某辦公樓制冷機房節能控制系統的方案設計

李志鴻

【摘 要】中央空調是現代建筑中不可缺少的能耗運行系統。它在給人們提供舒適的生活和工作環境的同時，又消耗掉了大量的能源。因此，如何高效利用中央空調系統的能源和節能就成為迫切需要解決的問題。而CMS900環境設備與能源管理系統是一套完善的解決方案，該系統以實現建筑物中央空調系統設備控制、管理和能源管理為目的，旨在確保各區域要求的環境質量，在保障適宜環境的同時，盡可能降低系統運行能耗，在產品實現強電、弱電、節能一體化集成，減小實施風險，提高投資效益。

【關鍵詞】中央空調；節能控制；CMS900

【Abstract】Central air conditioning is an indispensable energy consumption system in modern architecture.It provide people with a comfortable living and working environment， and consume a lot of energy.So how to improve the efficient use of energy and energy-saving central air conditioning system has become an urgent need to solve the problem. CMS900 environmental equipment and energy management system is a set of perfect solution. The system to achieve the building central air conditioning control system equipment，management and energy management for the purpose， to ensure the quality of the environment of the regional security requirements， in the appropriate environment at the same time， reduce the operation energy consumption as far as possible，integrated in the product realization strong， weak， energy integration， reduceimplementation risk， improve the benefit of investment.

【Key words】Central air-conditioning， Energy efficiency control，CMS900

1 制冷機房內受控設備及需監控內容

1 受控設備：雙工況制冷主機4臺。

主要監控內容：（1）啟?？刂?；（2）運行狀態顯示 ；（3）故障報警 ；（4）冷凍水進出口溫度；（5）冷卻水進出口溫度；（6）空調主機運行能耗檢測、顯示

2 受控設備：中高區循環水泵3臺。

主要監控內容：（1）啟?？刂?；（2）水泵、變頻器運行狀態顯示；（3）水泵、變頻器故障報警；（4）臺數控制；（5）變頻控制；（6）變頻器頻率顯示；（7）變頻器頻率設定；（8）水泵運行能耗檢測、顯示。

3 受控設備：大堂地暖循環水泵2臺。

主要監控內容：（1）啟?？刂?；（2）水泵運行狀態顯示；（3）水泵故障報警；（4）臺數控制；（5）水泵運行能耗檢測、顯示。

4 受控設備：低區循環水泵3臺。

主要監控內容：（1）啟?？刂?；（2）水泵運行狀態顯示；（3）水泵故障報警；（4）臺數控制；（5）水泵運行能耗檢測、顯示。

5 受控設備：冷凍水泵3臺。

主要監控內容：（1）啟?？刂?；（2）水泵、變頻器運行狀態顯示；（3）水泵、變頻器故障報警；（4）臺數控制；（5）變頻控制；（6）變頻器頻率顯示；（7）變頻器頻率設定；（8）水泵運行能耗檢測、顯示。

6 受控設備：冷卻水泵4臺。

主要監控內容：（1）啟?？刂?；（2）水泵、變頻器運行狀態顯示；（3）水泵、變頻器故障報警；（4）臺數控制；（5）變頻控制；（6）變頻器頻率顯示；（7）變頻器頻率設定；（8）水泵運行能耗檢測、顯示。

7 受控設備：乙二醇循環泵4臺。

主要監控內容：（1）啟?？刂?；（2）水泵、變頻器運行狀態顯示；（3）水泵、變頻器故障報警；（4）臺數控制；（5）變頻控制；（6）變頻器頻率顯示；（7）變頻器頻率設定；（8）水泵運行能耗檢測、顯示。

8 受控設備：冷卻塔風機4臺。

主要監控內容：（1）啟?？刂?；（2）風機運行狀態顯示；（3）風機故障報警；（4）臺數控制；（5）風機運行能耗檢測、顯示。

9 受控設備：空調機房管路。

主要監控內容：（1）冷凍（熱）水供水總流量檢測、顯示；（2）冷（熱）水供水總管溫度檢測、顯示；（3）冷（熱）水回水總管溫度檢測、顯示；（4）分水器、集水器壓差檢測、顯示；（5）外環境溫濕度檢測、顯示；（6）各分支回水溫度檢測、顯示；（7）冷卻水供回水溫度檢測、顯示； （8）冷卻水供水總流量檢測、顯示；（9）乙二醇供回水溫度檢測、顯示；（10）乙二醇總流量檢測、顯示等。

2 CMS900環境設備與能源管理系統

CMS900環境設備與能源管理系統包括：CMS900設備與能源管理平臺及BKS900中央空調能源管理系統。

CMS900環境設備與能源管理系統控制與管理的對象包括冷（熱）源主機、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機等設備，實現從冷（熱）源站的運行、監視、控制和管理，真正滿足項目空調設計的環境工況并確保運行能耗最低。

1 CMS900設備與能源管理平臺

CMS900設備與能源管理平臺主要由帶彩色顯示器的服務器和打印機組成，運行設備與能源管理中文圖形軟件，是中央空調系統運行數據統計、分析和能源管理的平臺。設備與能源管理平臺直接接入CMS900環境設備與能源管理系統局域網，它是系遠程監視、控制、數據處理和中央管理的中心。管理人員和操作者可通過管理平臺所顯示的各種信息以及系統所記錄的各種信息來查看當前或以前整個中央空調系統的運行狀況，也可以通過管理平臺遠程改變設備的運行狀況，向各現場控制器發出各種控制指令，進行數據存儲、報表打印，通過屏幕圖形來控制設備運行或確定報警信息等。

2 BKS900中央空調能源管理系統

BKS900系統實現對冷（熱）源中心相關設備的配電、監視、節能和管理。包括模糊控制柜、現場模糊控制箱、冷凍水泵智能控制柜、冷卻水泵智能控制柜、冷卻塔風機智能控制箱等現場設備。

BKS900中央空調能源管理系統全面采集影響中央空調系統運行的各種變量，傳送至系統控制中心模糊控制柜，系統模糊控制軟件依據模糊推理規則及系統的歷史運行數據，推算出系統該時刻所需要的冷量（或熱量）及系統的優化運行參數，并利用變頻技術，自動控制水泵的轉速，以調節空調水系統的循環流量，保證中央空調主機處于最高轉換效率，保證中央空調系統在各種負荷條件下，均處于最佳工作狀態，從而實現綜合優化節能。

3 節能控制

采用模糊控制技術，通過對中央空調冷熱源相關設備的運行參數的監測與采集，根據中央空調負荷的變化，動態調節系統各相關設備的運行參數，并采用優化的主機控制策略，從而提高系統的運行效率，實現系統運行中的總體、綜合節能。包括以下節能優化策略功能，對中央空調系統進行節能控制。

1） 冷凍水系統的調節

中央空調能源管理系統對冷凍水系統采用模糊預期控制技術進行節能控制。根據空調冷凍水系統供回水溫度、溫差和流量的變化，通過中央空調能源管理系統的模糊預測控制技術預測出未來時刻空調負荷所需的制冷量和系統的運行參數，按照模糊推理規則，選擇冷凍水系統的優化運行參數，調節冷凍水的循環流量，實現了空調冷媒流量跟隨末端負荷的需求而動態調節，使得冷凍水系統運行在最佳工況，最大限度地節省了冷凍水系統的能耗。

2） 冷卻水系統的調節

通過對冷卻水泵和冷卻塔風機的控制，實現系統效率最高。

中央空調能源管理系統對冷卻水系統采用系統自適應模糊優化控制技術進行節能控制。當空調負荷發生變化時，模糊控制器依據所采集的實時數據和自適應知識庫，進行模糊推理運算，動態調節冷卻水泵，啟停相應冷卻塔風機，動態調節冷卻水的流量使冷卻水的流量逼近最佳冷卻水流量值，從而保證中央空調系統隨時處于最佳效率狀態下運行。使得中央空調系統在不同的負荷、設備特性和外部環境條件下，均處于最佳工作狀態（即系統COP值最高），從而降低了空調系統的能源消耗。

3） 熱水系統的調節

通過模糊控制技術，通過檢測熱水系統供回水溫度的變化，將當前時刻溫差值與設計溫差值進行比較，實現對熱水泵流量的動態調節。

4） 冰蓄冷系統的優化控制

中央空調能源管理系統對冰蓄冷系統采用最佳效費比控制技術進行優化控制。根據歷史運行記錄數據預測次日空調負荷，根據不同時段電價自動選擇主機優先或融冰優先。在滿足末端負荷的前提下，每天使用完儲存的冷量，盡量避免在電價峰價時段運行主機。充分發揮冰儲冷系統優勢，節約運行費用。

5） 冷水機組的群控

系統能夠實現對冷水機組啟停的自動辨別，并能夠通過計算主機COP，對開機的臺時數進行有效的控制。

4 基于CMS900系統的設計方案

在制冷機房內設備確定及監控內容明確的條件下，基于CMS900系統，我們制定出具體的節能設計方案，如下圖所示：

5 結語

隨著我國生產生活的發展，各種大型建筑能耗問題越來越引起關注，而中央空調的節能尤其是重中之重，利用CMS900設備與環境能源管理系統平臺，通過網絡與BKS中央空調能源管理系統進行連接，實現對空調系統的集中監視和設備信息管理，實現系統的全局節能優化控制，值得推廣與普及。

參考文獻：

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