根据用户的需求实时调整温度和湿度。
此外,智能控制技术的应用使得用户可以通过手机或智能家居系统远程控制空调设备,实现更加智能化和便利的使用体验。
3. 空气净化和过滤功能:许多现代空调配备了空气净化和过滤系统,能够有效去除空气中的颗粒物、细菌、病毒和有害物质,提供更清洁和健康的室内环境。
4. 噪音和震动控制:新一代的空调产品通过采用更低噪音的风扇设计、减震技术和隔音材料,大幅降低了运行时的噪音和震动,提升了室内舒适性。
5. 多功能和多样化设计:现代空调除了提供制冷和制热功能外,还可以具备其他功能,如除湿、通风等。
此外,空调产品的设计也更加多样化,可以更好地融入室内装饰风格。
6. 环保意识提高:空调制造商越来越注重环境保护和可持续发展。
现代空调设备采用更环保的制冷剂和制造工艺,减少对大气臭氧层的破坏和温室气体排放。
综上所述,空调在能效、控制、净化、噪音控制、设计和环保等方面都取得了显著进步,更好地满足了用户对舒适和健康室内环境的需求。
随着技术的不断创新和发展,我们可以期待未来空调产品的持续进步和改进。
中央空调冷冻水一\二次定变流量节能控制逻辑和策略摘要:随着我国高层建筑及智能化大楼的大楼涌现,中央空调系统的应用也得到了飞速的发展,而中央空调系统的能耗约占建筑总能耗的60%以上,因此中央空调系统的节能降耗也引起人们的关注。
本文在分析中央空调冷冻水一、二次定变流量节能控制的基础上,研究了其控制逻辑和策略。
关键词:中央空调;变流量;逻辑;策略一.中央空调水系统二次泵变频节能基本原理空调水泵变频控制装置的变频控制理论基础是:伯努力方程在空调系统中的应用,即水泵的扬程只需克服系统的沿程水头损失和末端局部水头损失之总和。
通俗地讲就是量体裁衣,只是提供系统需要的,而不是多余的,没有提供多余的就是节约了能量。
其变频控制技术的目标和理念是:在满足系统负荷需求下,采用变流量和变扬程的控制,并在控制系统中内嵌水泵、变频器和马达的参数曲线,以最节能的方式也就是最高效率原则来判断和控制水泵启停的台数,达到最佳节能效果。
而非简单的以水泵的流量或水泵效率范围作为水泵的启停依据。
例如:图A-1上述计算显示,开2 台水泵操作同样能满足系统负荷,但比开1 台水泵要节能75%。
内在原因是扬程需求在起作用,空调水系统是变压变流量,当流量减低时,流速也降低,且流速和扬程是平方关系,即当负荷是50%时,扬程仅需原来的25%,节能是很巨大的。
而开1 台水泵就要提供100%的扬程,75%的扬程就是多余的,也就是浪费的。
所以在空调水泵变频系统中,在满足负荷的情况下,唯有尽可能降低水泵的扬程,才是安全的和真正节能的。
图A-3 所示为一个标准的二次泵变频节能系统,水泵变频控制器通过接受末端环路的压差信号对变频器发出指令从而完成变频控制。
空调水泵变频控制器以综合最高效率原则来节能的,前提也是要满足工艺的要求即满足末端负荷的需要。
压力信号在水中的传播速度比温度快得多的多,所以可以及时反映负荷的变化,达到既满足末端负荷的需要,又达到节能的目的。
当系统负荷减少,即部分空调末端关闭时,压差信号偏离设定值(变大),则控制器向变频器发出指令,水泵降低频率运行,直到压差信号恢复为设定值,反之亦然。
论暖通空调系统中节能技术的应用【摘要】:随着社会经济的迅猛发展,能源和环境问题日益尖锐,特别是在炎热的夏天,空调耗电已逐渐成为能耗大户,空调节能也日渐成为建筑环境领域刻不容缓的大事。
本文论述了暖通空调节能的重要性和可行性,及实现空调节能的途径及方法。
【关键词】:暖通空调;节能;技术措施中图分类号:te08 文献标识码:a 文章编号:引言随着我国经济建设的快速发展和人民生活水平的不断提高,人们对建筑物的功能性要求也在不断扩展,暖通空调在建设工程中所占的比例也越来越大,它关系到千家万户的冷暖,关系到人们的健康和安全,关系到工作效率和产品质量。
然而空调的耗能占全国总耗能的15%以上,堪称耗能大户了,随着经济水平的不断提高,这一比例还在逐年提高,空调耗能必将对我国的能源消耗造成长期的、巨大的影响。
因此,降低空调耗能势在必行。
一、暖通空调领域节能的重要性和可行性随着社会的发展,建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大,在发达国家已达到40%,据统计在湖南省也达到27.8%。
在城市远高于这个比例。
而在建筑能耗里,用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30%~50%,且在逐年上升。
随着人均建筑面积的不断增大,暖通空调系统的广泛应用,用于暖通空调系统的能耗将进一步增大。
这势必会使能源供求矛盾的进一步激化。
另一方面,现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源,其中电能占了绝对比例。
对这些能源的大量使用,使得地球资源日益匮乏,同时也带来严重的环境问题。
根据暖通空调行业的研究成果,现有空调系统的能耗是惊人的,如果采用节能技术,现有空调系统节能20%~50%完全可能。
二、暖通空调系统中的节能技术1、蓄能空调技术(1)蓄冷空调技术常规的蓄冷技术包括冰蓄冷空调和水蓄冷空调。
通过降低介质温度或凝固介质,将冷能以显热和潜热的形式储存在介质中。
必要时,被储存的冷能可以通过升高介质温度,或熔化介质再次被利用。
蓄冷系统的主要设备有冷水主机、蓄冷装置、板式换热器、自动控制系统以及泵阀等。
2024年某商场冰蓄冷空调系统方案选择1. 项目背景与目标随着城市化进程的加速,大型商业建筑如商场的能耗问题日益突出。
空调作为商场的主要能耗设备之一,其运行效率和经济性对商场的运营成本和顾客体验具有重要影响。
本项目针对某商场的空调系统升级改造,目标是通过引入冰蓄冷技术,实现空调系统的节能降耗、提高能效,并降低商场运营成本。
2. 冰蓄冷技术介绍冰蓄冷技术是一种利用夜间低谷电力时段制冰储存冷量,在白天用电高峰时段释放冷量以满足空调用冷需求的技术。
通过该技术,可以有效降低空调系统的运行费用,缓解电网高峰时段的供电压力,并实现对电网的“削峰填谷”。
冰蓄冷技术主要包括静态冰蓄冷和动态冰蓄冷两种方式,各有其优缺点和适用场景。
3. 系统方案比较针对本商场的实际情况,我们提出了两种冰蓄冷空调系统方案进行比较:方案一:采用静态冰蓄冷技术,利用夜间低谷电力时段制冰,白天释放冷量。
该方案技术成熟,设备简单可靠,但储冰空间需求较大,可能占用商场部分商业面积。
方案二:采用动态冰蓄冷技术,通过制冷剂循环和相变过程实现冰的储存和释放。
该方案储冰空间小,对商业面积影响较小,但技术相对复杂,设备投资成本较高。
经过综合比较,考虑到商场的空间布局和经济效益,我们最终选择了方案一作为本项目的实施方案。
4. 能效与经济效益通过引入冰蓄冷技术,本商场的空调系统实现了显著的能效提升和经济效益。
首先,在能效方面,冰蓄冷系统可以有效降低空调系统的能耗,减少电费的支出。
其次,在经济效益方面,由于冰蓄冷系统利用了夜间低谷电力时段制冰,可以享受到较低的电价优惠,进一步降低了运营成本。
此外,冰蓄冷技术还有助于提升商场的舒适度和品牌形象,吸引更多顾客前来消费。
具体来说,通过实施冰蓄冷系统,商场的空调系统能效提高了XX%,每年可节约电费XX万元。
同时,由于利用了低谷电力时段制冰,每年可节约电费XX万元。
因此,冰蓄冷系统的引入为商场带来了显著的节能降耗和经济效益。
合肥新桥国际机场航站楼暖通空调系统的节能运行摘要:随着航空事业的蓬勃发展,合肥新桥国际机场航站楼的航空旅客流量逐年增加。
为了保障舒适的旅行环境和提高能源利用效率,航站楼的暖通空调系统的节能运行变得至关重要。
本论文针对合肥新桥国际机场航站楼暖通空调系统的节能运行,分析了系统的能耗特点和节能潜力,提出了相应的优化措施和方法,以期为航站楼的节能运行提供参考。
关键词:暖通空调系统;能耗特点;节能潜力;运行措施引言航站楼暖通空调系统作为确保乘客旅行舒适的重要设备,对机场的运营效益和旅客体验质量有着重要影响。
然而,由于航站楼规模大、使用需求多样化等因素,暖通空调系统的能耗较高,给机场的能源开支带来了巨大压力。
因此,实施节能运行的措施和方法对提高航站楼暖通空调系统的能源利用效率至关重要。
一、合肥新桥国际机场航站楼暖通空调系统的能耗特点合肥新桥国际机场航站楼的暖通空调系统能耗特点可能包括以下几个方面:1.航站楼规模大,面积广:航站楼通常具有较大的建筑面积,内部分为多个终端设备区域,包括登机口、候机厅、行李传送带等。
这些区域的温度和湿度需求不同,需要相应的空调设备来满足不同区域的舒适性需求。
这导致航站楼暖通空调系统需要提供大量冷热负荷,其能耗较高。
2.航站楼使用周期长:航站楼是全天候运行的,24小时对外服务。
无论是白天还是夜晚、工作日还是周末,航站楼均需要保持舒适的室内环境。
因此,航站楼暖通空调系统的能耗在整个运营周期内持续高位运行,能耗持续相对较高。
3.能耗分布不均匀:航站楼内的能耗分布不均匀。
例如,通道、厕所等区域能耗较低,因为这些区域通常没有大量人员流动。
而候机厅、大厅等人员密集的区域,则需要较大的冷却量和适宜的湿度控制,因此能耗相对较高。
这导致暖通空调系统在不同区域之间需要灵活调整,以满足不同区域的能耗需求。
综上所述,合肥新桥国际机场航站楼暖通空调系统的能耗特点表现为规模较大、使用周期长以及能耗分布不均匀。
浅谈中央空调节能控制技术摘要中央空调是大厦里的耗电大户,每年的电费中空调耗电占整个大厦60%左右,因此中央空调的节能改造显得非常重要,有着非常好的经济效益和社会效益。
本文首先阐述了中央空调的控制特点;其次,就中央空调节能控制途径进行深入的探讨,具有一定的参考价值。
关键词中央空调;节能控制;技术中图分类号tu97 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)22-0168-020 引言中央空调是大厦里的耗电大户,每年的电费中空调耗电占整个大厦60%左右,因此中央空调的节能改造显得非常重要,有着非常好的经济效益和社会效益。
空调系统的作用就是对室内空气进行处理,使空气的温度、湿度、流动速度及新鲜度、洁净度等指标符合场所的使用要求。
为此必须对空气进行冷却或加热、减湿或加湿以及过滤等处理措施。
其相应设备有制冷机组、热水炉、空调机组、风机盘管等。
当被调房间温度与湿度受内部热源干扰或室外温湿度变化而发生波动时,首先由温度与湿度传感器把信号送给调节器,调节器与设定值进行比较后发出指令给执行器,执行器动作后,不断调整以符合要求。
在中央空调系统中,冷水机组是由设备生产厂成套供应的,它一般是根据空气调节原理及规律等由微处理器自动控制的。
冷水机组由压缩机、冷凝器、蒸发器与节流元件组成,压缩机把制冷剂压缩,压缩后的制冷剂进入冷凝器,被冷却水冷却后,变成液体,析出的热量由冷却水带走,并在冷却塔里排入大气。
液体制冷剂由冷凝器经过节流元件进入蒸发器进行蒸发吸收,使冷冻水降温,然后冷冻水进入水冷风机盘管吸收空气中的热量,如此循环不已,把房间的热量带出。
1 中央空调的控制特点中央空调系统的特性可以归纳如下:1)干扰性。
空调系统在全年或全天的运行中,由于外部条件(如气温、太阳辐射、风、晴、雨、雪)和内部条件(如空调房间中设备、照明的启、停和投入运行的多少,以及工作人员的增减等)的变化,都将对空调系统的运行形成干扰;2)调节对象的特性。
控制系统优化带来的空调节能效益
1.
原始空调控制方案及要求
洁净室温湿度要求:
温度:25± 3C/湿度:30〜
70%
原设计采用 DDC( Direct Digital Control 制,调用DDC内置专用恒温恒湿控制模块,采用温湿度定点控制, 控制点设定在(25C, 50%,控制器采用PID控制算法进行控 制,运行模式如下: 其空气处理过程 i-d 图: 控制器根据 PID 控制算法得出的控制量通过最大值选择 即湿度优先 把控制量转换为冷冻水电动二通阀、 加热蒸汽电 动二通阀、 加湿蒸汽电动二通阀工程量进行控制, 控制方式是按 照固定设置的温度及湿度目标进行控制, 所以在四季的运行中控 制器为保证无限接近目标值而产生过度除湿(伴随再加热抵消) 和过度加湿,引起运行费用增加。 夏季运行情况分析: 按照标准恒温恒湿控制模式,夏季运行过程如图: (1)新风(W和回风(N混合,混合点(M; (2)混合点(M经过表冷段制冷(除湿)到(1)点; 3 点通过加热段再加热至送风点( S 。 空调能耗组成: 2. 优化的空调控制方案 根据电子行业生产实践, 电子产品的加工主要受温湿度单位 时间变化率影响较大, 绝对的温湿度差异小于变化率影响, 本工 程对温度和湿度绝) 直接数字控
对偏差的实际要求范围较宽:温度: 22C 28C ;湿度:30%- 70%房间的温湿
度只要符合图示区域即可满
足要求。
如为达到最佳节能效果并同时保证产品质量和人体舒适度, 最佳选择是
应按照控制温湿度单位时间变化率, 室内温湿度目标 值逐时改变的控制思路
进行以达到控制产品质量的同时使节能 最大化。
最终控制方案采用浮动温湿度控制策略, 温度和湿度控制目 标根据室
外空气焓值进行相应调整, 并且为消除夏季由于除湿产 生再热能耗, 系统
增加了二次回风的自动控制方案, 系统简易流 程如图:
由于净化厂房围护结构保温良好, 并且房间对外维持正压的 空调系
统, 室内通常处于四季发热状态, 新风和人流以及物流在 冬季所产生的制
热负荷极其微小, 不足以抵消室内设备发热和送 风机作工,基本处于四季制
冷模式; 表冷器调节温差可达
12C,
配合二次回风量控制可以完全消除夏季的除湿再热能量消耗, 以节省大量运
行费用;
系统湿度设置方案(参考室外空气含湿量):
由于优化后的控制系统只以室内显热量作为表冷器制冷量
调节的控制依据, 不存在深度除湿和再加热升温过程, 系统夏季 节能效果
是明显的。
两种模式下能耗比较如下图:
3.
控制算法的选择
PID (比例-积分-
微分控制器)控制算法是经过工程验证的 有效温湿度
控制方法。
PID
有位置式和增量式。
位置式:u (t)=kp[e(t)+1/TI /e (t) dt+TD*de (t )
/dt]
增量式:△ u ( k) =Kp[e (k) -e (k-1 ) ]+Kie (k )
+Kd[e
k -2e ( k-1 +e( k-2 ]
由于产品质量和人体舒适度受温湿度单位时间变化率影响 较大,过快的
温湿度变化容易导致次品产生, 为抑制变化率最好 采用增量式 PID。
位置式PID控制算法的缺点:当前采样时刻的输出与过去的
控制器的输出 u( k 对应的是执行机构的实际位置,如果计算 机出现故障,
u(k
的大幅度变化会引起执行机构位置的大幅度 变化。
增量式PID控制算法的特点:增量式PID是指数字控制器的
输出只是控制量的增量 △ u (k)。采用增量式算法时,计算机 输出的控制
量△u (k)对应的是本次执行机构位置的增量,而 不是对应执行机构的实际
位置, 要求执行机构必须具有对控制量
各个状态有关,计算时要对
e( k
进行累加,运算量大;而且
增量的累积功能, 才能完成对被控对象的控制操作。 执行机构的 累积功能
可以采用硬件的方法实现; 也可以采用软件来实现, 如 利用算式u (k)
=u
(k-1 ) +△ u (k)程序化来完成。采用增量 式 PID 很容易实现 PID 的无扰
切换, 只要温湿度进入预设偏差范 围就可退出累积,完全符合本方案节能控
制的预想。
4.
控制系统的选择
控制系统并非简单的品牌堆砌, 而必须根据控制的工艺过程 和控制功
能进行选择,品牌并不代表控制效果。
暖通空调控制系统通常可以采用 DDC(
Direct Digital
Control )或 PLC (Programmable Logic Controller )。DDC是 由PLC
发
展而来的,DDC的优势在于具备固化专业软件,有标准 应用程序和经过严格
实验的 PID 算法及能源管理程序等特殊的
功能,使用者可以不懂空调而直接调用其固化程序模块即可完成 灵活性较差
(功能块调用式编程)、控制模式,难以完成复杂的 控制逻辑, 并且其内置
PID 基本采用位置式算法, 难以满足本项 目要求。PLC
是一种通用控制器,
编程灵活,兼容性好,具备强 大的浮点运算能力, 但对使用者专业知识要求
较高, 使用者必须 充分了解项目工艺过程才可以编写出符合要求的控制程
序。 针对
本项目的特殊要求并需系统纳入厂务系统, 设计中采用了 PLC控
制系统。
5.
项目效果
项目已投产三年,经过或之前用户类似系统比较, 经过自控 优化的
系统其生产能耗明显降低,达到了设计要求。
基本的空调控制, 是非专业人员的专业工具, 但DDC也存在编程